mdh.sePublications
Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Fordonsdynamiska effekter av en justerbar multi-element vinge jämfört med en single-element vinge för sportbilar - En teoretisk studie
Mälardalen University, School of Innovation, Design and Engineering.
2019 (Swedish)Independent thesis Basic level (degree of Bachelor), 10 credits / 15 HE creditsStudent thesis
Abstract [sv]

Sportbilsbranchen har utvecklats i flera decennier och det råder en konstant efterfrågan för nya idéer och teknologier som kan förbättra sportbilar. Detta stämmer framförallt in inom superbilsbranchen, där det är en stor konkurrens mellan företag om vem som först utvecklar nya teknologier som gör deras bilar till de attraktivaste på marknaden.

 

Ett område inom fordonsutvecklingen är aerodynamik och dess användning för att förbättra fordons prestanda vid körning i raksträckor och i kurvor. Sportbilstillverkarnas mål är oftast att utveckla fordon till att accelerera snabbt, nå en hög topphastighet, kort bromssträcka samt att nå så hög hastighet som möjligt i kurvor utan att glida av vägen. Det finns flera metoder för att uppnå detta, men det sätt som behandlas i denna rapport är anvädningen av bakvingar.

 

Bakvingar förekommer i flera konfigurationer och modifikationer för att uppfylla användarens önskemål och krav. De vingkonfigurationer som behandlas i detta projekt är single- och multi-elementa vingar. Single-elementa vingar kännetecknas av att de består av en enkel vingarea. Fördelen med dessa konfigurationer är att de producerar låga luftmotstånd vid låga anfallsvinklar, vilket bland annat gör dem optimala för höga hastigheter. Multi-elementa vingar består av två eller fler vingareor. I och med detta kan en större negativ lyftkraft uppnås vilket gör dem optimala vid svängning. Multi-elementa vingar kan även användas vid högre anfallsvinklar med en minskad risk att turbulens uppstår.

 

Syftet i detta projekt var att ge en teoretisk analys av vad som kan uppnås om en single- och multi-element vinge kombineras i en och samma konfiguration. Tanken är att i praktiken har denna kombinerade vingkonfiguration en klaff som kan fällas ut för att kunna utnyttja båda vingkonfigurationernas fördelar och på så sätt förbättra sportbilars acceleration, topphastighet, bromsningsförmåga samt svängningshastighet.

 

Metoden bestod av att använda teoretiska beräkningar och analyser för att nå slutsatser om en sådan typ av vinge skulle vara fördelaktig, eller om de existerande konfigurationerna är tillräckliga.

Detta gjordes genom att använda en tidigare analys som undersökte kraftskillnaderna hos en single- och multi-element vinge med samma dimensioner. Med vingarnas data kunde beräkningar genomföras på ett typfordon, där resultaten av vingarnas påverkan på fordonets topphastighet, acceleration, bromsning och kurvkörning samlades in och jämfördes. Med dessa jämförelser kunde en slutsats dras om vilka vingkonfigurationer som visade bäst resultat vid de olika situationerna.  

 

Resultatet visar att en vinge som är en kombination av single- och multi-element kan vara fördelaktig över existerande konfigurationer. I och med att den single-elementa vingen har lägst luftmotstånd så passar den bäst vid acceleration vid hög hastighet samt för att uppnå höga topphastigheter. Vid acceleration i låga farter är den multi-elementa vingen mer fördelaktiga på grund av dess högre negativa lyftkraft. Den multi-elementa vingen passar även bättre för kraftigare bromsningsverkan samt högre svängningshastigheter.

Abstract [en]

The sports car industry has been under constant development for decades and there is a large demand for new ideas and technologies that can improve sports cars. This is particularly true in the super car industry, where there is a constant competition between companies about who first develops new technologies that can make their cars the most attractive on the market.

 

One area of development is in aerodynamics and how it can be used to improve vehicle performance when driving on straights and in curves. Usually, the goal is to get the vehicle to accelerate faster, reach a high top speed, have a short braking distance and to have as high speed as possible in curves without slipping off the road. There are several methods to achieve this, but the way that is discussed in this report are the use of rear wings.

 

Rear wings exist in several configurations in order to reach the requests and requirements of the car manufacturer. The wing configurations addressed in this project are single and multi-element wings. Single-element wings are characterized by their single wing area. The advantage of these configurations is that they produce low resistance at low angles of attack, which among other things makes them optimal for high speeds. Multi-element wings consist of two or more wing areas. With this, a larger negative lifting force can be achieved, which makes them optimal for achieving high turning speeds. Multi-element wings can also be used at higher angles of attack without the risk of the wing stalling.

 

In this project, the goal is to provide a theoretical analysis of what can be achieved if a single and multi-element wing is combined into one and the same configuration. The idea is that in practice, this combined wing has a flap that can be folded in and out in order to be able to utilize the advantages of both wing configurations and thus improve a sports car's acceleration, top speed, braking ability and turning speed.

 

The method consisted of using theoretical calculations and analyses to reach conclusions as to whether such a type of wing would be advantageous, or if the existing configurations are good enough for what they are used for.

This was done by using a previous analysis that examined the differences between a single and multi-element wing of the same dimensions. With the data from these wings, calculations could then be made on a theoretical car, where the results of the wings' influence on top speed, acceleration, braking and curve driving were collected and compared. With these comparisons, a conclusion could be made about which of the wings were best for the different scenarios.

 

The result shows that a wing with a combination of single and multi-elements can be advantageous. Since the single-element wing has the lowest drag, it fits best at top speeds. When accelerating at low speeds, multi-element wings are more advantageous because of their higher downforce. They also fit better for greater braking effect and higher turning speeds.

Place, publisher, year, edition, pages
2019. , p. 29
Keywords [sv]
DRS, bakvinge, justerbar, single-element, multi-element, fordonsdynamik, fordonsmekanik, sportbilar, superbilar, klaffsystem, analys, teknik, downforce
National Category
Aerospace Engineering
Identifiers
URN: urn:nbn:se:mdh:diva-42719OAI: oai:DiVA.org:mdh-42719DiVA, id: diva2:1289534
Subject / course
Aeronautical Engineering
Supervisors
Examiners
Available from: 2019-03-12 Created: 2019-02-18 Last updated: 2019-03-12Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(732 kB)28 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 732 kBChecksum SHA-512
e42e6cb61d170d2263ecd485a3672a884527a892a68d136454046c6e415d2bbb8b51320f2994b820cbcda2cda9d139aa48bfbb4c30f1b35e38604f2bf3d744b3
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
School of Innovation, Design and Engineering
Aerospace Engineering

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 28 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 134 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf