Аеродинаміка автомобіля. Що таке коефіцієнт Cx - все про авто

Перші моделі з поліпшеною аеродинамікою зроблені у формі краплі - вона і знайшла свою форму саме заради проникнення крізь повітря. Поговоримо про аеродинаміку автомобіля і дізнаємося що таке коефіцієнт Сх і на що він впливає.

Основні факти аеродинаміки авто

Головна проблема, яку вирішують при відпрацюванні аеродинаміки, - зниження лобового аеродинамічного опору. C зростанням швидкості збільшується і опір повітря. Коли машина розганяється з 60 до 120 км/год аеродинамічний опір зростає вчетверо.

Для прикладу, автомобіль масою 2 тонни при русі на максимальної швидкості в 250 км/ч тільки на подолання опору повітря потрібно 180 л. с., а на 300 км/год ця машина витрачала б тільки на це - 310 к. с.

Коефіцієнт Cx визначається експериментально, і він головна величина, яка описує аеродинамічний досконалість кузова. Коли-то його умовно прирівняли до 1,0 для круглої пластини, проте, як з'ясувалося на практиці, з-за турбулентності за пластиною насправді її Cx дорівнює приблизно 1,2. Найнижчий Cx у краплі - приблизно 0,05.

При нормальній експлуатації авто важливіше всього опір: саме воно робить істотний вплив на витрату палива. Знизити його можна двома способами: поліпшити форму (знизити Cx) або зменшити поперечний переріз машини. Вертикальні сили можуть бути корисними, якщо діють вниз, і шкідливими, якщо сприяють піднесенню машини. З бічними все ще складніше. Вони важко передбачувані, а їх причини різноманітні: поворот, порив вітру. Зате вплив вони надають невелике.


Всі автовиробники обзавелися спеціальними лабораторіями для вивчення аеродинаміки. Самий складний і дорогий елемент - аеродинамічна труба. В ній макети і реальні автомобілі обдуваються сильними потоками повітря. Це дозволяє вивчити всі особливості форми кузова автомобіля.

Вдалося досягти багато чого: у більшості сучасних машин коефіцієнт Cx дорівнює 0,30-0,35, найдосконаліші досягають значень 0,26-0,27. Хоча насправді він залежить від швидкості, напрямку руху щодо повітря або стану поверхні кузова, і наведені значення - можна сказати, ідеал, якого може досягти дана модель.

Притискна і підйомна сили

Низьке лобове опір іноді не важливо. Боліди "Формули-1" мають Cx від 0,75 до 1,0! Більшу частину опору створюють відкриті колеса. Але справа не в цьому. Для них важливіше інші параметри і насамперед - притискна сила. Для реалізації величезного крутного моменту двигуна необхідно хороше зчеплення коліс з дорогою і стійкість у повороті.

Для гоночних автомобілів хороша аеродинаміка означає відсутність підйомної сили і наявність притискної. Забезпечити це формою кузова складно, тому в хід йдуть додаткові аеродинамічні елементи: спойлери і антикрила.

Найчастіше для зниження підйомної сили використовують спойлери під переднім бампером і на кришці багажника. Відсікаючи частина потоку, що йде під машину, передній спойлер знижує тиск в цій зоні, так що машина присмоктується до дороги. Спойлер на кришці багажника ставлять для організації зриву повітряного потоку до того, як він почне утворювати вихори за машиною, які збільшують опір повітря. А ось антикрило працює на створення притискної сили.


Помітний ефект вони створюють при швидкості 120 км/год і вище. При цьому треба мати на увазі, що працює на створення притискної сили повітря створює помітний опір, тому максимальна швидкість машини з аеродинамічним обвісом буде нижче, а витрата палива - більше.