Движению автомобиля препятствуют несколько факторов. Во-первых, ему мешает сопротивление качению – это сила, которая приложена в точках контакта колес с дорожным покрытием и направлена противоположно вектору скорости. Вторая сила – это аэродинамическое сопротивление со стороны воздуха. От аэродинамических свойств зависит, сколько энергии требуется потратить на «проталкивание» автомобиля сквозь воздух. Поэтому аэродинамика транспортных средств влияет, в том числе и на расход топлива.
Впервые влияние аэродинамики на максимальную скорость авто и расход топлива заметили еще на заре автомобилизма. В начале ХХ века появились автомобили с кузовами, напоминающими торпеды или капли. С тех пор объем знаний об аэродинамике значительно увеличился – настолько, что она стала одним из самых важных факторов в процессе разработки дизайна автомобилей.
Аэродинамические свойства автомобиля и коэффициент СХ
Аэродинамическое сопротивление потоку набегающего воздуха иногда называют обтекаемостью. Это слово очень точно раскрывает истинное значение аэродинамики в области автомобилестроения. Когда говорят о небольшом аэродинамическом сопротивлении, то подразумевают, что воздух легко обтекает поверхность кузова, не встречая существенных препятствий, и не создает завихрений и зоны пониженного давления за автомобилем, которые тормозят транспортное средство.
Коэффициент аэродинамического сопротивления СХ – это условная безразмерная величина, которая показывает качество проработки аэродинамики авто. Для современных легковых автомобилей хорошим показателем считается СХ<0,3 (у экспериментальных и рекордных моделей коэффициент СХ может достигать значений меньше 0,2). Чтобы добиться низкого сопротивления, автомобили проектируются с помощью компьютерного моделирования, а влияние потоков воздуха проверяется на практике в аэродинамической трубе.
Влияние аэродинамического сопротивления на расход топлива
Взаимодействия воздушного потока с транспортным средством – это фактор, от которого существенно зависит расход топлива. Сопротивление воздуха растет пропорционально квадрату скорости авто. Если на скорости до 10–15 км/ч оно практически не ощущается, то при движении на скорости около 60 км/ч на преодоление сопротивления воздуха тратится больше энергии, чем на сопротивление качению колес. Поэтому многие производители подчеркивают, что езда со скоростью больше 80–90 км/ч невыгодна, так как она приводит к резкому увеличению расхода топлива.
Взаимодействие между автомобилем и набегающими потоками воздуха зависит от множества нюансов. Каждая выступающая деталь, будь то большие зеркала заднего вида или дополнительная антенна на крыше, увеличивают сопротивление и расход топлива. Это относится даже к таким малозначительным, казалось бы, деталям, как открытые окна. Езда с открытыми окнами приводит к завихрению воздушных потоков, которые тормозят автомобиль. Поэтому с точки зрения топливной экономичности лучше включать кондиционер, чем открывать окна при движении на скорости более 40–50 км/ч.
Можно ли самостоятельно улучшить обтекаемость автомобиля?
Что может сделать владелец автомобиля, чтобы улучшить аэродинамику автомобиля? Строго говоря, ничего. Современные автомобили уже имеют неплохую обтекаемость, потому что автопроизводители уделяют этому вопросу много внимания. От владельца авто требуется только не испортить аэродинамику автомобиля установкой различных обвесов и дополнительных приспособлений.
Существует целая индустрия, которая занимается производством пластиковых и карбоновых обвесов для автомобилей различных марок и моделей. Многие автомобилисты увлекаются подобным тюнингом своих транспортных средств. При этом часто забывают, что большинство обвесов являются просто элементами автомобильного дизайна, которые придают автомобилю «спортивный» или «брутальный» внешний вид, но никак не улучшают обтекаемость авто. Даже наоборот: пластиковые и карбоновые элементы тюнинга во многих случаях отрицательно влияют на аэродинамические свойства автомобилей, увеличивая сопротивление воздуха и расход топлива.
Поэтому, если вам важна топливная экономичность автомобиля, и вы внимательно следите за ценами на бензин и расходами на горючее, не стоит устанавливать элементы, которые увеличивают сопротивление потоку воздуха:
- дополнительные багажники и крепления на крыше авто;
- спойлеры и антикрылья, кроме тех, которые одобрены автопроизводителем;
- пластиковые ветровики, «мухобойки» на капот, дополнительные антенны и др.