空气阻力

AirResistance

高了费油，低了太飘。

风阻到底多大才算好。

空气动力学是一辆车在设计阶段

必须要考虑的问题，

这是一种物体与空气相对运动时的受力特性，

会产生向后的阻力和升力，

而升力也分为向上的正升力；

和向下的负升力，也就是压力，

空气不像液体一样密集，

但其也是存在阻力的，

只要有接触就会有摩擦。

阻力的大小和物体速度的平方、

风阻系数、迎风面积呈线性相关

即：

阻力系数取决于很多情况，

物体的形状、速度、

表面粗糙度等都会影响。

低速时空气并没有多大阻力，

早期的汽车由于速度较慢，

并不用考虑空气阻力的问题，

但后期车辆速度提升后，

就要考虑风阻的影响了，

毕竟车速和阻力的增加

是呈指数增长的趋势。

具体点来说的话。

60km/H时比120km/H时，

阻力小了4倍。

这也就意味着，

汽油产生的能量更多的用于克服阻力上

而通过伯努利方程可知：

流速快压力低压强小；

流速慢压力高压强大。

车辆在行进过程中，

空气会在车头堆积，产生高压区

在后方则会形成低压区，产生前后压差，

所以阻力极大影响了燃油经济性和最高车速

相同条件下，若把风阻系数从0.3降到0.25，

每升汽油大约可以多跑500米。

普通车型风阻系数大约0.25-0.4，

现在一些量产车的风阻已经达到了0.22，

旦一些风阻系数低的车，

风阻仍旧会比较大。

这是因为其迎风面积相对较大。

那么F1迎风面积那么小，

车身又是流线型，

风阻就一定特别小！

如果这么想，那就大错特错了！

F1的风阻大概0.7左右，

比国民神车五菱宏光的0.35多出一倍，

F1速度那么快，为什么风阻还这么高呢？

赛车的风阻主要是为了提供下压力，

为了让车身更好贴合地面，

经常看直线加速赛的朋友

总会能看到一些车开车开车飞了起来，

这主要就是高速下车身下压力不够，

导致上升力大于重力。

由科恩达效应可知：

当流体与它流过的物体表面之间存在表面摩擦时，

只要曲率不是很大，

流体会顺着物体表面流动。

F1赛车正是利用了这点，

前面我们提到过

空气流速快的区域压力小，

F1赛车通过车身结构设计，

在车身上表面增大迎风面积，

并加装尾翼，

使得上表面空气流速减小。

而在下表面尽可能做得光滑，

使下表面空气流速快，

上下表面气体流速差产生了气压差，

从而使赛车获得了负升力，

也就是所说的下压力。

更大的下压力会提供更大的抓地力，

就使得赛车可以入弯更晚刹车，

出弯更早加油，

从而提高了过弯速度。

所以F1才需要那么大的空气阻力，

来提升车辆稳定性，

从而获得更好的成绩。

而对于家用车来说，

在保证空间和美观性的前提下，

阻力系数越小，迎风面积越小，

空气阻力也就会越小。

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