Канарды - небольшие аэродинамические элементы, монтирующиеся на передний сплиттер или края бампера. Выполняются из легких сплавов (алюминий, титан) или композитных материалов (карбон, кевлар). Создают прижимную силу двумя разными путями. Во первых это перенаправление встречного потока воздуха вверх что и вызывает усилие направленное вниз. В этом случае усилие довольно небольшое, поскольку скорость потока воздуха вблизи корпуса машины ниже чем в "чистом" пространстве из-за эффекта "пограничного слоя".
( Примечание. Пограничный слой (ПС), область течения вязкой жидкости или газа образующаяся у поверхности обтекаемого твёрдого тела или на границе раздела двух потоков жидкости с различными скоростями, температурами или химическим составом. Толщина ПС мала по сравнению с продольными размерами. ПС может характеризоваться резким изменением в направлении, поперечном скорости течения различных физических характеристик (скорости течения, температуры, концентрации компонентов). На формирование течения в ПС основное влияние оказывают вязкость, теплопроводность и диффузионная способность жидкости или газа. Тонкий слой, лежащий между твердой границей (стенкой) и внешним потенциальным потоком, обтекающим твердую границу, называется пристеночным пограничным. Пограничный слой характеризуется тем, что толщина его увеличивается вдоль течения, и движение жидкости в нем не является продольно-однородным.)
Канарды дают мало прижимной силы, поэтому их предпочитают использовать преимущественно при тонкой настойки машины, доведения до оптимальных параметров общего баланса непосредственно перед гонкой. Они должны быть установлены таким образом, чтобы не выступать за максимальную ширину кузова. Канарды на переднем бампере относятся к классу вспомогательных элементов, поэтому из-за малых размеров их эффективная работа начинается только на высоких скоростях, ведь один из основных принципов аэродинамики гласит, что давление на плоскость возрастает экспоненциально со скоростью. Некорректно расподоженные канарды не только не создают прижимную силу, но также могут повышать лобовое сопротивление.
Канарды и вихревые генераторы.
Канарды совместно с вихревыми генераторами создают турбулентности (вихри) образующие в нижней части ,по бокам машины, особый "барьер". Если все элементы расположены правильно, то канарды при помощи этого барьера удерживают воздух под высоким давлением от подадания его под днище и/или другие области с низким давлением. ( Примечание. Как многие из Вас знают, области с низким давлением, особенно расположенные под днищем,с оздают эффект "прилипания/присасывания" автомобиля к трассе . Эффект именуется "Граунд Эффектом" (Ground Effect).
Есть и обратная сторона такого барьера - увеличение сопротивления. Но при всем при этом, канарды в наши дни используются практически на всех гоночных машинах, так как создаваемая ими, хоть и сравнительно небольшая, прижимная сила повышает контакт передних колес с трассой, что в свою очередь приводит к устранению недостаточной поворачиваемости или нормализации баланса. поворачиваемости на обеих осях.
Вихревой генератор - несимметричный плоский закрылок треугольной формы служащий для увеличения сопротивления потоку воздуха в определенной зоне. Форма закрылка (генератора) определяется по нескольким факторам: какой необходим диаметр потока (вихря), длина потока, создание симметричного (параллельно машине) или ассиметричного потока (Например от переднего бампера вихряьдвижется до заднего и попадает, "врезается" в него. (Защита от администраторов сообществ, бессовестно копирующих наши статьи. Статья переведена редакцией сообщества ". Это может быть использовано для дополнительного направления этого вихря на задний генератор для его усиления. Также нужно это в том случае, если требуется максимальная прижимная сила, генерируемая от всех компонентов машины, в ущерб максимальной скорости). Также вихревые генераторы Вы можете увидеть на крышах тех машин, у которых линия заднего стекла резко ниспадает до багажника - седаны, хэтчбеки, некоторые купе (Toyota MR2 первого поколения).В этом случае они похожи на небольшие "зубья". Рассмотрим несколько видов функциональности.
1. Вихревые генераторы (зубья) установлены над задним стеклом автомобиля с кузовом седан в сочетании с задним антикрылом. В этом случае генараторы разбивают поток и теперь он движется к антикрылу с большими завихрениями. Это снижает эффективность антикрыла, что в свою очередь увеличивает максимальную скорость. Нужна данная настройка если выбраны все отрицательные позиции для угла атаки антикрыла, т.е по регламенту крыло не может быть установлено еще агрессивнее. В данном контексте генераторы снижают прижимную силу только на высоких скоростях, оставляя высокое ее значение на средних. В гражданских целях данная функция скорее служит для увеличения максимальной скорости - наиболее яркий пример такой машины - Mitsubishi Lancer Evolution 9 MR FQ400. Здесь зубья нужны для уменьшения давления на заднее антикрыло на высоких скоростях во избежание его повреждений/перелома. "Пусть уберут крыло" - скажет кто-то из Вас. Но тогда многократно возрастет подъемная сила на задней оси, что определенно не будет способствовать управляемости и стабильности поведения."Пусть разработают новое заднее антикрыло": да, это возможно. Но аэродинамика чрезвычайно сложная наука, что можно увидеть в Формуле 1, и на ее исследования тратятся огромные суммы. Создание нового антикрыла потребует пересмотра всех частей Lancer Evolution и может нарушить выверенный баланс аэродинамических сил.
2. Второй случай. Вихревые генераторы (зубья) установлены над задним стеклом автомобиля с кузовом седан, заднее антикрыло отсутствует. Создавая вихри, зубья направляют организованные турбулентные потоки ближе к края крышки багажника. Вихри, достигая крышки, усиливаются от вихрей создаваемых непосредственно самой крышкой позади машины. Данная область "вытягиевает" часть воздуха из-под днища автомобиля, увеличивая прижимную силу. Данный метод может использоваться совместно с первым.
Вихри могут создаваться и на боковых концах антикрыльев, когда встречается высокое давление над крылом, низкое за крылом, низкое под крылом и возле краев. Эти вихри можно часто увидеть при влажной погоде в гонках Формулы 1. Однако эти вихри негативно влияют на максимальную скорость, так как их высокая энергия (ведь их формируют 3 и более зон давления) вызывает огромное сопротивление. Постепенно, поднимаясь от концов крыла вверх на несколько метров и наружу, вихри рассеиваются встречным потоком воздуха. Чем выше разность давлений, чем больше вихри.
