Нет ничего необычного в том, что первым из российских автогигантов своим комплексом аэроклиматических исследований обзавелся АвтоВАЗ. Как было отмечено выше, вазовская труба является практически точной копией поршевской. Но все по порядку.

Оказывается, аэродинамикой на ВАЗе занимались практически с самого начала. Существовала даже масштабная модель «копейки» (ВАЗ-2101), которую испытывали в Казанском авиационном институте. Первые целенаправленные аэродинамические опыты ВАЗ начал проводить с 1978 г. на оборудовании ЦАГИ в Москве. Трубы там авиационные и для автомобилей не предназначены (например, там нет пола). Пришлось строить специальные устройства для испытаний моделей автомобилей.

Уже в ноябре 1979 г. была проведена первая продувка автомобиля ВАЗ-2108 в натуральную величину. Бытует мнение, что «восьмерку» помогали строить специалисты Porsche. Это утверждение верно лишь отчасти – некоторые консультации были, но не больше.

С появлением проекта ВАЗ-2110 возникла острая необходимость в собственной АТ. Многие сотни экспериментов в ЦАГИ не давали практически ничего. Требовалась специальная автомобильная АТ. Окончательная базовая форма «десятки» была утверждена лишь в апреле 1987 г. И в июле 1987 г. после подготовки и многочисленных проверок макетов 1:4 третий вариант масштабной модели автомобиля был испытан в исследовательском центре Вайсах. Там же совместно с сотрудниками Porsche была проведена оптимизация моделей, затем макета масштабом 1:1 и, наконец, автомобиля в натуральную величину. Но этого было недостаточно.

Опыт работы на Porsche с особой яркостью выявил необходимость создания своей испытательной базы. И здесь громадную роль сыграл первый президент СССР Михаил Сергеевич Горбачев. Его визит на ВАЗ и знаменитый призыв «стать законодателями мод в автомобилестроении» сослужил хорошую службу. Вскоре после этих событий был проявлен интерес к проблемам ВАЗа, выделено финансирование, и работа закипела.

Все начиналось в 1987–1988 гг. Был объявлен конкурс на лучший проект научно-технического центра (НТЦ). Откликнулись многие. Первой была финская фирма «Финстрой», но в итоге победила другая финская компания – «Экке Грен», которая предложила более рациональное строительное решение и нашла партнеров по проектированию и строительству корпусов НТЦ.

Для создания комплекса была привлечена канадская фирма DSMA International Inc (именно эта фирма строила аэроклиматические комплексы Porsche и Volvo). Строительные работы начались в 1989 г. Основной корпус был построен уже в 1990 г. Потом начался экономический кризис, и проект несколько замедлился. В 1996 г. начался последний этап строительства. Шел монтаж основного технологического оборудования. Причем сложнейшие аэродинамические весы пришлось монтировать самостоятельно. АТ ВАЗа вступила в строй в 1996 г., и первым автомобилем, который был в ней испытан, стал ВАЗ-1119 «Калина».

Рис 3.12 Отечественные автомобили в трубе.

Сначала необходимо определить площадь поперечного сечения автомобиля или макета. От точности этих данных будет зависеть точность дальнейших расчетов аэродинамических нагрузок на автомобиль.

Стенд для измерения площади поперечного сечения спроектирован фирмой ISRA Systemtechnik GmbH и рассчитан на объекты с высотой и шириной не более 2,5х2,5 м. На стенде можно проводить измерение автомобилей и моделей с площадью поперечного сечения до 4 м2. Время измерения – не больше 30 мин., а точность стенда – 0,2%. Луч гелий-неонового (НеNe) лазера диаметром 250 мм создает практически абсолютно параллельный пучок. Лучом производится сканирование по периметру объекта. Данные, полученные камерами, находящимися за объектом, обрабатываются на компьютере, и вычисляется площадь. Далее можно приступить к испытаниям в аэродинамической трубе.

АТ ВАЗа – это труба замкнутого (геттингенского) типа с одним обратным каналом и рабочей частью, выполненной с перфорированными стенами и потолком. Труба позволяет производить испытания автомобилей и моделей с площадью поперечного сечения до 4 м2 (т. е. практически любые легковые, спортивные автомобили, некоторые микроавтобусы в натуральную величину и макеты больших автобусов и грузовиков в масштабе 1:2, 1:2,5). Кроме того, можно испытывать и другие объекты: макеты зданий, спортивный инвентарь, амуницию и т. д. В результате можно не только произвести необходимые замеры сил, действующих на объект, но и выработать определенные рекомендации по оптимизации поверхностей.

Вазовская АТ имеет ряд особенностей, позволяющих говорить о ней как об одной из лучших в мире. Звукоизоляция трубы очень качественная. И благодаря тому, что собственный шум трубы достаточно низкий и есть возможность демонтировать щелевые стены и потолок, появляется возможность проводить не только аэродинамические испытания, но и доводку автомобиля по аэродинамическому шуму.

Система отсоса пограничного слоя в рабочей части АТ, состоящая из базовой и распределенной систем, позволяет снизить толщину пограничного слоя до минимальных значений. Это позволяет добиться очень высокой точности измерений даже для автомобилей с низким клиренсом (менее 50 мм).

Сейчас в ряде западных компаний начинают осваивать измерительные стенды с движущимся полотном, имитирующим движение автомобиля по дороге. Но пока такие устройства проигрывают в точности неподвижным столам с отсосом пограничного слоя. О точности измерений говорит тот факт, что данные дорожных испытаний и показателей в вазовской трубе различаются не больше чем на 1%.

Система поддержания заданной температуры воздушного потока обеспечивает рабочую температуру воздушного потока в диапазоне +20-25ОС с точностью до 0,5ОС. Параметры АТ хоть и не являются рекордными, но впечатляют своими масштабами и возможностями. Максимальная скорость ветра в трубе – 60 м/с (216 км/ч). При этом площадь сечения рабочей части трубы – 22,3 м2. Вентилятор (если так можно сказать о машине мощностью 2300 кВт – одна тысячная Волжской ГЭС) диаметром 7,4 м состоит из 11 лопастей высотой 1,8 м и вращается с частотой 300 об/мин.

Эту сложную и ответственную часть создавали, что называется, всем миром: двигатель и системы управления от шведской фирмы ABB, металлоконструкция вентилятора финская, а лопасти германской фирмы «Гофман».

Сам процесс создания воздушного потока не так прост, как может показаться. Дело в том, что если бы можно было просто обдувать машину мощным вентилятором, то в таких сложных сооружениях не было бы необходимости. Воздушный поток должен быть не только сильный, но и ровный как по составу, так и по температуре. Поэтому после вентилятора он расширяется, проходит два поворота и упирается в сложную систему фильтров. Сначала поток проходит через одну детурбулизирующую сетку. Затем идет теплообменник, поддерживающий постоянную температуру воздуха. Следом расположен хонейкомб, состоящий из множества шестигранных сот и служащий для выравнивания потока и разбивания крупных вихрей. Последними воздух преодолевает еще три слоя детурбулизирующих сеток и уже ровным потоком «наваливается» на автомобиль. В итоге степень турбулентности не превышает 0,2%, что способствует высокой точности измерений.