Влияние встречного воздуха на мощность двигателя
Даже в безветренную погоду, когда автомобиль едет со скоростью более 95 км/ч, воздушный поток давит на автомобиль с огромной силой, причем сила давления изменяется пропорционально скорости движения в квадрате! Чтобы преодолеть влияние встречного воздуха, расходуется немалая часть энергии двигателя. Что происходит с воздушной средой, когда автомобиль проходит через нее?
Аэродинамика автомобиля
Содержание:
Влияние встречного потока
Прежде, лобовая поверхность подвергается давлению. Чем больше эта поверхность, тем сильнее давление. Достичь идеальной поверхности невозможно, хотя в начале XX века пытались предпринимать такие шаги. С точки зрения науки, полностью обтекаемую форму невозможно получить из-за невозможности сохранить геометрические пропорции кузова. При всем этом, не получиться максимально изолировать колеса.
Влияние встречного воздуха
В любом случае остаются на поверхности места препятствий потоку воздуха. В них и происходит задержка потока частиц воздуха. По законам физики, в каждой такой точке сила противодействия равно силе потока воздуха, но в противоположном направлении, плюс скорость движения. Создается мощное сопротивление и потери мощности на преодоления этих сил природы.
Немного физики
Сопротивление свелось бы к преодолению силы трения на поверхности, если бы автомобиль сконструировали, как тонкую пластинку или веретенчатое тело, или автомобиль имел бы максимально обтекаемую форму, то трением можно было пренебречь в какой-то мере. Силы, возникающие посредством трения, зависят не только от скорости но, и от формы кузова.
Формула расчета силы сопротивления воздуха
Если такое тело укоротить, как бы сжать по длине, то на участке сужения тела к его «хвосту» поток воздуха отрывается, и за телом образуется «вихревая улица». Количество завихрение тем больше, чем шире хвостовая часть. При максимально обтекаемой форме автомобиля уменьшается мощность, затрачиваемая на сопротивление потоку воздуха. Очень наглядны в этом отношении примеры из истории советских автомобилей, где дизайнерам еще надо потрудиться.
Обтекаемая форма автомобиля
Нынче конструкторы стремятся уменьшить поперечное сечение автомобиля (т.е. его лобовую поверхность), и как можно больше приблизить дизайн автомобиля к более обтекаемой. Но снизить крышу с задней стороны кузова имеет свой предел, т.к. уменьшает полезное внутреннее пространство автомобиля и ухудшает комфорт. Кроме того, воздушный поток, пронизывающий автомобиль, очень рано отрывается, и за кузовом образуется широкая «вихревая улица». Поэтому конструкторы пришли к выводу, что более эффективно и разумно вписывать кузов в переднюю и среднюю части идеально обтекаемого тела, а хвостовую часть как бы отрезать. Образование вихрей при этом уменьшается, сохраняется необходимое внутреннее пространство и умеренная длина кузова.