Коэффициент аэродинамического сопротивления автомобилей: 15 машин с наилучшей аэродинамикой — журнал За рулем

15 машин с наилучшей аэродинамикой — журнал За рулем

LADA

УАЗ

Kia

Hyundai

Renault

Toyota

Volkswagen

Skoda

Nissan

ГАЗ

BMW

Mercedes-Benz

Mitsubishi

Mazda

Ford

Все марки

От аэродинамики автомобиля напрямую зависит расход топлива, скоростные характеристики, устойчивость на дороге. У каких машин лучший коэффициент аэродинамического сопротивления? Мы сформировали топ моделей по этому показателю за всю историю автомобилестроения, а также выявили автомобили с самыми низкими коэффициентами Cx, которые можно купить сейчас — новыми или с пробегом.

Материалы по теме

Аэродинамика: пух и перья

Коэффициент аэродинамического сопротивления C_x может помочь сэкономить деньги или побить рекорд скорости. Ведь чем этот показатель ниже, тем лучше аэродинамика автомобиля. Значит, машина будет быстрее разгоняться и потреблять меньше топлива.

Выражаясь совсем уж просто, С_x показывает, насколько легче машина рассекает воздух по сравнению с условным цилиндром, площадь поперечного сечения которого равна максимальной площади сечения автомобиля. Коэффициент C_x можно уменьшить, соответственно, уменьшив площадь поперечного сечения машины. К примеру, убрать большие зеркала заднего вида, заменив их крошечными телекамерами. Однако идеальной обтекаемостью обладает только каплевидное тело. С_x капли равен 0,04. Чем кузов автомобиля «каплевиднее», тем и коэффициент ниже. Дело тут в завихрениях, которые создает автомобиль, двигаясь вперед. За машиной возникает зона разрежения, которая как бы тянет автомобиль назад. Чем кузов машины больше и чем он угловатее сзади, тем больше эта зона. А вот корма капли создает минимум завихрений. Поэтому C

x хэтчбеков больше, нежели C_x седанов с вытянутым багажником.

Все видели, как на гонках автомобиль вдруг взлетает, как самолет. Подъемная сила — еще одна проблема в аэродинамике. Она актуальна не только для гоночных болидов, но и для спорткаров. Чтобы снизить подъемную силу, конструкторы придумывают антикрылья (перевернутое крыло), различные спойлеры и сплиттеры. Эти элементы увеличивают прижимную силу, благодаря чему машина как будто прилипает к дороге. Но эти элементы создают за автомобилем разрежение воздуха, увеличивая коэффициент C

x. Вот поэтому коэффициент аэродинамического сопротивления спорткаров подчас выше, чем обычных гражданских машин.

Далее — подборка самых аэродинамически эффективных машин за всю историю автомобилестроения, коэффициент C_x которых ниже 0,2!

15 машин с наилучшей аэродинамикой

От аэродинамики автомобиля напрямую зависит расход топлива, скоростные характеристики, устойчивость на дороге. У каких машин лучший коэффициент аэродинамического сопротивления? Мы сформировали топ моделей по этому показателю за всю историю автомобилестроения, а также выявили автомобили с самыми низкими коэффициентами Cx, которые можно купить сейчас — новыми или с пробегом.

15 машин с наилучшей аэродинамикой

Самыми лучшими в мире машинами с точки зрения аэродинамики оказались концепты и гоночные болиды. А что в зачете товарных машин, среди тех, что можно купить в автосалоне, с пробегом или без него? Итак, ниже рейтинг серийных автомобилей, коэффициент аэродинамического сопротивления C

x которых не превышает 0,3.

15 машин с наилучшей аэродинамикой

От аэродинамики автомобиля напрямую зависит расход топлива, скоростные характеристики, устойчивость на дороге. У каких машин лучший коэффициент аэродинамического сопротивления? Мы сформировали топ моделей по этому показателю за всю историю автомобилестроения, а также выявили автомобили с самыми низкими коэффициентами Cx, которые можно купить сейчас — новыми или с пробегом.

15 машин с наилучшей аэродинамикой

15 машин с наилучшей аэродинамикой

От аэродинамики автомобиля напрямую зависит расход топлива, скоростные характеристики, устойчивость на дороге.

У каких машин лучший коэффициент аэродинамического сопротивления? Мы сформировали топ моделей по этому показателю за всю историю автомобилестроения, а также выявили автомобили с самыми низкими коэффициентами Cx, которые можно купить сейчас — новыми или с пробегом.

15 машин с наилучшей аэродинамикой

Наше новое видео

Две Лады по одной цене — какую выбрать?

Когда появится родстер «Крым» — новые подробности

Новый российский седан по цене Весты на тестах «За рулем»

Понравилась заметка? Подпишись и будешь всегда в курсе!

За рулем в Дзен

Новости smi2.ru

Аэродинамика автомобиля. Как это работает?

Ни одна машина не пройдет сквозь кирпичную стену, но ежедневно проходит через стены из воздуха у которого тоже есть плотность.

Никто не воспринимает воздух или ветер как стену. На низких скоростях, в безветренную погоду, сложно заметить, как поток воздуха взаимодействует с транспортным средством. Но на высокой скорости, при сильном ветре, сопротивление воздуха (сила, воздействующая на движущийся по воздуху объект – также определяемая как сопротивление) сильно влияет на то, как машина ускоряется, насколько управляема, как расходует топливо.

Здесь в игру вступает наука аэродинамика, изучающая силы, образующиеся в результате движения объектов в воздухе. Современные автомобили разрабатываются с учетом аэродинамики. Автомобиль с хорошей аэродинамикой проходит сквозь стену воздуха как нож по маслу.

За счет низкого сопротивления воздушному потоку, такой автомобиль лучше ускоряется и лучше расходует топливо, так как двигателю не приходится тратить лишние силы на то, чтобы «протолкнуть» машину сквозь воздушную стену.

Чтобы улучшить аэродинамику автомобиля, форму кузова закругляют, чтобы воздушный канал обтекал авто с наименьшим сопротивлением. У спорткаров форма кузова спроектирована так, чтобы направлять поток воздуха преимущественно по нижней части, далее поймете почему. Еще на багажник машины ставят антикрыло или спойлер. Антикрыло прижимает заднюю часть автомобиля предотвращая подъем задних колес, из-за сильного потока воздуха, когда тот движется на большой скорости, что делает машину устойчивей. Не все антикрылья одинаковы и не все применяют по назначению, некоторые служат только элементом автомобильного декора не выполняющей прямую функцию аэродинамики.

Наука аэродинамика

Прежде чем говорить об автомобильной аэродинамике, пройдемся по основам физики.

При движении объекта через атмосферу, он вытесняет окружающий воздух. Объект также подвержен силе притяжения и сопротивлению. Сопротивление генерируется, когда твердый объект движется в жидкой среде — воде или воздуху. Сопротивление увеличивается вместе со скоростью объекта – чем быстрее он перемещается в пространстве, тем большее сопротивление испытывает.

Мы измеряем движение объекта факторами, описанными в законах Ньютона — масса, скорость, вес, внешняя сила, и ускорение.

Сопротивление прямо влияет на ускорение. Ускорение (а) объекта = его вес (W) минус сопротивление (D), деленное на массу (m). Напомним, что вес – это произведение массы тела на ускорение свободного падения. Например, на Луне вес человека изменится из-за отсутствия силы притяжения, но масса останется прежней. Проще говоря:

a = (W — D) / m

Когда объект ускоряется, скорость и сопротивление растут до конечной точки, в которой сопротивление становится равным весу – больше объект не ускориться. Давайте представим, что наш объект в уравнении — автомобиль. Когда автомобиль движется все быстрее и быстрее, все больше и больше воздуха сопротивляется его движению, ограничивая машину предельным ускорением при определенной скорости.

Подходим к самому важному числу – коэффициенту аэродинамического сопротивления. Это один из основных факторов, который определяет, как легко объект движется сквозь воздух. Коэффициент лобового сопротивления (Cd) рассчитывается по следующей формуле:

Cd = D / (A * r * V/2)

Где D – это сопротивление, A – площадь, r – плотность, V – скорость.

Коэффициент аэродинамического сопротивления в автомобиле

Разобрались в том, что коэффициент лобового сопротивления (Cd) это величина, которая измеряет силу сопротивления воздуха, примененную к объекту, например, к автомобилю. Теперь представьте, что сила воздуха давит на автомобиль по мере его передвижения по дороге. На скорости в 110 км/ч на него воздействует сила в четыре раза большая, чем на скорости в 55 км/ч.

Аэродинамические способности автомобиля измеряются коэффициентом аэродинамического сопротивления. Чем меньше показатель Cd, тем лучше аэродинамика автомобиля, и тем легче он пройдет сквозь стену воздуха, которая давит на него с разных сторон.

Рассмотрим показатели Cd. Помните угловатые квадратные Volvo из 1970-х, 80-х годов? У старого седана Volvo 960 коэффициент лобового сопротивления 0.36. У новых Volvo кузова плавные и гладкие, благодаря этому коэффициент седана S80 достигает 0.28. Более плавные и обтекаемые формы показывают лучшую аэродинамику, чем угловатые и квадратные.

Причины, по которым аэродинамика любит гладкие формы

Вспомним самую аэродинамическую вещь в природе – слезу. Слеза круглая и гладкая со всех сторон, а в верхней части сужается. Когда слеза капает вниз, воздух легко и плавно ее обтекает. Также с автомобилями – по гладкой, округлой поверхности воздух течет свободно, сокращая сопротивление воздуха движению объекта.

Сегодня у большинства моделей средний коэффициент сопротивления 0.30. У внедорожников коэффициент лобового сопротивления от 0.30 до 0.40 и более. Причина высокого коэффициента в габаритах. Ленд Крузеры и Гелендвагены вмещают больше пассажиров, у них больше грузового места, большие радиаторные решетки, чтобы охладить двигатель, отсюда и квадратно-подобный дизайн. У пикапов, дизайн которых целенаправленно квадратный Cd больше, чем 0.40.

Дизайн кузова Toyota Prius спорный, но у машины показательно аэродинамическая форма. Коэффициент лобового сопротивления Toyota Prius 0.24, поэтому показатель расхода топлива у машины низкий не только из-за гибридной силовой установки. Запомните, каждые минус 0,01 в коэффициенте сокращают расход топлива на 0,1 л на 100 км пути.

Модели с плохим показателем аэродинамического сопротивления:

Модель	Коэффициент Сх
Lada 4×4 / ВАЗ-21213 «Нива»	0,536
Mercedes-Benz G-класса	0,54
ВАЗ 2101,2103,2106,2107	0,56-0,53
Hummer h3	0,57
Jeep Wrangler (поколение TJ)	0,58
УАЗ «Хантер» / УАЗ-469	0,6
Caterham Seven	0,7

 

Модели с хорошим показателем аэродинамического сопротивления:

Модель	Коэффициент Сх
BMW 3-й серии (E90), BMW i8, Jaguar XE, Lexus LS, Mazda 3, Mercedes B-класса, Mercedes C-класса Coupe, Mercedes E-класса, Infiniti Q50, Nissan GT-R	0,26
Alfa Romeo Giulia, Honda Insight, Audi A2, Peugeot 508	0,25
Tesla Model S, Tesla Model X, Hyundai Sonata Hybrid, Mercedes C-класса, Toyota Prius	0,24
Audi A4, Mercedes CLA, Mercedes S 300 h	0,23
Tesla Model 3	0,21
General Motors EV1	0,195
Volkswagen XL1	0,189

Методы улучшения аэродинамики известны давно, но потребовалось много времени, чтобы автопроизводители начали пользоваться ими при создании новых транспортных средств.

У моделей первых появившихся автомобилей нет ничего общего с понятием аэродинамики. Взгляните на Модель T компании Ford – машина больше похожа на лошадиную повозку без лошади – победитель в конкурсе квадратного дизайна. Правду сказать, большинство моделей — первопроходцев и не нуждались в аэродинамическом дизайне, так как ездили медленно, с такой скоростью нечему было сопротивляться. Однако гоночные машины начала 1900-х годов начали понемногу сужаться, чтобы за счет аэродинамики побеждать в соревнованиях.

Rumpler-Tropfen Auto

В 1921 году немецкий изобретатель Эдмунд Румплер создал Rumpler-Tropfen Auto, что в переводе с немецкого означает «автомобиль — слеза». Созданный по образу самой аэродинамической формы в природе, формы слезы, у этой модели коэффициент лобового сопротивления был 0.27. Дизайн Rumpler-Tropfenauto так и не нашел признания. Румплер успел создать только 100 единиц Rumpler-Tropfenauto.

В Америке скачок в аэродинамическом дизайне совершили в 1930 году, когда вышла модель Chrysler Airflow. Вдохновленные полетом птиц, инженеры сделали Airflow с учетом аэродинамики. Для улучшения управляемости вес машины равномерно распределили между передней и задней осями — 50/50. Уставшее от Великой депрессии общество так и не приняло нетрадиционную внешность Chrysler Airflow. Модель посчитали провальной, хотя обтекаемый дизайн Chrysler Airflow был далеко впереди своего времени.

Chrysler Airflow

В 1950-х и 60-х годах произошли самые большие достижения в области автомобильной аэродинамики, которые пришли из гоночного мира. Инженеры начали экспериментировать с разными формами кузова, зная, что обтекаемая форма ускорит автомобили. Так родилась форма гоночного болида, сохранившаяся по сей день. Передние и задние спойлеры, носы в форме лопаты, и аэрокомплекты служили одной цели, направить поток воздуха через крышу и создать необходимую прижимную силу на передние и задние колеса.

Успеху экспериментов поспособствовала аэродинамическая труба. В следующей части нашей статьи расскажем зачем она нужна и почему важна в проектировании дизайна автомобиля.

Измерение сопротивления в аэродинамической трубе

Для измерения аэродинамической эффективности автомобиля, инженеры позаимствовали инструмент из авиационной промышленности – аэродинамическую трубу.

Аэродинамическая труба — это туннель с мощными вентиляторами, которые создают воздушный поток над объектом, находящимся внутри. Автомобиль, самолет, или что-то еще, чье сопротивление воздуху измеряют инженеры. Из помещения за туннелем, научные сотрудники наблюдают за тем, как воздух взаимодействует с объектом и как ведут себя воздушные потоки на разных поверхностях.

Автомобиль или самолет внутри аэродинамической трубы не двигается, но для имитации реальных условий вентиляторы подают поток воздуха с разной скоростью. Иногда реальные авто даже не загоняют в трубу – дизайнеры часто полагаются на точные модели, создаваемые из глины или другого сырья. Ветер обдувает автомобиль в аэродинамической трубе, а компьютеры рассчитывают коэффициент аэродинамического сопротивления.

Аэродинамические трубы используют еще с конца 1800-х годов, когда пытались создать самолет и измеряли в трубах воздействие воздушного потока. Даже у братьев Райт была такая труба. После Второй мировой войны, инженеры гоночных автомобилей, в поисках преимущества над конкурентами, стали применять аэродинамические трубы для оценки эффективности аэродинамических элементов разрабатываемых моделей. Позже эта технология проложила себе путь в мир пассажирских авто и грузовиков.

За последние 10 лет, большие аэродинамические трубы стоимостью в несколько миллионов долларов США применяют все реже и реже. Компьютерное моделирование понемногу вытесняет этот способ тестирования аэродинамики автомобиля (подробнее здесь). Аэродинамические трубы запускают только, чтобы убедиться, что в компьютерном моделировании нет никаких просчетов.

В аэродинамике больше понятий, чем одно только сопротивление воздуха – есть еще факторы подъемной и прижимной силы. Подъемная сила (или лифт) – это сила, работающая против веса объекта, поднимающая и удерживающая объект в воздухе. Прижимная сила противоположность лифта – это сила, которая прижимает объект к земле.

Тот, кто думает, что коэффициент аэродинамического сопротивления гоночных автомобилей Формулы 1, развивающих 320 км/ч, низкий, заблуждается. У типичного гоночного болида Формулы 1 коэффициент аэродинамического сопротивления около 0.70.

Причина завышенного коэффициента сопротивления воздуху гоночных болидов Формулы 1 в том, что эти машины спроектированы так, чтобы создавать как можно больше прижимной силы. С той скоростью, с которой болиды передвигаются, с их чрезвычайно легким весом, они начинают испытывать лифт на больших скоростях – физика заставляет их подниматься в воздух как самолет. Автомобили не созданы, чтобы летать (хотя статья Transition Terrafugia – летающий автомобиль-трансформер утверждает обратное), и если транспортное средство начинает подниматься в воздух, то ожидать можно только одного – разрушительной аварии. Поэтому, прижимная сила должна быть максимальной, чтобы удержать автомобиль на земле при высоких скоростях, а значит коэффициент аэродинамического сопротивления должен быть большим.

Высокой прижимной силы болиды Формулы 1 добиваются при помощи крыльев или спойлеров на передней и задней частях транспортного средства. Эти крылья направляют потоки воздуха так, что прижимают автомобиль к земле – та самая прижимная сила. Теперь можно спокойно увеличивать скорость и не терять ее на поворотах. При этом, прижимная сила должна быть тщательно сбалансирована с лифтом, чтобы автомобиль набирал нужную прямолинейную скорость.

Многие серийные автомобили имеют аэродинамические дополнения для создания прижимной силы. Суперкар Nissan GT-R пресса критиковала за внешность. Спорный дизайн. А все потому, что весь кузов GT-R спроектирован так, чтобы направить поток воздуха над автомобилем и обратно через овальный задний спойлер, создавая большую прижимную силу. О красоте машины никто не подумал.

Вне трассы Формулы 1, антикрылья часто встречаются на серийных автомобилях, например, на седанах компаний Toyota и Honda. Иногда эти элементы дизайна добавляют немного устойчивости на высоких скоростях. Например, на первом Audi TT изначально не было спойлера, но компании Audi пришлось его добавить, когда выяснилось, что округлые формы TT и легкий вес, создавали слишком много подъемной силы, что делало машину неустойчивой на скорости выше 150 км/ч.

Но если машина не Audi TT, не спортивный болид, не спорткар, а обычный семейный седан или хетчбек, установка спойлера не к чему. Управляемости на таком автомобиле спойлер не улучшит, так как у «семейника» итак высокая прижимная сила из-за высокого Cx, а скорости выше 180 на нем не выжмешь. Спойлер на обычном авто может стать причиной избыточной поворачиваемости или наоборот, нежелания входить в повороты. Однако если вам тоже кажется, что гигантский спойлер Honda Civic стоит на своем месте, не позволяйте никому переубедить вас в этом.

Какая машина самая скользкая?

Мощность не так уж велика, когда речь идет о впечатляющих максимальных скоростях, а коэффициент аэродинамического сопротивления является следующей частью головоломки.

Вот как это все работает

Напомнить позже

Сила сопротивления может рассматриваться как помощь или помеха в зависимости от применения в автомобиле. В автоспорте дизайн гоночного автомобиля — это одна большая битва между низким сопротивлением и прижимной силой, где оптимальным вариантом является активная аэродинамика, уменьшающая индуктивное сопротивление от таких устройств, как большие задние крылья.

В реальном мире дорожным автомобилям нужно только уменьшить силу сопротивления, особенно в наш век одержимости расходом топлива. Главный компонент, который определяет, является ли автомобиль аэродинамически эффективным, известен как коэффициент аэродинамического сопротивления, который фактически дает значение того, насколько хорошо автомобиль может преодолевать препятствия в воздухе.

Гоночным автомобилям приходится балансировать между низким лобовым сопротивлением и высокой прижимной силой

Сила лобового сопротивления автомобиля действует в той же плоскости, что и направление движения (горизонтально), и экспоненциально возрастает с увеличением скорости. Это делает аэродинамические свойства автомобиля особенно важными для таких разработчиков гиперкаров, как Bugatti. Низкий коэффициент способствует высокой максимальной скорости и низкому расходу топлива, в то время как более высокий коэффициент лобового сопротивления обычно встречается в автомобилях, стремящихся к высокой скорости прохождения поворотов под влиянием прижимной силы.

Чтобы точно понять, что означает это значение, давайте взглянем на инженерное уравнение, используемое для расчета коэффициента:

В этом уравнении используются:

• FD — сила сопротивления
• ρ — плотность воздуха
• V — воздушная скорость
• A — лобовая площадь автомобиля с заданной скоростью. Компонентом в уравнении, который будет иметь наибольшее влияние на дизайн автомобиля, будет лобовая область, поскольку она будет формировать передний профиль автомобиля, влияя на остальную часть конструкции. Вот почему что-то вроде Bugatti Veyron хорошо сидит на асфальте с небольшим и эффективным фронтальным профилем по сравнению с чем-то вроде семейного седана или хэтчбека.

Передняя часть является важным компонентом при расчете коэффициента аэродинамического сопротивления автомобиля

. Силу сопротивления можно определить либо с помощью физических испытаний в аэродинамической трубе, либо с помощью вычислительной гидродинамики (или CFD), которая моделирует поток жидкости с помощью компьютерной программы. Хотя оба метода могут быть точными, ничто в инженерном мире не сравнится с физическими испытаниями, где можно записать истинные реальные эффекты воздуха, проходящего над автомобилем, чтобы повлиять на любые конструктивные изменения, необходимые для кузова.

По паддокам Формулы 1 ходят слухи, что они доверяют CFD-анализу передних и задних крыльев только для того, чтобы полностью бросить вызов аэродинамической логике во время гоночного уик-энда. Так что действительно нет замены ни масштабным, ни полноразмерным аэродинамическим испытаниям в аэродинамической трубе.

CFD-анализ — более дешевый аналитический путь для гоночных команд, а полноразмерные испытания в аэродинамической трубе чудовищно дороги. Экстремальность создается такими машинами, как экологичные автомобили на солнечных батареях, которые компании производят время от времени, например, Shell Ecorunner V, коэффициент которого каким-то образом достигает всего 0,05. На другом конце спектра находятся одноместные гонщики, причем некоторые автомобили Формулы-1 с сильным аэродинамическим обдувом показывают значения до 1,1.

Для справки о коэффициентах аэродинамического сопротивления, присвоенных определенным автомобилям, вот краткое изложение некоторых значений, которые могут вас удивить:

Alfa Romeo Giulia — 0,25

Порше 911 997 GT2 — 0,32

Форд Фокус РС — 0.

355

Альфа Ромео Диско Воланте — 0,26

Шелл Экораннер V — 0,05

Автомобиль Формулы 1 — 0,7-1,1

В последнее десятилетие производители автомобилей стали гораздо чаще включать коэффициент аэродинамического сопротивления в статистику своих автомобилей, что совпало с переходом к экологически чистым автомобилям. Большинство производителей хэтчбеков и седанов хотят, чтобы вы выглядели так, будто мчитесь по автомагистрали со скоростью 70 миль в час, не нарушая ни малейшего движения воздуха, разрезая его, как скользкий лосось.

Напротив, некоторое усилие лобового сопротивления очень необходимо, чтобы все четыре колеса надежно удерживались на асфальте управляемым образом, и, конечно же, вы должны убедиться, что некоторый поток воздуха ударяет по радиаторам и другим теплообменникам, которые вы используете.

транспортному средству, возможно, придется обеспечить максимальное охлаждение. Кажется, что индустрия в значительной степени остановилась на производстве автомобилей в районе 0,3, как с точки зрения дизайна, так и с точки зрения практичности, но отклонитесь ниже этого, и вы сэкономите много денег на своем ежемесячном счете за топливо, наряду с очень здоровой потенциальной максимальной скоростью. .

Знаете ли вы какие-нибудь автомобили с особенно низким коэффициентом аэродинамического сопротивления? Вы удивлены тем, насколько скользкими одни машины по сравнению с другими? Комментарий с вашими мыслями ниже!

Что такое коэффициент аэродинамического сопротивления? – Журнал Auto Trends

Аэродинамика является предметом серьезного беспокойства каждого автопроизводителя. Это основной компонент экономии топлива, даже если некоторые люди и производители все еще используют его в качестве мягкой формы рекламы.

Каждый строитель любит демонстрировать, насколько мал его коэффициент аэродинамического сопротивления, но вопрос в том, каков вообще коэффициент аэродинамического сопротивления?

---

EV1 обладал очень низким коэффициентом аэродинамического сопротивления Cd=0,19.

---

Содержание

Коэффициент сопротивления или Коэффициент сопротивления

Чтобы понять, что такое коэффициент сопротивления, нам сначала нужно понять, что такое сопротивление. Сопротивление воздуха или сопротивление — это сила сопротивления, которая давит на любой объект, движущийся через жидкость, будь то газ или жидкость. Сопротивление воздуха такое же, как сопротивление. Таким образом, сопротивление — это сила, и чем она больше, тем хуже экономия топлива, шум и максимальная скорость.

Более того, как и у любой другой силы в физике, у нее есть формула для расчета упомянутого сопротивления. Не вдаваясь в математику, отметим, что на аэродинамическое сопротивление влияют такие факторы, как скорость, лобовая площадь автомобиля, плотность жидкости и коэффициент аэродинамического сопротивления. Однако скорость имеет гораздо больший вес, чем другие факторы, особенно когда указанные скорости высоки.

The Slicker, The Better

Коэффициент сопротивления — это число, показывающее, насколько легко форма объекта может перемещаться в жидкости. Чем меньше указанное число, тем более гладким или гладким является объект. Коэффициент аэродинамического сопротивления представляет собой множитель со значениями от 0,001 до двух, число, которое вводится в формулу сопротивления воздуха в качестве коэффициента.

Чтобы привести практический пример, представьте, что у вас есть автомобиль, который едет по шоссе со скоростью 60 миль в час с коэффициентом лобового сопротивления 0,5. Если бы вы вдвое уменьшили коэффициент аэродинамического сопротивления до 0,25, общее аэродинамическое сопротивление уменьшилось бы вдвое, что привело бы к лучшей экономии топлива и более высокой максимальной скорости. Впрочем, особо коэффициент лобового сопротивления на любой сложной форме не рассчитаешь. В связи с этим его необходимо определять экспериментально.

Текущие значения

Коэффициент сопротивления 0,5 немного устарел. В настоящее время значение 0,3 считается нормой, а значение 0,2 — выдающимся. Достижение такого низкого показателя — непростая задача, даже если сама задача может показаться простой на первый взгляд. Чтобы уменьшить коэффициент аэродинамического сопротивления, необходимо как можно меньше возмущать воздух, проходящий вокруг автомобиля. Этот коэффициент увеличивается, когда воздух попадает в определенные области автомобиля и меняет направление, замедляется или возмущается, заставляя его течь в процессе случайным образом.

В автомобиле много таких мест, как передняя решетка, где она входит в моторный отсек, стеклоочистители, боковые зеркала и другие. Всякий раз, когда воздух попадает, например, на дворники ветрового стекла, он неловко подпрыгивает. Действительно, возникнет нарушение регулярного воздушного потока, что увеличит коэффициент в процессе. Если инженеры замечают, что в некоторых частях тела поток воздуха затруднен, они могут попытаться заставить его оставаться прямым и правильным, используя ребра, канавки, каналы и подобные конструкции.

Аэродинамические автомобили

В настоящее время аэродинамические характеристики каждого автомобиля доведены до совершенства. Например, у Honda Civic FK8 Type R на багажнике есть несколько маленьких ребер, чтобы смягчить воздушный поток. У каждого электромобиля низкий коэффициент аэродинамического сопротивления, потому что у них нет моторного отсека или решетки радиатора. Некоторые производители, такие как Audi, заменили боковые зеркала камерами, устранив значительный фактор. В настоящее время во всех автомобилях стеклоочистители немного спрятаны под капотом, чтобы воздух мог беспрепятственно проходить через них.

Однако, как сказано выше, коэффициент аэродинамического сопротивления — это всего лишь составляющая сопротивления воздуха. Лобовая площадь транспортного средства и, в конечном счете, его скорость также невероятно важны, особенно последняя. Если смотреть на переднюю часть автомобиля, то чем она меньше, тем меньше сопротивление. Таким образом, маленькие, короткие или узкие автомобили будут страдать от значительно меньшего сопротивления воздуха.

Автомобиль типа Mazda MX-5 имеет половину лобовой площади от RAM 1500. Таким образом, сопротивление воздуха, если бы они ехали с одинаковой скоростью и имели одинаковый коэффициент лобового сопротивления, уменьшилось бы вдвое. Вот почему спортивные автомобили, такие как Lamborghini Huracan, такие короткие.

Сопротивление увеличивается со скоростью

Более того, скорость невероятно важна, потому что со скоростью увеличивается сопротивление. Автомобиль, движущийся со скоростью 30 миль в час, потеряет пару лошадиных сил из-за лобового сопротивления. Если бы мы ехали со скоростью 60 миль в час, мы потеряли бы около 20 лошадиных сил только из-за сопротивления.

Если бы мы увеличили скорость еще больше, до 110 миль в час, мы потеряли бы более 60 лошадиных сил на сопротивление. Производители, которые хвалят небольшой городской автомобиль с коэффициентом лобового сопротивления 0,25, делают это исключительно в маркетинговых целях, потому что лобовое сопротивление не имеет большого значения в условиях медленного движения.

Важность коэффициента аэродинамического сопротивления

Коэффициент аэродинамического сопротивления очень важен для любого автомобиля, особенно для потенциальных покупателей. Несмотря на это, некоторые производители не раскрывают указанный коэффициент, а другие искусственно занижают его в маркетинговых целях. Тем не менее, в следующий раз, когда вы зададитесь вопросом, почему у автомобиля где-то случайные плавники или странная выпуклость, теперь вы знаете, почему.

---

Ссылки

---

(без даты). Коэффициент аэродинамического сопротивления . НАСА. https://grc.nasa.gov/www/k-12/airplane/dragco.html

(2021, 18 октября). Коэффициент аэродинамического сопротивления автомобиля . Драйверский. https://drivertical.com/reviews/the-art-of-automotive-drag-coefficient/

(без даты). Коэффициент сопротивления . Инженерный набор инструментов. https://engineeringtoolbox.com/drag-coefficient-d_627.html

---

См. также — Что такое рекуперативное торможение?

---

Атрибуция фотографии

---

Автор: EV1A014_(1).jpg: RightBrainPhotography (Рик Роуэн), производная работа: Mariordo (talk) – EV1A014_(1).