Аэродинамический прорыв!

Максим Шелепенков

В этом году под брендом DiPModels выходит очень интересная модель легкового автомобиля с аэродинамическим кузовом. С легкой руки автомобильного историка Льва Михайловича Шугурова он вошел в историю как ГАЗ-А-Аэро, хотя в документах 30-х годов его называли несколько иначе...

Автомобильные инженеры серьезно начали задумываться над аэродинамикой автомобилей, после того как заметно стали улучшаться автодороги и серьезно возрастать скорости движения по ним. Немаловажным аспектом при этом являлась и экономичность движения, ведь на высокой скорости встречный воздушный поток становится серьезным препятствием для машины.

У нас в стране первое серьезное исследование в этой области провел инженер Алексей Осипович (до 1937 года Иосифович) Никитин. В 1932 году молодой конструктор Никитин поступил в Москве, в только что образованную Военную академию механизации имоторизации РККА (позднее - Военная Академия Бронетанковых Войск), где автомобильная кафедра была одной из профилирующих. Академия занималась исследованием боевых и эксплуатационных качеств колесных машин, их конструкции, прочности и т. д., в том числе сокращением расхода топлива и увеличения скоростных характеристик техники, путем уменьшения коэффициента обтекаемости.

Эта идея увлекла Алексея Никитина, и он избрал для своей кандидатской диссертации тему: «Исследования по аэродинамике и экономичности машин». Работа началась с теоретических выкладок, изготовления макетов в масштабе 1:10 и их дальнейшей продувки в аэродинамической трубе в лаборатории имени профессора Жуковского Московского авиационного института. Совершенно верно полагая, что наилучшую обтекаемость имеет форма капли, Никитин стремился придать своему автомобилю очень близкий к ней силуэт, и это нашло подтверждение в форме крыльев будущего автомобиля. Но, округлая «сигарообразная» форма с заостренным концом еще не гарантирует идеальной обтекаемости - большое значение здесь имеет соотношении поперечного размера предмета к его длине. Идеальной обтекаемостью, как показали опыты, были образцы с невероятно длинными хвостами, но построить такой автомобиль на шасси самого массового в стране легкового автомобиля ГАЗ-А, не представлялось возможным, а эксплуатировать тем более. А с усеченного «хвоста» происходит срыв воздушного потока, что только ухудшает, а не улучшает обтекаемость.

Проблема заключалась еще в том, что шасси ГАЗ-А очень высокое, и минимально возможная высота экспериментального образца получалась никак не меньше 1700 мм. Найти наиболее приемлемый компромисс между высотой, шириной и длиной автомобиля, а также справиться с выступающими частями автомобиля (колеса, фары, подножки и т.д.) и входило в задачу Никитина. В результате экспериментов была найдена необходимая форма автомобиля, которая на макетах показывала коэффициент обтекаемости 0,175 (сейчас мы говорим коэффициент лобового сопротивления Сх).

После экспериментов с моделями встал вопрос постройки реального образца для проверки теории на практике, благо, техническая база у академии была огромная. У выделенного автомобиля ГАЗ-А сняли стандартный кузов и поставили аэродинамический, с деревянным каркасом и металлической обшивкой. Новый кузов имел ряд передовых решений, таких как V-образное ветровое стекло, наклоненное назад под углом 45 градусов, полностью закрытые обтекателями задние колеса и утопленные в крылья фары автомобиля. Хорошей обтекаемости автомобиля способствовало также полное отсутствие бамперов и подножек кузова (они располагались внутри автомобиля, за дверями), выступающего запасного колеса. Эффект от всего этого оказался достаточно интересным: коэффициент Сх реального образца, естественно, оказался хуже, чем у масштабной модели и составил 0,207. Но, это оказалось на 48% меньше, чем у базового ГАЗ-А!

Ко всему прочему, экспериментальный автомобиль А.И.Никитина оснащался форсированным с 39 л.с. до 48 л.с. двигателем, за счет новой алюминиевой головки блока цилиндров и повышенной с 4,15 до 5,45 степенью сжатия, в результате чего автомобиль развивал скорость до 106 км/ч. А благодаря более совершенной аэродинамике, ГАЗ-А-АЭРО на скорости 70 км/ч расходовал на 20% топлива меньше, чем серийный ГАЗ-А, а на скорости 40 км/ч - на 8,2%. Все это, лишний раз подтвердило огромное влияние аэродинамики на улучшение эксплуатационных характеристик автомобилей.

К сожалению, судьба экспериментальной машины оказалась печальной. Послужив материалом для диссертации, она впоследствии была передана для изучения Автомобильному совету ЦС Автодора, где ее следы затерялись. А ее конструктор, А.О. Никитин, по вполне понятным причинам с 1941 года занимался не аэродинамикой легковых автомобилей, а танками.

Не смотря на явную значимость автомобиля в деле отечественной автоаэродинамики, его модель в масштабе 1:43 была создана только сейчас, стараниями компании “DiP Models”.

Задача у моделистов стояла не из легких. Дело в том, что полноценной достоверной информации по машине сохранилось не очень много, и воссоздавать ее образ пришлось в основном по немногочисленным и не слишком качественным фотографиям. Лишь, когда уже работа над моделью подходила к концу, в одном архивном отчете НАМИ нашлась схема с пропорциями этого автомобиля. Оговорюсь, не размеров, а лишь ее пропорций. Тем не менее, даже такая находка оказалась кстати.

К сожалению, так и остался не выясненным оригинальный цвет машины, ведь его цветные фотографии по понятным причинам отсутствовали. Отчасти, ориентиром мог послужить рисунок А. Захарова, на котором машина Никитина изображена ярко синего цвета. Но вызывает сомнения, что экспериментальный автомобиль (читай только кузов, так как акцент делался именно на нем) имел такой лоск. Единственной целью, с которой делалась машина, это проведение натурного исследования проблемы влияния аэродинамики на параметры движения автомобиля, и она не предназначалась для гоночных или спортивных целей, установления каких-либо рекордов.

Есть еще свидетельство Ю. Долматовского, который в одной из своих статей изобразил автомобиль Никитина темно синего цвета. Но, учитывая плохое качество полиграфии того журнала и не всегда достоверность самого Долматовского с цветом в своих рисунках... принимать на веру тот цвет также не стоит.

Рассматривая сохранившиеся фотографии можно придти к выводу, что на одних машина значительно светлее, на других темнее. Скорее всего, машина, за свою короткую жизнь, имела несколько вариантов окраски. Исходя из этого, создатели модели аэродинамического автомобиля в масштабе 1:43 решили выбрать для модели светло серую окраску, так как это краска не являлась дефицитной и всегда была под рукой. И ее вполне мог использовать молодой инженер для своей экспериментальной модели.

Насколько удачной получилась модель автомобиля с аэродинамическим кузовом Никитина судить, конечно, коллекционерам, и думаю, что многие с удовольствием поставят эту миниатюру к себе на полочку.