W latach trzydziestych ubiegłego wieku samochody nauczyły się rozwijać bardzo duże prędkości, co spowodowało konieczność opracowania aerodynamiki. W naszym kraju niezwykłe wyniki tego rodzaju uzyskano w 1934 roku. Eksperymentalny GAZ-A-Aero projektanta Aleksieja Osipowicza Nikitina stał się pierwszym krajowym usprawnionym samochodem.
Teoria dla praktyki
Prace nad nowym tematem rozpoczęły się w 1934 roku i były prowadzone przez Wydział Motoryzacji Wojskowej Akademii Mechanizacji i Motoryzacji Armii Czerwonej (VAMM RKKA) z inicjatywy A. O. Nikitin. W badania zaangażowane były inne organizacje, które posiadały niezbędne zaplecze naukowo-techniczne.
W tym czasie samochody osobowe osiągały prędkość do 100-110 km / h, co było ułatwione dzięki zastosowaniu nowych konstrukcji podwozi, mocniejszych silników itp. Doświadczenia zagraniczne wykazały, że dodatkowy wzrost osiągów można uzyskać poprzez poprawę karoserii i zmniejszenie oporów powietrza.
Badania w WAMM rozpoczęły się od teoretycznego studium istniejących problemów i poszukiwania optymalnych rozwiązań. Udało nam się znaleźć główne pomysły, które przyczyniają się do poprawy wydajności. Jednocześnie można je łączyć na różne sposoby i uzyskiwać różne wyniki.
A. Nikitin i jego koledzy opracowali cztery wersje opływowego nadwozia i zmontowali odpowiednie modele w skali do dmuchania w tunelu aerodynamicznym Moskiewskiego Instytutu Lotniczego. Wraz z nimi planowano przetestować model samochodu GAZ-A z oryginalnym nadwoziem typu „faeton”. Cztery modele testowe wykazywały znaczne podobieństwa, ale różniły się kształtem różnych kruszyw, a co za tym idzie charakterystyką.
Testy wykazały gwałtowne obniżenie współczynnika oporu powietrza przy bezpośrednim nadmuchu modelu. Dla różnych modeli było to 31-66 proc. z cech oryginalnego samochodu. Przeprowadzono również badania z bocznym wiatrem, które wykazały wyraźne zalety nowych nadwozi.
Szczegółowe wyniki obliczeń i testów opublikowano w czasopiśmie „Motor”, nr 2, 1935. Autorem artykułu „Opływowy samochód na podwoziu GAZ-A” był sam A. Nikitin.
Prototyp
W 1934 roku VAMM RKKA wraz z eksperymentalnym warsztatem Fabryki Samochodów Gorkiego zbudowali i przetestowali prototyp samochodu o opływowym nadwoziu. Podstawą było zmodyfikowane podwozie GAZ-A - z tego powodu eksperymentalny pojazd został później nazwany „Streamlined GAZ-A” lub GAZ-A-Aero. Do kontroli wyników wykorzystano drugi samochód GAZ-A w podstawowej konfiguracji.
Prototypowy samochód zachował ramę i podwozie bazy GAZ-A. Elektrownia na różnych etapach testów zawierała standardowy silnik lub jego wzmocnioną wersję. Silnik został zmodernizowany poprzez zamontowanie aluminiowej głowicy i zwiększenie kompresji, co doprowadziło do wzrostu mocy do 48,4 KM. Przekładnia mechaniczna nie uległa zmianie. Organy zarządzające pozostały takie same.
Nowe, opływowe nadwozie miało mieszany design. Na drewnianej ramie zamontowano zakrzywione blachy stalowe o różnych kształtach. Aby poprawić aerodynamikę, zastosowano głównie zakrzywione części o różnej krzywiźnie. Silnik został pokryty zakrzywioną przednią owiewką z żaluzjami i bokami o podobnej konstrukcji. Za maską znajdowała się przednia szyba w kształcie litery V. Dach nadwozia płynnie zamienił się w spadzisty ogon ze spiczastym tyłem.
Koła zostały pokryte owiewkami w kształcie łezki. Przednie owiewki miały boczne wycięcia na sterowane koła, tył był solidny. Częściowo zagłębione owiewki do reflektorów zostały umieszczone na przednich błotnikach.
Ze względu na duże błotniki trzeba było zrezygnować z tylnych drzwi. Drzwi wejściowe otrzymały małe klamki. Dodatkowo całkowicie zakryły podnóżki. Wszystko to wynikało z konieczności zmniejszenia oporów powietrza.
Samochód GAZ-A-Aero, dzięki specjalnemu nadwoziu, miał długość 4970 mm. Pomimo nowych skrzydeł, szerokość pozostała na poziomie samochodu bazowego - 1710 mm. Wysokość - 1700 mm. Masa własna wraz z tankowaniem i częściami zamiennymi wynosi 1270 kg, tj. prawie 200 kg więcej niż GAZ-A. Założono, że dalsze udoskonalanie konstrukcji pozwoli na wyrównanie wagi obu korpusów. Podczas testów pojazdy były transportowane sprzętem pomiarowym i zespołem pięciu testerów. W tym samym czasie masa GAZ-A osiągnęła 1625 kg, a GAZ-A-Aero - do 1700 kg.
Samochód na torze
Testy GAZ-A-Aero przeprowadzono na torach fabryki samochodów i na drogach miasta Gorky. Testowe i testowe samochody pokonały tysiące kilometrów w ciągu kilku tygodni w różnych warunkach i pomogły zebrać wiele danych do dalszej analizy. Ogólnie rzecz biorąc, stało się jasne, że opływowy korpus ma poważne zalety w porównaniu ze standardowym faetonem.
Maksymalna prędkość GAZ-A-Aero ze standardowym silnikiem osiągnęła 100 km/h, ze zmodyfikowanym – 106 km/h. Samochód produkcyjny przyspieszył odpowiednio do 82, 5 i 93 km/h. Wzrost prędkości wyniósł 15-21 proc.
Opływowy samochód miał lepszą dynamikę. Przyspieszenie od zera do 70 km/h zajęło 27,5 sekundy w porównaniu do 35,5 sekundy dla GAZ-A. Samochód produkcyjny z dużym oporem zwolnił szybciej. Tak więc spadek prędkości z 70 do 40 km / h nastąpił na dystansie 330 m. GAZ-A-Aero w tych samych warunkach pokonał 440 m.
W warunkach miejskich opływowy samochód wykazywał bardzo skromne oszczędności. Przy średniej prędkości 30 km/h samochód ten zmarnował 5 litrów benzyny na 46,7 km, a oszczędność paliwa wyniosła tylko 3%. W innych warunkach korzyści były wyraźniejsze. Tak więc na autostradzie z ciągłym ruchem z prędkością 50 km / h oszczędności osiągnęły 12% w stosunku do zużycia GAZ-A. Maksymalną oszczędność paliwa 26,2% uzyskano przy 80 km/h. Porównanie przy wyższych prędkościach okazało się niemożliwe ze względu na ograniczone właściwości GAZ-A.
Przeprowadzono pomiary mocy zużywanej na pokonywanie oporów ruchu. Przy prędkości 50 km / h GAZ-A wydał na nią 12,2 KM, GAZ-A-Aero - 8 KM. (oszczędność 34%) Przy prędkości 90 km/h parametry te osiągnęły 46 i 29 KM, co odpowiadało oszczędnościom ponad 36%. W tym samym czasie samochód eksperymentalny miał zapas mocy do dalszego przyspieszania, a przy prędkości 100 km/h koszt oporu osiągnął 37 KM.
Opływowy samochód wykazywał najlepsze osiągi przy bocznym wietrze o różnej sile i pod różnymi kątami. Ponadto jazda z dużą prędkością była mniej głośna. W seryjnym faetonie zaobserwowano, że wiry odrywają przednią szybę i tył nadwozia, co było przyczyną dodatkowego hałasu. Na nowym korpusie nie było takich problemów.
Profesjonaliści i opinia publiczna mogli zapoznać się ze szczegółowymi wynikami testów biegowych z artykułu A. Nikitina „Testy drogowe usprawnionego samochodu na podwoziu GAZ-A”. Została opublikowana w wydaniu magazynu Motor z marca 1935 roku.
Backlog na przyszłość
Na podstawie wyników testów dwóch pojazdów VAMM RKKA i GAZ doszli do kilku głównych wniosków. Główny z nich dotyczył ogólnych korzyści płynących z opływowych nadwozi. Nawet po zainstalowaniu na dość starym podwoziu taki produkt dawał zauważalny wzrost właściwości eksploatacyjnych i ekonomicznych. Jednocześnie nadwozie GAZ-A-Aero było dalekie od optymalnego pod względem aerodynamiki - wpłynęło to na ograniczenia narzucone przez konstrukcję podwozia.
Zaproponowano kontynuację badań aerodynamiki samochodowej i uwzględnienie jej przy tworzeniu nowych modeli. Rozwój technologii motoryzacyjnej i dróg w przyszłości miał doprowadzić do nowego wzrostu prędkości jazdy, przez co usprawnienie stało się decydującym czynnikiem. Nowe rozwiązania można było wdrażać w małych samochodach sportowych, a następnie przenosić na urządzenia publiczne, jak to często robiono za granicą.
W 1934 r., po zakończeniu testów, eksperymentalny GAZ-A-Aero został przekazany Radzie Samochodowej Towarzystwa Awtodor do nowych badań. Nie ma informacji o jego dalszych losach.
Po sukcesie eksperymentalnego projektu GAZ-A-Aero specjaliści z działu motoryzacyjnego VAMM RKKA kontynuowali teoretyczne badania w wielu obszarach, w tym. na temat aerodynamiki. Wkrótce pojawiły się nowe wyniki teoretyczne, zalecane do wykorzystania w przyszłych projektach samochodów osobowych.
Jednak aktywna praca w tym kierunku trwała zaledwie kilka lat. Pod koniec lat trzydziestych naukowcy musieli ściśle skoncentrować się na temacie pojazdów wojskowych, a eksperymenty z usprawnianiem zniknęły na dalszy plan. Prawdziwe sukcesy w tym kierunku osiągnięto dopiero po wojnie. W tym okresie rozpoczęła się produkcja nowoczesnych samochodów o opływowym nadwoziu, a rozwój A. O. Nikitin i jego koledzy.
