Силу лобового сопротивления автомобиля легче понять, если разделить ее на пять составляющих. Наиболее значимым, относящимся к автомобилям, является сопротивление форме или сопротивление давлению, которое является компонентом, наиболее тесно связанным с внешней формой транспортного средства.
Когда автомобиль находится в движении, движение воздуха вокруг него создает давление, которое изменяется по всей поверхности кузова (рис. а на картинке). Если рассматривать небольшой элемент поверхности, то составляющая силы, действующая вдоль оси автомобиля, сила лобового сопротивления, зависит от величины давления, площади элемента, на который оно воздействует, и наклона этого элемента поверхности (рис. b на картинке). Таким образом, две разные конструкции, каждая из которых имеет одинаковую лобовую площадь, могут иметь очень разные значения сопротивления изгибу.
Когда воздух проходит по поверхности автомобиля, возникают силы трения, приводящие ко второму компоненту лобового сопротивления, который обычно называют поверхностным сопротивлением или сопротивлением обшивки. Если считать вязкость воздуха почти постоянной, то силы трения в любой точке поверхности тела зависят от касательных напряжений, возникающих в пограничном слое.
Пограничный слой — это слой жидкости вблизи поверхности, в котором скорость воздуха изменяется от нуля на поверхности (относительно транспортного средства) до ее локального максимума на некотором расстоянии от поверхности. Сам этот максимум изменяется на поверхности автомобиля и напрямую связан с локальным давлением. Как локальная скорость, так и толщина, и характер пограничного слоя в значительной степени зависят от размера, формы и скорости транспортного средства.
Следствием ограничений, налагаемых пространством для пассажиров и требованиями к механической конструкции, является создание профиля, который в большинстве случаев создает усилие с вертикальной составляющей. Этот подъем, будь то положительный (вверх) или отрицательный, вызывает изменения в характере потока, которые сами по себе создают индуцированную силу сопротивления.
Практические требования также в значительной степени обусловливают возникновение другого источника лобового сопротивления, который обычно называют повышенным лобовым сопротивлением. Это является следствием воздействия всех тех компонентов, которые нарушают гладкость поверхности автомобиля и создают поглощающие энергию вихри и турбулентность. Очевидными факторами являются колеса и колесные арки, зеркала заднего вида, дверные ручки, водосточные желоба и щетки стеклоочистителя, но скрытые элементы, такие как выхлопная система, также являются основными источниками лобового сопротивления.
Хотя некоторые из этих элементов по отдельности создают лишь небольшое сопротивление, их суммарный эффект может заключаться в увеличении общего сопротивления на целых 50%. Взаимодействие между основным потоком и потоками вокруг внешних устройств, таких как дверные зеркала, может еще больше увеличить сопротивление. Этот источник обычно называют интерференционным сопротивлением.
Последнее из основных факторов, влияющих на лобовое сопротивление автомобиля, — это охлаждение двигателя, других механических компонентов, таких как тормоза, и вентиляция салона. В совокупности эти внутренние источники сопротивления обычно могут составлять более 10% от общего сопротивления.