Аэродинамика автомобиля включена в область автомобильного дизайна уже на протяжении нескольких десятилетий. При проектировании аэродинамических особенностей автомобиля, рассматриваются две основные концепции: прижимная сила и сопротивление. Прижимная сила использует в области низкого давления, для того чтобы удержать автомобиль на земле, что улучшает управляемость и эффективность тормозов на высоких скоростях. Тем не менее, некоторые аэродинамические особенности, которые увеличивают прижимную силу на автомобиле могут также увеличить лобовое сопротивление, что требует от автомобиля больше энергии для поддержания скорости.
Активная аэродинамика автомобиля начала появляться на серийных автомобилях в середине-конце 1980-х годов. Некоторые из самых ранних автомобилей, которые внесли эту функцию, включают в себя 1986 Porsche 959, 1988 Volkswagen Corrado, а в 1991 году Mitsubishi 3000GT VR-4. Активные аэродинамические системы, как правило, регулируют определенные аэродинамические характеристики в зависимости от скорости транспортного средства. Тем не менее, могут быть также использованы и другие данные, такие как ускорение, скорость поворота вокруг вертикальной оси, угол поворота рулевого колеса, и нажатие тормоза. На рисунке ниже показаны несколько аэродинамических компонентов, которые включены в различных транспортных средствах сегодня. Те которые, выделены зеленым цветом, как правило, интегрированы в раму и не являются в настоящее время частью активных аэродинамических систем, а те которые, выделенные красным цветом, являются активными системами в некоторых автомобилях.
Активная аэродинамика автомобиля
Стационарные аэродинамические функции сосредоточены на направлении воздуха, мчащегося мимо автомобиля в оптимальных местах. Вентиляция колес, например, позволяют воздуху охлаждать шины и тормоза, тем самым повышая эффективность использования топлива и продления срока службы этих компонентов. Лопатки и плавники направляют часть воздуха вокруг автомобиля в вентиляционные отверстия в колесных арках увеличивают прижимную силу на автомобиле. Изгиб крыши кузова и диффузор канала воздуха под автомобилем, создает область низкого давления, увеличивая прижимную силу и устойчивость автомобиля.
Активные аэродинамические функции повышения производительности стационарных компонентов. В Porsche 911 Turbo, например, задний спойлер и воздушная дамба синхронно выдвигается и втягивается при достижении определенных скоростей. В своем первоначальном положении, на низкой скорости, они обеспечивают достаточную прижимную силу и стабильность автомобиля. Тем не менее, их выдвижение на более высоких скоростях повышает стабильность и минимизирует коэффициент лобового сопротивления на высокой скорости. Передние вертикальные закрылки и задний диффузор, особенности Ferrari 458 Speciale. Створки на подъем и задний диффузор служат для увеличения пропускной способности системы отвода воздуха под автомобилем, в то время как передние вертикальные створки открываются для создания прижимной силы, балансировка создается задними створками. Передние клапаны также открываются, для того чтобы направить поток воздуха на поворотные лопатки, что позволяет большему количеству воздуха направить под капот автомобиля для охлаждения двигателя. Видео ниже демонстрирует движение каждого из этих активных компонентов.
McLaren MP4-12C имеет активный воздушный тормоз, который разворачивается при резком торможении на скоростях выше 95 км в час. Заслонка воздушного тормоза на задней части транспортного средства, разворачивается поршнем до исходного угла 32 градуса. Поток воздуха в задней части транспортного средства, вынуждает воздушный тормоз, повернуться до 69 градусов. Воздушный тормоз уменьшает тормозной путь автомобиля до 20 метров.
Несмотря на то, что большинство активных аэродинамических систем автомобиля используются в гоночных автомобилях, другие транспортные средства высокого класса реализуют некоторые из этих функций. Некоторые автомобили BMW и Ford Mustang имеют активную аэродинамическую систему решетки радиатора, ре-позиция которой, на более высоких скоростях уменьшает лобовое сопротивление, когда не требуется дополнительной мощности охлаждения. Ауди также имеет активную конструкцию, используя заслонки в колесных арках, которые открываются и закрываются в зависимости от количества воздуха, необходимого для охлаждения тормозов.
Датчики: Датчик ускорения, датчик положения педали тормоза, датчик температуры двигателя, датчик угла поворота рулевого колеса, датчик скорости автомобиля, датчик угловой скорости.