22 нобяря генеральный директор компании Tesla Илон Маск представил электрический пикап Cybertruck. Он будет выпускаться в трех вариантах с дальностью хода на одной зарядке в 250 миль (400 километров), 300 миль (480 километров) и 500 миль (800 километров) соответственно, рассказал Маск. Разные версии также отличаются количеством двигателей — от одного до трех. Особенно аудиторию поразил внешний вид транспортного средства, будто сошедшего с футуристических конвейеров 80х годов.
С тех пор прошла почти неделя — казалось бы, за это время мемы про новый автомобиль Tesla должны были уже всем надоесть, но нет. Наоборот, пользователи и целые компании не унимаются и продолжают подшучивать над внешним видом пикапа.
Даже LEGO представила свою версию Cybertruck — кирпичик конструктора с приделанными к нему колесами. Говорят, «гарантированно противоударный».
Но давайте разберем, так ли плох Cybertruck компании Tesla, как и мемы про него? Прежде, чем мы перейдем к разбору аэродинамических свойств автомобиля, которые вызвали наибольшую волну скепсиса, давайте посмотрим за ним в деле. Прямое противостояния Ford F-150 и Cybertruck.
Пользователь портала «Пикабу», зарегистрированный, как ZaokskiyKENT провел свое исследование аэродинамических свойств транспортного средства и нашел ответы, на самые интересные вопросы: каковы его аэродинамические свойства, какой у него коэффициент сопротивления и будет ли заливать лобовое стекло грязью при движении автомобиля?
С сайта компании была взята 3-d модель Cybertruck и была помещена в CFD-пакет. «Чаще всего моделирование аэродинамики проводят не разгоняя модель автомобиля, а обдувая его потоком с определенной скоростью. В нашем случае на автомобиль набегает поток со скоростью 29,09 м/с, что соответствует 65 миль/час (как в статье). На картинке ниже мы видим распределение скоростей в сечениях расчетной области.»
«По-сути, сопротивление в большей степени как раз создает некоторое разряжение в задней части автомобиля, как бы «затягивая» его обратно. У исследуемого образца эта зона достаточно большая» — отмечает автор.
«Максимальная скорость потока при этом, при отрыве с кромок не превышает 44 м/с, что соответствует 98 миль/ч, хотя в статье приводится максимальная скорость 88 миль/ч. Разница, как видите, имеется, что, несомненно обусловлено разницей в моделях, и, вероятно, точностью расчетов» — так поток распределяется по поверхности автомобиля:
Для расчета лобового сопротивления необходимы: сила, действующая на тело со стороны потока, скорость потока (29,09 м/с), плотность среды (1,225 кг/м3 для воздуха), и т.н. лобовая площадь, под которой понимают площадь наибольшего вертикального среза, т.е контура фронтальной поверхности. Для случая с Cybertruck, проецируя контур на плоскость, получаем ~4,17 м2:
При этом, на автомобиль действует сила лобового сопротивления, численно равная ~1200 Н, что позволяет рассчитать коэффициент лобового сопротивления из этой формулы:
Где Сх — коэффициент сопротивления, Fx — сила лобового сопротивления, р — плотность среды, U — скорсоть потока, S — лобовая площадь. И… ответ Cx ~ 0.55. Ну и что нам это даёт, спросите вы? Об этом ниже.
Пишет ZaokskiyKENT в своем исследовании.
Теперь отвечаем на вопросы заданные в начале расследования: каковы его аэродинамические свойства, какой у него коэффициент сопротивления и будет ли заливать лобовое стекло грязью при движении автомобиля?
«По результатам CFD-исследования Cx ~ 0.55, без учета боковых зеркал (будут ли они вообще?). Нормально ли это? Много или мало? Для этого имеет смысл провести сравнение с чем-то» — говорит автор.
- Ока — 0,41
- Газ 3302 (бортовой) — 0,59
- Газ 3302 (фургон) — 0,54
- Зал 130 (бортовой) — 0.87
- КамАЗ 5320 (тентовый) — 0,68
- МАЗ 500А (тентовый) — 0,72
- ЗИЛ 5301 — 0,64
- Mercedes-Benz G-класса — 0,54
- Hummer H2 — 0,57
- Toyota Prius — 0,24
Небольшое дополнение, для сравнения коэффициентов лобового сопротивления в сходном классе: у Dodge Ram 1500 c однорядной кабиной Regular Cab и задним приводом, коэффициент аэродинамического сопротивления (Cx) равен 0,360. Для Chevrolet Silverado Crew Cab 2014 модельного года этот коэффициент составляет 0,41, для Ford F-150 12 поколения он равен приблизительно 0,40 (результаты независимых измерений), для заднеприводных пикапов Toyota Tundra Cx =0,37, для полноприводных – 0,38.
Так что же это значит?
Ну, похуже Оки, на уровне УАЗ 31-60 и Гелика, но лучше остального в весовой категории 🙂 А если серьезно, то для легкового автомобиля большеват коэффициент (обычно он на уровне 0.2-0.5), а для грузового вполне себе норм (0.5-0.9), каким он и позиционируется.
Пишет ZaokskiyKENT в своем исследовании.
И ответ на бытовой вопрос, зальет ли грязью из под собственных колес лобовое стекло автомобиля: судя по распределениям скоростей, вихрей, которые бы возвращали поток обратно нет, поэтому если и зальет, то только из-за впереди едущих и дождя.
