Редизайн саней Санта Клауса для повышения аэродинамических свойств

Редизайн саней Санта Клауса для повышения аэродинамических свойств

Легенда Санты Клауса была бы не такой, без упоминания волшебного транспорта "веселого старого эльфа". Сани Санты, ведомые по воздуху оленями - символ рождественского фольклора и невероятной силы Святого Николая. На своих санях Санта облетает каждый дом по всему миру за одну ночь. Такие сани должны быть в ладах с аэродинамикой, не так ли?

Мы решили узнать, как хорошо сани Санты справляются на большой высоте. Потому мы обратились к ANSYS, компании, которая специализируется на программах виртуального моделирования, и попросили их смоделировать, какими аэродинамическими свойствами будут обладать сани в канун Рождества. Компания воссоздаст потоки воздуха для двух традиционных версий саней, таких, как в фильмах Эльф и Санта-Клаус. В моделях также учитывается объем окружающего транспорт воздуха, скорость, примерно 150м/с - скорость коммерческого самолета.
Вирдикт единодушный: оленям придется пахать, как волам, чтобы заставить эти сани двигаться с такой скоростью по воздуху.


Редизайн саней Санта Клауса для повышения аэродинамических свойств

Дизайн саней Санты не самый оптимальный для воздушного потока.


"Мы просчитали сопротивление саней, и оно крайне велико", - говорит Жиль Эггеншпилер, старший менеджер ANSYS. "Мы посмотрели на схему движения воздуха, и обнаружили большой участок, где воздух не просто не перемещается, а циркулирует по кругу."
Воздушное сопротивление показывает аэродинамические силы, воздействующие на объект при движении. Эти силы возникают во время столкновения твердого тела с жидкостью или газом. Когда самолет движется по воздуху, каждая его часть генерирует сопротивление, тем самым усложняя движение самолета вперед. Главная задача производителя - создать самолет с наименьшим сопротивлением.
 

"Сани Санты имеют необычную форму, потому очень сложно помочь

Рождественскому Волшебнику лететь эффективней."

В основном, это связано с формой. "Самой аэродинамической формой в мире является падающая капля дождя", говорит Эггеншпилер. "Спереди очень большой полукруг, плавно переходящий в конус. Такую же форму можно заметить у крыла любого летательного средства: передняя часть крыльев всегда толще, чем задняя, что позволяет воздуху обтекать всю форму."
С другой стороны, необтекаемые или зубчатые формы, создают препятствие воздушному потоку, сила которого перенаправляется ровно против объекта. Вот почему много самолетов и машин обладают такими плавными формами, так как чем меньше сопротивление, тем меньше необходимо приложить силы, чтобы пересилить его. Но вот Сани Санты имеют необычную форму, потому очень сложно помочь Рождественскому Волшебнику лететь эффективней.


Редизайн саней Санта Клауса для повышения аэродинамических свойств

Синие линии показывают утрату скорости, что означает, что позади саней очень сильное сопротивление.


На модели цветные линии показывают движение воздуха вокруг саней. Воздушные молекулы, обтекая всю форму, собираются позади объекта. Воздушный поток всасывается туда, и циркулирует, создавая зону низкого давления. "Объект в любом случае двигается в зону низкого давления, которая, в данном случае, находится сзади, чем как бы тянет сани назад", - объясняет Эггеншпилер.
Это означает, что Рудольф и его команда должны работать сверхурочно, чтобы побороть сопротивление, вызванное этой зоной.
После этого открытия, нам захотелось помочь этим трудягам-оленям. Потому ANSYS предложили свой собственный дизайн саней Санты, более современного вида. Учитывая форму капли, ANSYS разработали более плавную и гладкую форму саней, больше похожую на гоночный автомобиль, чем на винтажный стиль Санта-Клауса.
 

Редизайн саней Санта Клауса для повышения аэродинамических свойств

уже лучше

Плавные линии сглаживают 90% сопротивления, созданного старым дизайном саней, позволив воздуху течь более легко, обтекая весь аппарат. К тому же, новые сани настолько аэродинамичны, что могут достигать сверхзвуковых скоростей. ANSYS добавили уютную кабину, так что Санта не простудится, путешествуя по холодной стратосфере, а еще стелс, чтобы убедиться, что дети не заметят, как дедуля в красном пальто разносит подарки. Не за что, Мистер Клаус.
Помощь с дизайном саней Санты очень похожа на помощь, которую ANSYS предоставляет автомобильным компаниям - создание дизайна автомобиля, потребляющего меньше топлива. Все производители хотят понизить потребление топлива, но машины все еще необходимо улучшать. Если наилучшая форма автомобиля - капля, то в идеальном автомобиле не будет места для пассажиров, либо багажника. Автомобильные компании должны определить, каким способом сделать их продукцию более аэродинамичной, учитывая все эти требования.
"В этом деле симуляция становится важнейшим фактором", - говорит Эггеншпилер. "У них может быть тысяча идей, и тысячи различных дизайнов; вы же не будете создавать каждый прототип. Но вы можете позволить компьютеру протестировать все виртуально."
Возможно, Санте пора прибегнуть к виртуальной симуляции. Его олени не будут капризничать в долгосрочной поездке.

Посмотрите на обновленную тачку Санты ниже:

Редизайн саней Санта Клауса для повышения аэродинамических свойствРедизайн саней Санта Клауса для повышения аэродинамических свойствРедизайн саней Санта Клауса для повышения аэродинамических свойств

кликните на картинки для увеличения

ANSYS даже добавили новую стелс-систему. Теперь Санта будет еще более загадочным, чем прежде. Плавные линии позволяют воздуху течь более легко, обтекая весь аппарат.

по материалам: popsci

Система Orphus
comments powered by Disqus
 
Top