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_вF_аv²,

тогда как при наличии ветра

Р_в= k_вF_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 = 0,78B_aH_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