Tesla Cybertruck на прошлой неделе произвел настоящий фурор своим нетрадиционным дизайном, который вызвал множество интересных инженерных вопросов. Среди них был вопрос аэродинамики. Если остальные автомобили Tesla используют гладкие изгибы для достижения аэродинамически эффективной формы, то как Cybertruck перемещается со всеми этими резкими углами?
Оказалось, что инженер-аэрокосмист задался тем же вопросом и прогнал Cybertruck через программное обеспечение CFD (вычислительная гидродинамика, компьютерная версия аэродинамической трубы), чтобы выяснить, едет ли грузовик как кирпич — или только выглядит так.
Инженер-аэрокосмист Джастин Мартин создал модель грузовика со всех ракурсов, которые он мог видеть на фотографиях и видео с мероприятия. Мартин говорит, что исследовал фотографии и видео со всех сторон около 24 часов перед запуском симуляции. Хотя не все идеально, общий корпус автомобиля максимально приближен к тому, что у него получилось.
Он отказался сообщать число Cd (коэффициент лобового сопротивления), поскольку его предположения относительно колес и крыльев могли существенно повлиять на результат, и поэтому его результаты, вероятно, были консервативными. Числа Cd в последнее время стали более популярными как грубая мера эффективности автомобиля (хотя они не означают всего — важна также площадь поперечного сечения).
Мартин прислал нам результаты своего исследования аэродинамики Cybertruck, которые вы можете увидеть ниже:
Результаты выглядят многообещающе, поскольку одним из открытых вопросов было то, вызовут ли жесткие линии грузовика отделение потока воздуха от его поверхностей.
В аэродинамике важно поддерживать плавное течение воздуха вдоль поверхности. Если этот поток отрывается от поверхности и вызывает турбулентность, это создает сопротивление.
Опасение вызывало то, что верхняя кромка Tesla Cybertruck вызовет турбулентный вихрь над всей областью кузова, что происходит в обычном пикапе. В этом пост в блоге есть несколько фотографий CFD-анализа F150, которые показывают эту турбулентную область за кабиной.
Но оказалось, что «сундук» Cybertruck работает довольно хорошо, поддерживая прилегающий поток над верхней частью автомобиля. Есть небольшой проблемный участок на самом пике грузовика, где поток воздуха достигает 88 миль в час при скорости автомобиля 65 миль в час. Это действительно приводит к некоторому отрыву потока (желтая линия позади грузовика), но в основном это происходит из-за краев передних стоек, где воздух сдувается с массивного лобового стекла:
Таким образом, наши болевые точки — это, по сути, все края массивного плоского лобового стекла и большой передний бампер (который, вероятно, требуется для соответствия правилам безопасности пешеходов). Мартин считает, что вихрь, исходящий от передних стоек, помогает направлять воздух от пика обратно к «сундуку» и восстанавливать поток.
Также существует большая зона турбулентности за закрытым грузовым отсеком, но у большинства автомобилей есть некоторая степень сопротивления там, особенно у грузовиков. Идеальной аэродинамической формой была бы идеальная капля с очень заостренной задней частью, но это непрактично (или незаконно по соображениям безопасности).
Наконец, крылья/колеса также являются открытым вопросом, поскольку Мартин не смог их точно смоделировать с имеющейся у него информацией.
Хотя ограничения модели Мартина существуют, это хорошее первое приближение. И, судя по этому предположению, грузовик демонстрирует лучшую аэродинамику, чем можно было бы предположить, исходя из первых визуальных впечатлений.