Прежде чем говорить о применении данного эффекта, давайте с ним познакомимся.
Эффект Коа́нда — физическое явление, открытое румынским учёным Анри Коандэ.
В 1910 году молодой румынский авиатор Анри Коанда (Коандэ) испытывал свой самолет - первый в мире реактивный самолет с мотокомпрессорным двигателем - в Исси-ли-Мулино под Парижем.
Самолет Coandă 1910:
Чтобы пламя из расположенных по бокам реактивных сопл не подожгло фанерный фюзеляж, изобретатель установил металлические отражатели. Но когда самолет начал разбег, Коанда с изумлением увидел: щитки, вместо того, чтобы отражать пламя, наоборот, присасывают его к фюзеляжу. Сделанное в столь необычных условиях открытие едва не стало причиной аварии. Однако Коанда хотел подробнее изучить данное явление.
Он отправился к известному аэродинамику фон Карману, который сразу оценил важность открытия. Эффект заключается в том, что струя жидкости или газа прилипает к поверхности твердого тела. Искусно подбирая форму этой поверхности, можно изменить направление струи и даже повернуть её в обратную сторону.
Коанда установил, что изгибаемая воздушная струя присасывает (тянет за собой) воздух из окружающей среды. Он измерил давление в разных точках обтекаемой поверхности, и оказалось, что оно ниже атмосферного. Выходит, что атмосферное давление, давящее на противоположную стенку поверхности, создает силу, способную перемещать аппарат.
Наглядный пример эффекта Коанда:
Теперь перейдем к применению.
В машинах Формулы-1 эффект Коанда применяется во всех частях машины: от носового обтекателя до боковых понтонов и задней части машины. Но обо всем по порядку.
1. S-воздуховод в носовом обтекателе
Прародительницей множества S-образных воздуховодов, применяемых сейчас, можно назвать Ferrari F2008.
Базовый принцип прост: воздушный поток, проходящий под носовым обтекателем, перенаправляется наверх через специальные отверстия на стыке "носа" с передним фланцем шасси.
Выгода здесь двойная: улучшается аэродинамическая эффективность в нижней части машины, а выходящий сверху воздух благодаря эффекту Коанда протекает вдоль изгиба передней верхней части машины.
Он увлекает проходящие в этой области потоки, не давая им срываться и уходить выше. Это тоже позитивно сказывается на показателях аэродинамики.
В 2009-м правила скорректировали – и "серые" зоны, допускавшие использование S-образных воздуховодов первого поколения, были закрыты.
Борьба продолжилась в 2012-м. Mercedes применила хитрую двойную DRS, перенаправлявшую воздух от заднего антикрыла к переднему. FIA в ответ уточнила, что любые "проколы" в носовой части машины могут быть предназначены лишь для охлаждения кокпита. Причем, находиться они должны не дальше, чем в 150 мм впереди оси передних колес.
Но эти условия не помешали еще ряду команд – в их числе Sauber, Red Bull, McLaren и Force India – обзавестись в последние годы собственными воздуховодами.
S-воздуховод на Sauber C31 2012 года:
На представленной выше иллюстрации впускное отверстие располагается точно на 150-миллиметровой отметке, а канал имеет изогнутую форму, похожую на латинскую S (отсюда и его название), чтобы вывести воздух в нужной точке.
На первых тестах 2016-го многие отметили, что у Mercedes и Toro Rosso впускные отверстия значительно смещены вперед – с точки зрения аэродинамики такое решение является куда более предпочтительным.
S-воздуховод на Toro Rosso STR11 2016 года:
Разумеется, в теории это есть прямой выход за очерченные правилами границы. Вот и на этот раз грамотно сделанные углубления в форме ложки позволяют трактовать такое решение как единый элемент без отверстия: при взгляде перпендикулярно к поверхности она выглядит цельной, а прокол, уходящий в бок, формально ничего не нарушает.
Кроме того, Mercedes и Toro Rosso разместили входные отверстия в той области обтекателя, где нет ничего другого – это позволило спрямить путь воздушного потока внутри машины.
S-воздуховод на Mercedes W07 2016 года:
2. Выхлопная система болидов 2012 года
В данном случае струя горячего отработанного воздуха направляется в "нужное" место в задней части болида, используя эффект Коанда, который помогает направить воздух вниз и вдоль стенок диффузора, невзирая на то, что выхлопные газы выходят под углом вверх.
Red Bull RB8:
На данный момент в регламенте 2016 года использование эффекта Коанда для отвода выхлопных газов запрещено, и выхлоп выглядит так:
Про маленькие трубки по бокам расскажу возможно в другой раз :) А пока идем дальше.
3. Форма боковых понтонов
Ну и, на мой взгляд, самое очевидное использование - боковые понтоны. Сама их каплевидная форма направлена на минимизацию аэродинамического сопротивления и позволяет лучше работать с потоками воздуха в задней части машины.
Необычная форма понтонов была у McLaren MP4-26 2011 года:
А это McLaren MP4-28 2013 года. На фотографии наглядно показано направление воздушного потока: понтон "присасывает" потоки воздуха и направляет их на заднюю подвеску. Это позволяет увеличить прижимную силу в задней части машины.
