Что такое открытые автомобили

Автомобиль с открытыми колёсами

Автомобиль с открытыми колёсами (монопост, одноместный болид, формульный болид) — тип гоночного автомобиля, представляющий собой одноместный [1] автомобиль с колёсами, вынесенными из кузова. Этот тип, появившийся в начале XX века — ныне один из самых распространённых типов гоночных автомобилей.

Содержание

Названия

Этот тип имеет два названия, указывающие на его конструктивные особенности — в Америке укоренилось название «open wheel car» — автомобиль с открытыми колёсами, тогда как в Европе указывают на его одноместную конструкцию — монопост (англ. single seater, нем., итал., чешск. — monopost). В Америке же технические требования к таким автомобилям начали сводить в специальные документы, получившие название «формул». Постепенно слово «формула» стало фигурировать в названии большинства чемпионатов и серий монопостов, начиная с Формул-1, −2, и −3, что дало повод называть такие гонки «гонками формульного типа». В России слово «формула» все чаще стало применяться и к самим машинам, участвующим в таких гонках. Также и в Западной Европе все шире распространяется термин «formula car».

История

Первые автомобили данного типа появились в США в начале ХХ века, и поначалу были вовсе не одноместными, вместе с водителем в гонке участвовал механик, так как дистанции были большими, а надежность машин невысока. Постепенно гонки переместились на закрытые трассы относительно небольшой длины, а надежность машин выросла, после чего механик переместился на обочину, а позже в специальную зону технического обслуживания. Результаты гонок на «больших автомобилях» начали идти в специальный зачет, ведшийся Американской автомобильной ассоциацией. Так родился первый чемпионат. Технические требования стали сводиться в специальные документы, получившие название «формул».

В Европе гонки на автомобилях с открытыми колёсами стали проводиться в 20-х гг. Новые машины получили название монопостов и они начали участвовать в престижных гонках Гран-При. С 1930 г. результаты некоторых Гран-При стали заноситься AIACR в отдельный зачет, создав личный чемпионат Европы, а в 1946 г. была создана FIA, которая определила основные классы монопостов — Формула-1, −2 и −3. В 1950 г. был организован чемпионат мира, проводимый на машинах Ф1.

Устройство

Подвеска

Согласно названию, колёса автомобилей должны находиться вне корпуса. Впрочем, бывали и исключения — в 1954 г. команда Ф1 Мерседес, воспользовавшись лазейками в регламенте, выставляла на некоторые гонки, преимущественно скоростные, машины с колёсами, закрытыми лёгким кузовом. В дальнейшем регламент Ф1 был пересмотрен с целью исключения подобных случаев.

Также вне корпуса находится и подвеска. Сейчас это двойной поперечный рычаг с толкаемой либо тянущей штангой (push-rod и pull-rod, соответственно).

Число колёс, как правило, не превышает 4, хотя были случаи и 6-колёсных автомобилей — впервые такой автомобиль появился в 1948 г. в Национальном Чемпионате ААА, в 1976 г. команда Ф1 Тирелл также представила автомобиль с 6 колёсами, однако попытка команды Ф1 Уильямс выставить в 1982 г. шестиколёсный автомобиль натолкнулась на запрет, с тех пор все автомобили с открытыми колёсами имеют их не больше 4.

Двигатель

Двигатель долгое время находился впереди гонщика, приводя в движение заднюю ось посредством карданного вала, так или иначе проходившего через кабину. Впервые иное расположение двигателя — позади кабины — было предложено немецким инженером Фердинандом Порше в 1920-х гг., но реализовано в металле было лишь в 1934 г. в гоночных автомобилях Ауто Унион, построенных под руководством того же Порше. Впоследствии эта схема получила развитие на автомобилях Ауто Унион, но Вторая мировая война положила конец их эволюции, а после войны уже не использовалась. Вновь эта схема была применена уже в 1950-х гг. Эшли Купером. В 1961 г. автомобили заднемоторной схемы дебютировали в США, в 1965 г. выиграли гонку Инди-500, и с тех пор заднемоторная схема стала стандартом для автомобилей с открытыми колёсами, за исключением спринт-каров, используемых для гонок по грунтовым овалам.

Сами двигатели — почти исключительно четырёхтактные поршневые, работающие по циклу Отто, атмосферные или с турбокомпрессорами. В американском чемпионате проводили опыты с дизельными двигателями, также были попытки применения газовых турбин, в Америке и в Европе.

Аэродинамика

В начале XX столетия вопросы аэродинамики не сильно волновали конструкторов автомобилей, которые еще не развивали высоких скоростей. Первая Мировая война дала толчок исследованиям в области аэродинамики и с возобновлением в 20-х гг. гонок Гран-При некоторые инженеры (как, например, Фердинанд Порше) решили применить каплевидные обтекаемые кузова.

С 1960-х гг. требования аэродинамики все больше учитываются при создании гоночных автомобилей, конструкторы стараются добиваться не только уменьшения лобового сопротивления как раньше, но и увеличения прижимной силы — лёгкие машины не могли реализовать всю мощь своих моторов из-за пробуксовки в поворотах. Монопосты начинают обрастать теми или иными аэродинамическими приспособлениями.

Наиболее часто встречаются переднее и заднее антикрылья, прижимающие к дороге соответственно переднюю и заднюю часть автомобиля. Впрочем, в начале 80-х автомобили Ф1 обходились без передних крыльев — основную прижимную силу создавали сами корпуса машин, которые вкупе с заградительными эластичными юбками создавали под днищем машины разрежение, прижимающее их к трассе (граунд-эффект). Сейчас граунд-эффект практически везде запрещён, а прижимную силу создаёт диффузор — расположенная в задней части днища открытая сужающаяся П-образная полутруба, ускоряющая протекающий под машиной воздух (принцип трубки Вентури).

Открытые колёса являются важным аэродинамическим элементом — они имеют большую ширину, а их верхний край движется навстречу набегающему потоку. В итоге они производят серьёзные воздушные завихрения, сильно ухудшающие аэродинамическую эффективность автомобиля (коэффициент лобового сопротивления достигает 1,0-1,2) и, таким образом, не может сравниться со спортпрототипами, у которых колёса закрыты (коэффициент лобового сопротивления 0,3-0,4). Предпринимавшиеся различные попытки закрыть колёса от набегающего потока пресекаются контролирующими органами.

Маломощные монопосты, а также спринт-кары (используемые для гонок на грунтовых овалах) могут вообще не иметь аэродинамических элементов — развиваемые ими скорости не столь велики.

Корпус

Корпус монопоста имеет минимальное поперечное сечение, с тем чтобы только закрывать пилота. С 1962 года команда Ф1 Лотус применяет новую конструкцию корпуса с использованием монококов — жёстких пространственных конструкций, более устойчивых к кручению и ударам. Тогда же гонщик изменил свою позицию в кокпите — он больше не сидел более-менее прямо, а занял практически полулежачую позицию. Это не только уменьшило лобовое сопротивление, но и улучшило переносимость перегрузок. В первой половине 80-х в Формуле-1 появились углепластиковые монококи, которые затем широко распространились на все остальные серии. В монококе располагается кокпит — открытая кабина пилота (хотя и предпринимались различные попытки закрыть пилота). Сразу за кабиной располагается дуга безопасности, призванная принимать удары при переворотах машины. Спереди к монококу крепится передняя подвеска и передние аэродинамические элементы, сзади — двигатель, к которому крепится коробка передач, а к той — задняя подвеска и задние аэродинамические элементы. С 1970 г. команда Ф1 Лотус располагает радиаторы в боковых понтонах, что позволило придать носу машины максимально эффективную с точки зрения аэродинамики форму.

Трансмиссия

Привод, независимо от расположения двигателя, чаще всего делался задний, хотя в серии Индикар были попытки использования переднеприводных автомобилей, а полный привод использовался и в Индикаре, и в Формуле 1. Переключение передач всегда ручное, хотя в последнее время повсеместное распространение получили разработанные ещё для Формулы 1 секвентальные полуавтоматические коробки с переключением подрулевыми переключателями.

Пилотирование

Автомобили с открытыми колёсами обычно имеют наименьшую массу среди всех гоночных машин своего класса мощности и наибольшую концентрацию мощности среди автомобилей своего веса. Массы монопостов находятся в пределах 455—700 килограмм, а мощности могут достигать и превосходить 1 000 лошадиных сил. Это, а также высокая аэродинамическая оснащенность, определяет их наибольшие возможности по ускорению в поворотах и делает их наиболее быстрыми среди всех гоночных автомобилей.

Прототипы в принципе отличаются лишь закрытыми колесами, а потому теоретически тоже могут достигать таких динамических показателей, но на данный момент такие машины используются лишь в гонках на выносливость, а потому не могут сравниться с монопостами в скорости. В то же время возможна постройка прототипа из монопоста путем установки на него легкого кузова, закрывающего колёса — именно так были построены прототипы Can-Am второй половины 70-х.

Высокие динамические характеристики монопостов накладывают повышенные требования к физической подготовке пилотов. Также автомобиль с открытыми колёсами даёт небольшое преимущество, так как пилоту проще строить траекторию движения из-за того, что он видит колеса авто. Кроме того, пилотирование требует большей аккуратности, монопосты практически не способны переносить без повреждений контакты, а контакт колесо-на-колесо очень опасен ввиду того, что один из автомобилей может взлететь и перевернуться.

Производители машин с открытыми колёсами

Участники гонок на машинах с открытыми колёсами могут строить их сами (так в Чемпионате Мира Формулы-1), а могут закупать у стороннего производителя (в большинстве остальных случаев). Современные производители монопостов:

Международные чемпионаты на автомобилях с открытыми колёсами

Автомобили с открытыми колесами участвуют практически исключительно в кольцевых гонках на трассах с твердым покрытием — стационарных, временных или трассах овального типа. Спринт-кары и миджеты используются в гонках по коротким гаревым трекам. Также списанные из других серий монопосты могут использоваться в соревнованиях по подъёму на холм.

Источник статьи: http://dic.academic.ru/dic.nsf/ruwiki/612965

Все виды и описания кузовов легковых автомобилей

Легковые автомобили представлены широким модельным рядом, отличающимся по цене, назначению, классу комфорта и другим параметрам. Характеристики машины и требования к ней накладывают серьезный отпечаток на виды кузовов легкового автомобиля. Кузов машины определяет ее внешний вид и выступает основной несущей конструкцией, поэтому в зависимости от требований изменяется и вид детали.

В некоторых модельных рядах основной несущей конструкцией выступают шасси и рама.

Функции

Кузов – основная деталь, определяющая:

• внешний вид;
• объем (как для пассажиров, так и для груза);
• количество пассажиров;
• аэродинамические показатели.

Деталь во многом определяет дальнейшую компоновку, а вследствие и поведение машины на дороге. Поэтому наиболее распространена классификация легковых автомобилей по типу кузова.

Существуют 3 основных типа кузовов легковых автомобилей:

Количество объемов детали – обособленные блоки.

Трехобъемные

Они характеризуются обособленным моторным отсеком и багажным отделением. Преимуществом выступает легкий доступ к деталям, что сделало конструкцию классической. Однако она предполагает небольшие возможности для видоизменения. Популярные типы трехобъемных моделей следующие:

• седан;
• купе;
• пикап;
• лимузин;
• кабриолет, родстер, брогам и тарга.

Седан

Отличительные черты конструкции кузова легкового автомобиля седан – явно выступающее багажное и моторное отделение, 4 двери и 2 ряда сидений. Высота крыши всего салона одинакова. Сзади авто отсутствует подъемная дверь. Такая компоновка удобна для перевозок пассажиров, что сделало ее популярной. Многие производители разделяют седан на подклассы. Одним из таких является класс удлиненной машины (маркировка L). Обычно удлиненные части встречаются у седанов бизнес-класса. К ним относятся таун-кары – седаны с увеличенной высотой крыши.

Существуют также двухдверные седаны. Отличительная черта машины – наличие двух рядов сидений, например – «Запорожец».

Особенность – две удлиненные двери. Обычно кузов легковушки комплектуется двумя сиденьями, но в некоторых случаях задняя часть оснащается двумя дополнительными пассажирскими местами. В отличие от двухдверного седана, эти места неудобны и не рассчитаны на длительные поездки. Форма крыши купе всегда покатая, с уклоном назад, что улучшает аэродинамические характеристики машины.

Авто такого типа относятся к спортивному классу, поэтому представлены в основном высокой ценовой категорией. Они комплектуются двигателем большой мощности, усиленной подвеской и низким клиренсом для улучшения ходовых характеристик. Эти машины очень изящны, что также добавляет им престижа.

Авто с открытым верхом

Такие автомобили особенно популярны в странах с жарким климатом. Машина без крыши – оригинальное и престижное решение. К этим классам также относятся модели с откидной крышей. К таким типам устройств относятся:

Кузов кабриолет – классический вид машин без крыши или с откидным устройством. Проектируется на основе «Купе», реже – «Седана», обладает рамной конструкцией подобного вида. Чаще всего данный класс машин комплектуется мягкой откидной крышей.

Класс кузовов фаэтон – авто с откидной мягкой крышей. Отличие от кабриолета – полное отсутствие рамной конструкции над салоном. Благодаря этому окна боковых дверей в таких машинах являются съемными. Фаэтоны – наиболее открытые автомобили. Классические фаэтоны – правительственные авто без крыши с тремя рядами сидений, предназначенные в первую очередь для парадов. В настоящее время виды на удлиненной колесной базе без крыши не выпускаются.

Слово «фаэтон» в автостроении также акцентирует внимание на роскошь авто и увеличенное пространство внутри машины. Так, Volkswagen Phaeton, запущенный в производство в 2002 году, по типу корпуса является классическим седаном.

Кузов родстер – открытый, на укороченной базе с двумя дверями. Такие автомобили также отличаются разборными боковыми стеклами или полным их отсутствием, мягкой крышей. Родстер без крыши называется спайдером. Исторически родстеры, кроме основных комфортабельных сидений, комплектовались дополнительным откидным, получившим в народе название «тещино место». Современные родстеры часто представлены спорткарами, в числе которых находится Lada Revolution.

Разновидность родстера, укомплектованная жесткой дугой сзади сидений, называется таргой. Автомобили также обладают съемными боковыми окнами и не имеют боковых рамных конструкций, но чаще комплектуются жесткой съемной или разборной крышей.

Пикап

Автомобили пикап – трехобъемные. Основная черта моделей – открытый багажник. Они предназначены не только для езды, но и для перевозки большого объема грузов.

Первоначально пикапы были распространены в северной Америке среди фермеров и простых людей, позже получили распространение по Европе и всему миру. Современный пикап – комфортабельная машина, созданная на базе внедорожника. Существуют как двухдверные, так и четырехдверные авто с комфортабельной кабиной.

Особенностями пикапов являются:

• высокая мощность;
• высокая проходимость;
• большой объем двигателя;
• просторная, комфортабельная кабина.

Лимузин

Данный вид машин предназначен для представительского класса и отличается повышенным уровнем комфорта, тип кузова создан на основе концепции седана. Конструкция лимузина – легковой автомобиль на удлиненной базе с обязательной перегородкой между водителем и пассажирами. Комплектуется 2 или даже 3 рядами сидений, 4 дверьми. Именно жесткая перегородка отличает данный класс от удлиненного седана.

Классические лимузины создавались на базе седана, однако, в настоящее время имеются и авто на базе внедорожников. Встречаются лимузины довольно редко, отчего являются еще более эффектными.

Двухобъемные

Кузова этого вида отличаются отдельным обособленным моторным и пассажирским отсеком. Грузовая часть машины слита в одно пространство с пассажирской. Это позволяет увеличить грузовую часть или салон без повышения длины колесной базы. Нахождение пассажирской и грузовой части машины в одном пространстве дает конструкторам авто больше пространства для маневра. К популярным видам двухобъемных моделей относятся:

Универсал

Кузов универсал – автомобиль грузопассажирского типа. Такой вид авто получил свое название благодаря многоцелевому использованию. Автомобили «комби» обладают 3 или 5 дверьми, 2 рядами сидений с большим объемом. В большинстве моделей задние сидения складываются, увеличивая багажник до огромных размеров. В начале нового века универсалы являются лидерами рынка, обогнав по продажам седаны.

Одним из подтипов универсала являются кузова шутинг брейк. Это двухдверные авто премиум-класса с прямой крышей, разработанные на основе спорткаров.

Хэтчбек

Тип кузова хэтчбек напоминает универсал, но отличается наклонной крышей. Эти авто часто называют фастбэками. Хэтчбеки часто выполняются в качестве легкрвых автомобилей с большим багажником. Они отлично подходят для городских условий, прекрасно справляются с транспортировкой пассажиров и грузов. Выполняются в виде трех- или пятидверных машин. Примерами отечественных хэтчбеков являются ВАЗ-2108 и ВАЗ-2109.

Лифтбек

Кузов лифтбек – средний вариант между хэтчбеком и седаном. По внешнему виду корпус напоминает седан или купе, но структурно более схож с хэтчбеком. Багажник такого автомобиля открываются при помощи люка, откидывается с задним стеклом. Между багажником и задними сиденьями устанавливаются мягкие перегородки. При необходимости они снимаются, после чего машина готова к транспортировке габаритных грузов.

Внедорожник

Авто данного класса похожи на универсалы, но обладают большим размером и высоким дорожным просветом. Отличительной особенностью выступает мощная рама, делающая корпус более прочным. Эти автомобили предназначены для езды по бездорожью, поэтому обладают высокой проходимостью. Почти все они обладают мощным двигателем и полным приводом, иногда с блокировкой дифференциала. В народе внедорожники, а иногда и другие авто, похожие по внешним характеристикам, называются джипами.

Создатели автомобилей повышенной проходимости пришли к тому, что снижение веса машины способно повысить ее ходовые характеристики. Так появился внедорожник без кузова – багги.

Кроссовер

Этот вид кузова довольно сильно похож на внедорожник, но значительно легче. Автомобили этого класса – гибрид между универсалом и внедорожником: вариант городского авто, приспособленного под езду по бездорожью. Также отличается высоким клиренсом, но не обладает рамами и блокировками. Отличается от внедорожника более высоким классом комфорта, при этом проходимость на порядок ниже.

Разновидность кроссоверов – класс SUV. Это увеличенный автомобиль универсал с высокой посадкой, отличающийся высоким клиренсом и дорожным просветом. Такие виды обладают упрощенным полным приводом. SUV (как и большинство кроссоверов) – гибрид универсала и внедорожника.

Фургон

Данный кузов полностью приспособлен под перевозку грузов. Фургоны – переходной вариант между легковыми и грузовыми автомобилями. Оснащаются обширным высоким грузовым отделом с большой задней дверью, без окон. В некоторых случаях они выполняются как глубокая модернизация устройства кузова легкового автомобиля («Москвич»-412 «пирожок»), но чаще как отдельная конструкция. Часть современных фургонов – однообъемные автомобили. Некоторых из них имеют определенное назначение, например, вмещают специальные приспособления, медицинское оборудование или рефрижератор.

Однообъемные

Кузова данного типа не имеют выступающих частей и представляют цельнометаллическую конструкцию. Моторный и багажный отсеки слиты с салоном машины в один блок. К этому классу относится большинство автобусов. Среди легковых авто они представлены самыми молодыми классами:

Минивэн

Кузов минивэна представляет собой однообъмную конструкцию длиной не менее 4,5 метра. Эта машина совмещает в себе комфорт универсала и вместимость фургона. Большой объем позволяет разместить третий ряд сидений и делает их идеальными семейными автомобилями. По виду кузова минивэн напоминает микроавтобус с отличием в том, что вмещает не более 8 посадочных мест.

Компактвэн

Компактвэн – уменьшенный вариант минивэна. Часто вмещает 3 ряда сидений. При этом отличается меньшим объемом салона и багажника, но выигрывает в маневренности.

Микровэн

Эту разновидность часто причисляют к хэтчбеку. По большей части характеристик автомобили похожи на однообъемные машины этого класса. Отличительная черта – большая высота пассажирской части, обеспечивающая комфорт находящимся в салоне, что особенно приятно в дальних поездках.

Грузовики

Тип кузова грузового автомобиля бывыет двухобъемным (КАМАЗ) или трехобъемным (КРАЗ). Однако это не является определяющей особенностью. Основной градацией кузовов выступает тип грузового отдела. Они делятся на:

• бортовые;
• самосвалы;
• шаланды;
• тентованные;
• цистерны;
• платформы;
• кузовы специального назначения.

Грани между классами автомобилей постепенно стираются. На рынке появляется все больше моделей машин, совмещающих характеристики тех или иных классов. Это дает возможность создавать универсальные авто, отвечающие потребностям водителей и пассажиров.

Источник статьи: http://infokuzov.ru/kuzov/vidy-avtomobiley