Основни принципи на автомобилната аеродинамика (видео)
Аеродинамиката е изследване, в рамките на механиката на течностите, на движението на въздух и други газове, и как те взаимодействат с телата в движение. Но в тази област, в тази на автомобила, интересното е да се говори за аеродинамично съпротивление. Аеродинамична устойчивост това е сила, противоположна на движението на който и да е обект (например автомобил), движещ се във въздуха. Днес ви предлагаме обяснение и лесна формула това ще ви помогне да разберете много по-добре как точно действа тази сила, толкова често споменавана и толкова рядко разбираема. Ако разберете това просто обяснение добре, след малко ще имате повече представа за аеродинамичното съпротивление от 99,9% от световното население. Обещано.
Какво е аеродинамика: видео обяснение
Какво е и какво причинява аеродинамично съпротивление?
Фокусиране върху конкретния случай на автомобил, пътуващ по път, аеродинамичното съпротивление се причинява от необходимостта да се премести големият обем въздух, през който преминаваме отпред и да се премести зад автомобила. Когато една кола се движи напред, има значителна разлика в налягането между предната част на автомобила, където ударихме въздуха, и задната част на автомобила, където се създава смукателен ефект, който е по-силен, колкото по-бързо отиваме.
Формулата за аеродинамично съпротивление: получаване на добро разбиране за това как работи
Нека никой не се страхува, когато вижда формулата, защото е много лесно и Състои се от 4 фактора, които се умножават, нищо повече. Всеки от тези фактори е много лесен за разбиране, както ще видим по-долу, и заедно те ще ни дадат основната автомобилна култура, за да можем да обсъждаме с всеки, който е напред, относно аеродинамиката или поне да не казваме жестокости, което не е малко .
Аеродинамична устойчивост (R) = ½ d S Cx v 2
* д = Плътност на въздуха
* С = Предна повърхност
* Cx = Коефициент на аеродинамично съпротивление
* v 2 = Скорост на квадрат (измерена по отношение на въздуха, а не на земята)
Като се има предвид, че плътността на въздуха (d, която се измерва в kg/m3) е повече или по-малко постоянна и не можем да я контролираме, просто трябва да разберем добре последните три члена на уравнението и ще бъдем истински пукнатини в аеродинамичното съпротивление.
Предна повърхност
Предна повърхност (S) е площта, заета от колата, гледана отпред и се измерва в m 2 . По този начин можем да разберем, че висок и широк автомобил с големи огледала и гуми ще предложи по-голямо съпротивление, отколкото нисък, тесен автомобил с малки огледала и тънки гуми. Двойна предната повърхност предполага двойно съпротивление (При равни други фактори) ето защо SUV консумира повече и работи по-малко от компактен, дори ако имат един и същ двигател, дори ако имат сходна форма и дори да могат да претеглят еднакво: SUV трябва да се движи повече въздух да премине от въздуха.
Предната повърхност е размерът на въздушния фронт, който ще трябва да се движи, за да премине колата. Колкото по-малко, толкова по-добре. Предната повърхност на автомобила обикновено е между 2 m 2 и 2,5 m 2 приблизително и в него трябва да вземете предвид всичко, което е изправено директно към въздуха: отпред, предното стъкло, огледалата, частта от гумите, която излиза изпод тялото. ако добавим багажник на покрива или кутия на покрива, ще увеличим предната повърхност (а също и нейния коефициент на аеродинамично съпротивление, който ще видим по-долу).
Интересна подробност е, че тази равнина с максимален разрез (равнината, с която бихме могли да отрежем най-големия „парче“ от колата) също е равнината, от която въздушният поток започва да се отделя от тялото и налягането намалява. Този самолет би бил границата между въздуха, който спира автомобила, "бутащ се отпред" и въздуха, който спира автомобила, "дърпайки се отзад".
Аеродинамичен коефициент на съпротивление Cx
Коефициентът Cx е безразмерен, няма единици и представлява съпротивлението на превозното средство срещу вятъра в сравнение със съпротивлението на теоретичен обект, способен да спре въздуха отпред (нещо като стена), чийто коефициент би бил = 1. A теоретичната стойност Cx = 0 би представлявала пълното отсъствие на съпротивление и между тези две крайности са всички автомобили (които нямат отворен парашут отзад).
Коефициентът на аеродинамично съпротивление Cxноси "x", защото има и Cy и Cz, което би било коефициентите на странично и вертикално аеродинамично съпротивление, но в този случай ще се интересуваме от коефициента по посока на оста X, която е посоката на движение на автомобила, неговата надлъжна ос.
Прилагане на идеята за коефициент на съпротивление към реални автомобили, формата "кутия", която е най-ефективна от гледна точка на вътрешното пространство, би била най-неефективната по отношение на аеродинамичното съпротивление.
Така че, дизайнерите трябва да постигнат компромис между двата фактора, доколко искат да се поберат в автомобил срещу. колко съпротива са готови да окажат. Ето защо микробусите и камионите са по-скоро като кутии (те дават приоритет на пространството, те не се движат много бързо), а спортните автомобили са много ниски и остри (те отдават приоритет на аеродинамиката, както и по-ниския център на тежестта), въпреки че не може много да побере вътре.
Любопитна подробност е това задната част на колата е по-важна от предната. Целта на формата на превозното средство е въздухът да се отдалечи отпред и да се пренареди отзад възможно най-бързо и плавно, в това, което се нарича „ламинарен поток“ на въздуха.
При ламинарен поток различни слоеве или „листове“ въздух около автомобила придобиват различна скорост, докато го заобикалят.. Слоевете, които са най-близо до повърхността на колата, са по-„влачени“ от колата, отколкото тези по-далеч, точно както в коритото на реката водата, която се стича по бреговете, се спуска по-бавно, отколкото в централния канал. Ако ламинарният поток се поддържа и въздухът се плъзга добре, автомобилът предлага малко съпротивление.
Ако подредбата на въздуха в листове е нарушена и тези слоеве се смесват, бихме преминали от ламинарен поток към "турбулентен поток" и вместо да царува ред, хаосът ще цари, обикновено в задната част на колата. Турбуленцията е най-лошият враг на правилната аеродинамика, затова автомобилите са стеснени и покривите са спуснати към края на автомобила, за да се улесни този подреден ламинарен поток и бързо да се запълни пространството, което колата оставя с въздух.