Способ снижения аэродинамических потерь от лобового сопротивления транспортного средства и устройство для его осуществления

 

Использование: в автомобилестроении, локомобилестроении и судостроении. Сущность изобретения: способ заключается в организации энергосберегающего обтекания набегающим потоком транспортного средства путем создания верхним обтекателем восходящего потока и организации струи воздуха на выходе из канала, в создании местных перепадов давлений в этой струе путем организации ускоренного и заторможенного пристеночного слоя на вращающемся барабане, установленном в струе воздуха на выходе из канала. Наличие перепада давлений на барабане приводит к возникновению тягового усилия и повышению экономичности. 2 с. п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к автомобилестроению и может быть использовано в локомобилестроении и судостроении.

Известен способ снижения аэродинамических потерь от лобового сопротивления транспортного средства, заключающийся в том, что наблюдающий поток встречного воздуха продольно по горизонтали разделяют на два, первую верхнюю часть подают вверх на вращающийся погранслой по ходу его вращения [1] .

Недостатком его является то, что нижняя часть погранслоя и подъемная сила не создается.

Известно устройство для снижения аэродинамических потерь от лобового сопротивления транспортного средства, содержащее барабан с приводом его вращения, установленный в аэродинамической тени в передней части над кабиной транспортного средства на оси, перпендикулярной продольной оси транспортного средства [2] .

Недостатком его является невозможность создания подъемной силы определенного направления.

Целью изобретения является повышение экономичности транспортного средства путем использования энергии отклоненной струи набегающего потока в создании тягового усилия за счет создания перепада давлений на вращающемся барабане.

Цель достигается тем, что в известном способе снижения энергетических потерь от лобового сопротивления транспортного средства, включающем энергосберегающее обтекание набегающим потоком транспортного средства путем создания восходящего потока, в восходящем потоке формируют струю воздуха, в которой в области аэродинамической тени транспортного средства организуют местный перепад давлений путем создания местных участков с ускоренным и заторможенным движением и преобразования этого перепада в тяговое усилие. В устройстве, представляющем собой транспортное средство, снабженное передней стенкой, установленной под углом к продольной оси, и верхний обтекатель, верхний обтекатель установлен перед передней стенкой с продольным зазором с образованием канала, на выходе из которого в аэродинамической тени транспортного средства установлен барабан, ось которого параллельна основанию и перпендикулярна оси транспортного средства и который снабжен механизмом вращения, например винт-гровером.

Существенным отличием предлагаемого изобретения является то, что предлагается организовать процесс возврата части энергии, затраченной на преодоление лобового сопротивления, путем использования энергии отклонений струи набегающего потока в создании тягового усилия за счет создания перепада давлений на вращающемся барабане, установленном в этой струе, без существенного увеличения аэродинамического сопротивления (барабан установлен в аэродинамической тени транспортного средства).

На фиг. 1 показана схема транспортного средства, реализующего предложенный способ; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1; на фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг. 2.

Способ снижения энергетических потерь от лобового сопротивления состоит в организации энергосберегающего обтекания набегающим потоком транспортного средства, формировании и восходящем потоке струи воздуха с последующей организацией в этой струе в области аэродинамической тени транспортного средства местного перепада давлений, путем создания местных участков с ускоренным и заторможенным движением и преобразования этого перепада в тяговое усилие.

Транспортное средство содержит верхний обтекатель 1, который обеспечивает благоприятные линии тока внешней среды при скорости 100 км/ч и выше, переднюю стенку 2 кабины. Верхний обтекатель установлен перед передней стенкой 2 с продольным зазором с образованием канала 3. Передняя стенка 2 близка по очертанию самому обтекателю 1 и установлена под углом к продольной оси транспортного средства. Обтекатель 1 установлен на пилонах 4. На выходе их канала 3 аэродинамической тени транспортного средства на стойках 5, 6 установлен пустотелый барабан 7. Барабан 7 установлен на подшипниках 8 и снабжен собственной системой привода от набегающего потока в виде винта-гровера 9.

На выходе из канала 3 можно предусмотреть установку сопла. При движении транспортного средства со скоростью V = 100 км/ч и выше, устанавливаются линии тока внешней среды. Часть внешней среды поступает в канал 3, на выходе из которого образуется струя воздуха, обдувающая барабан 7. При взаимодействии механизма вращения с потоком воздуха последний приводит во вращение барабан 7 по часовой стрелке. Вращение барабана 7 в потоке воздуха приводит к возникновению участков потока (пристеночный слой) с ускоренным и заторможенным движением, т. е. к созданию местного перепада давлений и возникновению силы - силы Магнуса М₁, которая направлена перпендикулярно направлению обдувающего потока. В конечном итоге часть энергии, которая передается от транспортного средства внешней среде, возвращается в виде силы Магнуса М₁. То есть в процессе движения транспортного средства происходит отдача части энергии внешней среды на барабане по направлению силы Магнуса. Полная температура среды понижается. Не исключается подача выхлопных газов в полость барабана для избежания обледенения в холодное время года.

Формула изобретения

1. Способ снижения аэродинамических потерь от лобового сопротивления транспортного средства, заключающийся в том, что набегающий поток встречного воздуха продольно по горизонтали разделяют на два, первую верхнюю часть подают вверх на вращающийся погранслой по ходу его вращения, отличающийся тем, что нижнюю часть набегающего потока воздуха подают вверх на вращающийся погранслой против хода его вращения.

2. Устройство для снижения аэродинамических потерь от лобового сопротивления транспортного средства, содержащее барабан с приводом его вращения, установленный в аэродинамической тени в передней части над кабиной транспортного средства на оси, перпендикулярной продольной оси транспортного средства, отличающееся тем, что барабан установлен на выходе канала, образованного верхним обтекателем и передней расположенной под углом стенкой транспортного средства.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3