МАЛЫЕ СОСТАВЛЯЮЩИЕ АЭРОДИНАМИЧЕСКОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ

Сопротивление от трения о поверхность кузова. При обтекании тела потоком воздуха кроме сил давления на поверхности обтекаемого тела возникают касательные усилия трения. Для тела необтекаемой формы сопротивление от трения гораздо меньше сопротивления от давления. Его величина зависит от толщины пограничного слоя и, вследствие этого, от числа Рейнольдса. В противоположность этому, аэродинамическое сопротивление от давления практически не зависит от числа Рейнольдса, и, таким образом, полное сопротивление тела от числа Рейнольдса зависит слабо. Величину сопротивления от трения для гладкого тела можно оценить следующим образом. В качестве модели типичного автомобиля рассмотрим параллелепипед с отношением длины к ширине и к высоте, равным 3 : 1,33 : 1. Для тела такой формы отношение полной площади поверхности, параллельной направлению движения, к площади лобовой поверхности примерно равно 10. Взяв в качестве типичного значения коэффициента трения в представляющем интерес диапазоне чисел Рейнольдса величину, равную 0,002, получаем, что вклад сопротивления от трения в коэффициент полного сопротивления близок к 0,02. Это составляет около 5 % коэффициента аэродинамического сопротивления типичного автомобиля. Можно отметить, что коэффициент сопротивления тела оптимальной каплевидной формы, который почти полностью определяется сопротивлением от трения, равен 0,04 (Скибор—Рыльский), т. е. почти в 2 раза больше указанной выше величины. Эта разница объясняется наличием некоторого сопротивления от давления при обтекании каплевидного тела и также большей величиной отношения площади поверхности трения к площади лобового сечения.

Поверхность современного автомобиля не совсем гладкая, на ней имеется много неровностей, таких как оконные углубления, Щели у дверей и т. п. Эти неровности могут рассматриваться как Шероховатости поверхности, и их влияние на аэродинамическое сопротивление можно учесть, увеличивая величину коэффициента трения о корпус. При таком определении аэродинамического сопротивления от трения его вклад в полное сопротивление будет, гораздо больше, для современных конструкций автомобилей он вероятно, составит от 10 до 15 %.

Внутреннее сопротивление. Часть потока воздуха пропускается внутри автомобиля с целью охлаждения различных его элементов и вентиляции. Количество воздуха, необходимого для вентиляции, достаточно мало, и его влиянием можно пренебречь. Поток воздуха, необходимого для охлаждения двигателя, гораздо более значителен. Движение воздуха внутри автомобиля осуществляется либо за счет разности давлений на входе и выходе, либо с помощью вентилятора. При прохождении воздуха внутри автомобиля его кинетическая энергия теряется вследствие сопротивления в радиаторе и во внутренних каналах. Первые из этих потерь неизбежны, поскольку они необходимы для осуществления теплообмена. Вторые же потери полностью паразитические, они являются следствием трения потока о стенки каналов, а также их изгибов и внезапных расширений сечения.