В развитии аэродинамики легкового автомобиля можно выделить три этапа, правда, их нельзя четко разграничить по времени. Важнейшие ступени развития показаны на рисунке 1.
На первом этапе, начало которого можно датировать периодом смены веков, предпринимались попытки непосредственно использовать для автомобиля обтекаемые формы, существовавшие в воздухоплавании и судостроении. Однако эти формы не могли прижиться в автомобилестроении. Формы типа "дирижабль" и кузова с задней частью, выполненной в форме корпуса корабля, были не приспособлены и бессмысленны для автомобиля. Возможные скорости движения вследствие очень плохих дорог и малых мощностей двигателя были настолько малы, что аэродинамическое сопротивление, без сомнения, играло весьма несущественную роль.
Рисунок 1 - Три важнейших этапа развития аэродинамики автомобиля на примере легковых автомобилей:
1 - торпеда; 2 - форма в виде "остова корабля"; 3 - дирижабль; 4 - автомобиль Румплера; 5 - автомобиль Бугатти; 6 - автомобили Джерея; 7 — автомобиль Камма; 8 - автомобиль Шлера; 9 — автомобиль "Ситроен"; 10 — автомобиль "NSURo 80"; 11 - автомобиль "VW Сирокко"; 12 - автомобиль "VW Гольф"
Второй этап характеризуется тем, что усилия были направлены на перенос полученных преимущественно в самолетостроении знаний в автомобилестроение и последовательное приспособление их к автомобильной технике. Цель работ - получение "обтекаемого" автомобиля. Разработанные преимущественно специалистами в области аэродинамики самолета формы нельзя было принять в автомобилестроении прежде всего из-за их большой длины и неблагоприятных соотношений между объемом салона и габаритными размерами. И лишь благодаря работам Эверлинга и Камма были накоплены знания, которые дали возможность обеспечить аэродинамически удачное формообразование для автомобиля массового производства. Форма Камма победила плавно оканчивающийся и недопустимо длинный автомобиль.
Третий, развивающийся в настоящее время этап, с самого начала отличается от предшествующих. Больше уже не пытаются разработать обтекаемую форму, а затем приспособить ее к требованиям, которым должен удовлетворять автомобиль. За счет оптимизации многочисленных элементов формы предлагаемого дизайнерского решения, сохраняя его своеобразие, стремятся получить хорошие аэродинамические свойства.
При таком подходе были получены заметные успехи; но пределы, кажется, достигнуты. Начинает вырисовываться новый, не показанный на рисунке 1, четвертый этап. Из обтекаемых тел с габаритными размерами легкового автомобиля "последовательно разрабатываются" формы автомобиля, от которых, допуская компромиссы по форме, можно ожидать очень малый коэффициент аэродинамического сопротивления.
Развитие формы сначала было направлено исключительно на снижение сопротивления воздуха. С увеличением скорости движения возникла проблема устойчивости к боковому ветру. В более позднее время стали предпринимать попытки за счет формообразования уменьшить загрязнение и скопление дождевой воды на стеклах и фонарях.
Используемые в аэродинамике числовые данные, особенно значения коэффициентов аэродинамического сопротивления, весьма недостоверны. Измерения коэффициента аэродинамического сопротивления производились для автомобилей частично методом свободного выбега, частично посредством измерения максимальной скорости. Многие экспериментальные значения получены при испытаниях в аэродинамической трубе. Они проводились на моделях очень различного качества изготовления и выполненных в различных масштабах. Не одинаковым был способ моделирования полотна дороги, поэтому значения нельзя считать абсолютно точными и сравнивать данные, приведенные разными авторами, невозможно.
Описание истории аэродинамики автомобиля нужно вести с учетом двух аспектов: с одной стороны, необходимо показать, благодаря каким работам были получены основные знания по аэродинамике автомобиля; с другой — следует осветить, каким образом накопленные знания применялись в автомобилестроении.
