Сила сопротивления воздуха

При движении действие силы сопротивления воздуха обуслов­лено перемещением частиц воздуха и их трением о поверхность автомобиля. Если он движется при отсутствии ветра, то сила со­противления воздуха, Н:

Р _в= k _в F _а v ²,

тогда как при наличии ветра

Р _в= k _в F _а(v ± v _в)²,

где k _в — коэффициент сопротивления воздуха (коэффициент об­текаемости), Н·с²/м⁴; F _a— лобовая площадь автомобиля, м²; v — скорость автомобиля, м/с; v _в — скорость ветра, м/с (знак «+» со­ответствует встречному ветру, знак «–» — попутному).

Коэффициент сопротивления воздуха, зависящий от формы и качества поверхности автомобиля, определяется эксперимен­тально при продувке в аэродинамической трубе.

Коэффициент сопротивления воздуха, Н·с²/м⁴, составляет 0, 2...0, 35 для легковых автомобилей, 0, 35...0, 4 — для автобусов и 0, 6...0, 7 — для грузовых автомобилей. При наличии прицепов со­противление воздуха увеличивается, так как возрастает наружная поверхность трения и возникают завихрения воздуха между тяга-

Рис. 3.18. Площади лобового сопротивления легкового (а) и грузового

(б) автомобилей

чом и прицепами. При этом каждый прицеп вызывает увеличение коэффициента k _вв среднем на 15...25 %.

Лобовая площадь автомобиля зависит от его типа (рис. 3.18). Ее приближенное значение, м², можно вычислить по следующим фор­мулам:

F _a= BH _a— для грузовых автомобилей и автобусов;

F_a = 0, 78 B _a H _a— для легковых автомобилей,

где В — колея колес автомобиля, м; Н _а — наибольшая высота автомобиля, м; В _а — наибольшая ширина автомобиля, м.

Мощность, кВт, затрачиваемая на преодоление сопротивле­ния воздуха:

– при отсутствии ветра;

– при отсутствии ветра.

Зависимости силы сопротивления воздуха Р _ви мощности N _в, необхо­димой для преодоления этого сопро­тивления, от скорости автомобиля v приведены на рис. 3.19.

Рис. 3.19. Зависимости силы сопротивле­ния воздуха Р _ви мощности N _в , необхо­димой для преодоления этого сопротив­ления, от скорости автомобиля