Аэродинамическое сопротивление автомобиля

[Al-ik]

Коэффициент аэродинамического сопротивления автомобиля-Сх
Коэффициент аэродинамического сопротивления (Cx) — безразмерная величина, отражающая отношение силы сопротивления воздуха движению автомобиля к силе сопротивления движению цилиндра:
Cx = Fauto / Fcylinder,
при условии, что наибольшее поперечное сечение автомобиля равно поперечному сечению цилиндра.
Другими словами, сила сопротивления воздуха, действующая на корпус автомобиля, равна силе, действующей на цилиндр с понижающим коэффициентом Cx:
Fauto = Cx * Fcylinder,
где Cx — безразмерный коэффициент, обычно меньший единицы (от С — coefficient, х — продольная ось цилиндра и автомобиля).
Сх не имеет единицы измерения и действует для всех геометрически подобных тел, вне зависимости от их конкретных размеров.
Чем меньше Cx, тем лучше проработана аэродинамика автомобиля. Для современных автомобилей Cx < 0,3.
Коэффициент определяется экспериментальным путём — в аэродинамической трубе, либо компьютерным моделированием.
К основным этапам компьютерного моделирования относятся:
• постановка задачи, определение объекта моделирования;
• разработка концептуальной модели, выявление основных элементов системы и элементарных актов взаимодействия;
• формализация, то есть переход к математической модели; создание алгоритма и написание программы;
• планирование и проведение компьютерных экспериментов;
• анализ и интерпретация результатов.
Различают аналитическое и имитационное моделирование. При аналитическом моделировании изучаются математические (абстрактные) модели реального объекта в виде алгебраических, дифференциальных и других уравнений, а также предусматривающих осуществление однозначной вычислительной процедуры, приводящей к их точному решению. При имитационном моделировании исследуются математические модели в виде алгоритма(ов), воспроизводящего функционирование исследуемой системы путем последовательного выполнения большого количества элементарных операций.
АЭРОДИНАМИЧЕСКОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ
АЭРОДИНАМИЧЕСКОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ (лобовое сопротивление) - составляющая аэродинамич. силы RA, с к-рой газ (воздух) действует на движущееся в нём тело (см. Аэродинамические сила и момент). Возникает вследствие необратимого перехода кинетич. энергии тела в тепловую. А. с.- одна из важнейших аэродинамич. характеристик летат. аппарата, определяющих его лётно-техн. данные, в частности требуемую тягу двигат. установки. Оно зависит от формы и размеров тела, его ориентации к направлению движения (или к скорости набегающего потока), от скорости движения, а также от свойств и состояния среды, в которой движется тело.
Характеризуется А. с. безразмерным коэф. Сха ( Аэродинамические коэффициенты ).А. с. является суммой проекций на ось распределённых по поверхности тела нагрузок, направленных по нормали (давление) и касательной (вязкое трение) к этой поверхности. Рассеяние кинетич. энергии и превращение её в тепловую происходит посредством образования вихрей, ударных волн, аэродинамического нагрева поверхности.
В идеальной, несжимаемой жидкости вихреобразо-вание и образование ударных волн невозможно, а поэтому, теоретически, не возникает и А. с. (см. Д' Аламбера-Эйлера парадокс). Наличие вязкости в реальных средах приводит к А. с. трения, а также к отрыву потока от тела, влияющему на распределение давления по поверхности тела. Возникновение ударных волн изменяет величину и распределение давления по поверхности тела, а также сказывается на сопротивлении трения (напр., стимулирует переход от ламинарного течения к турбулентному). T. о., А. с. тела формируется в сложном взаимодействии перечисленных явлений, и вклад этих явлений в создание А. с. различен.
При дозвуковом течении осн. вклад в А. с. вносят сопротивление трения и отрыв потока с вихреобразованием, причём для хорошо обтекаемых тел (крылья, тонкие тела вращения при малых углах атаки и скольжения) - сопротивление трения, а для плохо обтекаемых - отрыв потока, вихреобразование. Режим и характер вязкого течения зависят от Рейнолъдса числа Re (рис. 1).
В области дозвукового течения, когда возникают локальные зоны, где местная скорость течения достигает, а затем и превышает скорость звука, Сха быстро растёт (рис. 2).

Рис. 1. Зависимость коэффициента аэродинамического сопротивления Сха от Rе при дозвуковых скоростях.

Рис. 2. Зависимость Cxa от числа М при коэффициенте подъемной силы Cya = 0. Заштрихованная область - вклад волнового сопротивления, Mкр - значение числа Маха, при котором начинают возникать зоны со сверхзвуковой скоростью (M > 1).
А. с., обусловленное диссипацией кинетич. энергии летящего тела в ударных волнах, наз. волновым сопротивлением; оно вносит основной вклад в А. с. при больших сверхзвуковых скоростях для затупленных тел (например, спускаемых аппаратов). Часть А. с., связанную с созданием подъёмной силы, наз. индуктивным сопротивлением. Оно, также как и волновое, изменяет распределение давления в результате вихреобразования и отрыва потока. Сопротивление при нулевой подъёмной силе (для симметричного крыла - при a=0) иногда наз., в отличие от индуктивного, профильным сопротивлением. Тогда коэф. А. с. тела

где - коэф. сопротивления давления и трения, характеризующие профильное сопротивление, - коэф. волнового, - коэф. индуктивного сопротивления.
Осн. метод определения А. с.- аэродинамический эксперимент.
Лит.: Фабрикант H. Я., Аэродинамика, M., 1964; Лойцянский Л. Г., Механика жидкости и газа, 5 изд., M., 1978; Аржаников H. С., Мальцев В. H., Аэродинамика, M., 1952; Аржаников H. С., Садекова Г. С., Аэродинамика больших скоростей, M., 1965.
Ю. А. Рыжов.
В продолжении темы, можно вспомнить:
Аэродинамическая сила.
Аэродинамическая сила - сила, с которой газообразная среда действует на поверхность движущегося в ней твердого тела. Полная аэродинамическая сила раскладывается:
-1- на аэродинамическое сопротивление;
-2- на подъемную силу; и
-3- на боковую силу, перпендикулярную аэродинамическому сопротивлению и подъемной силе.
Вывод: В настоящий момент в современных авто Коэффициент аэродинамического сопротивления автомобиля- Сх : Cx < 0.3

[sergio1965]

Рекламные ссылки:

Так какой Сх для Туссана ?

[LRM]

Я как то слышал бред из разряда, что зеркала тушкана как лопухи-уши у слона, и если их убрать то на 100км он будет жрать меньше на пол литра

[olegoo]

Допис від LRM

Я как то слышал бред из разряда, что зеркала тушкана как лопухи-уши у слона, и если их убрать то на 100км он будет жрать меньше на пол литра

О, так вот как можно использовать кнопку складывания зеркал
Складывать на ходу на трассе и снижать расход ))
Как-то не думал об этом ни разу.

[Dimych]

Допис від olegoo

О, так вот как можно использовать кнопку складывания зеркал Складывать на ходу на трассе и снижать расход ))

После этого будет ракета, а не машина

[koka-ftp]

ахаха))
можно поставить геркон на кулисе (и при втыкании пятой зеркала будут складыватся)

[LRM]

Идеи хороши но я в пролете, в моей комплектации кнопки еще нету

[sergio1965]

Теоретично, навіть антена створює аеродинамічний опір, а зовнішні дзеркала і поготів. Але опір росте, якщо не помиляюся, пропорційно квадрату швидкості. Тому на великій швидкості складені дзеркала можуть щось і економити. Напіввідкриті ж вікна збільшують витрати палива. Для міського циклу це немає значення.
Та все ж таки, який Сх нашого автомобіля ?

[VIC]

Допис від sergio1965

Та все ж таки, який Сх нашого автомобіля ?

0,5+, серйозне

[Tabbycat]

Допис від VIC

0,5+, серйозне

Запитання чайника: якщо ззаду присобачити нехай не спойлер, а якусь більш хитру фігуру, чи можна зменшити Сх ?

[VIC]

Допис від Tabbycat

Запитання чайника: якщо ззаду присобачити нехай не спойлер, а якусь більш хитру фігуру, чи можна зменшити Сх ?

можна, але навіщо, не тої швидкості авто

[sergio1965]

Допис від VIC

0,5+, серйозне

Так, це дуже багато, особливо, для теперішніх цін на паливо та наших доходах. Вважаю Tucson - 2004 з точки зору Сх (в першу чергу) абсолютно не швидкісним авто, тому і їжджу по заміських дорогах зі швидкістю до 100 км/год. Правда, в якійсь мірі, дещо підсвідомо, все ж таки трішки комплексуєш, коли на закордонній автомагістралі маленькі мікролітражки можуть собі дозволити рухатися зі швидкістю 120-130 км/год. "Радує" тільки те, що в нас немає таких доріг, і, відповідно, не виникає "комплексів неповноцінності".