Motoryzacja

Opór powietrza - co to za zjawisko i kiedy zachodzi?

Motoryzacja

Autor:
Adrian
Adamczyk
Auto w tunelu aerodynamicznym.
ktsimage/Getty ImagesOpór powietrza - co to za zjawisko?

Każde poruszające się ciało natrafia na opór powietrza. Siła ta jest odczuwalna np. podczas jazdy samochodem czy rowerem. Dowiedz się, na czym polega to zjawisko i jaki ma wpływ na zużycie paliwa czy stan opon.

Każdy samochód jest poddawany testowi w kanale aerodynamicznym, gdzie sprawdza się, jak reaguje on na opór powietrza. Co więcej, korzystają z niego również sportowcy, którzy chcą podnieść wydajność.

Jak definiuje się opór powietrza?

Powietrze to siła, której nie widać, choć stawia opór wszystkim poruszającym się elementom, np. samochodom, rowerzystom czy pieszym. Jest to spowodowane tym, iż każde poruszające się ciało porusza również cząsteczkami powietrza, które je otaczają. Opór powietrza można więc zdefiniować jako siłę, która działa na obiekt podczas ruchu. Jej działanie jest zależne od kształtu przedmiotu - im jest on mniej opływowy, tym opór jest wyższy. Opór zależy także od gęstości cząsteczek otaczających ciało, co jest najłatwiej odczuwalne w wodzie. Badaniami nad oporem powietrza zajmują się m.in. specjaliści związani ze sportem czy motoryzacją.

Motoryzacja

Niezwykłe muzeum zabytkowych samochodów
Niezwykłe muzeum zabytkowych samochodów Dzień Dobry TVN
wideo 2/6

Czym jest współczynnik oporu powietrza i dlaczego się go bada?

Współczynnik oporu powietrza określa się mianem Cx. Bada się go m.in. podczas prób drogowych, lecz najbardziej zaawansowane są badania w tunelu aerodynamicznym. Obiekt w tunelu aerodynamicznym znajduje się w zupełnie innych warunkach niż ma to miejsce w codziennych realiach. Stoi on bowiem w miejscu, a z naprzeciwka wypuszcza się w jego kierunku strugę powietrza, która opływa go. Dzięki temu osoby obserwujące zjawisko mogą ocenić, czy powstają jakieś zawirowania i jaki jest opór powietrza. Takie badania przeprowadza się również w basenie z wodą.

Wszelkie informacje dotyczące oporu powietrza są potrzebne m.in. dla konstruktorów pojazdów. Samochody stawiają powietrzu ogromny opór i aby go pokonać, potrzebują dużo energii. Ich projektanci muszą nadawać karoserii możliwie jak najbardziej opływowy kształt. Główną ambicją konstruktorów jest uzyskanie najniższego współczynnika oporu powietrza Cx. Obecnie najbardziej pożądana wartość w przypadku aut osobowych wynosi 0.2. Osiągnięcie takie wyniku znacznie zmniejszyłoby spalania paliwa. Oprócz konstruktorów pojazdów wszelkie informacje na temat możliwości zmniejszenia oporów powietrza interesują sportowców. W tunelach aerodynamicznych testom poddawani są również skoczkowie narciarscy, którzy przygotowują się do zawodów. Dzięki danym z tunelu mogą znaleźć lepszą pozycję podczas skoku.

Co ciekawe, najniższy współczynnik Cx ma kropla wody po odwróceniu jej o 90 stopni, a tuż za nią jest jajko. W przypadku pojazdów mechanicznych najniższy opór powietrza stawiają samoloty, co wynika z budowy ich kadłubów – w ich przypadku wartość Cx wynosi nawet 0,03.

Jaki opór powietrza wpływa na zużycie paliwa?

Opór powietrza wzrasta wraz z prędkością jazdy, choć zaczyna być realnie odczuwalny przy 120 km/h. W tym momencie opór aerodynamiczny znacznie się zwiększa i stanowi prawie połowę obecnych oporów ruchu. Z tego powodu podnosi się zużycie paliwa. Na spalanie wpływa szereg różnych detali, nawet takich jak kształt lusterek czy kołpaków kół. Nie każdy wie, że źle wyprofilowane lusterka czy uszczelki mogą podnieść spalanie nawet o 15%. Niemniej ważną rolę odgrywa także układ chłodzenia. Jeżeli powietrze przepływa przez niego niewłaściwe, to również podnosi się zużycie paliwa.

Jakie są sposoby na zmniejszenie oporu powietrza i czy są skuteczne?

Do najczęściej spotykanych metod ograniczenia oporu w branży motoryzacyjnej należy dobór odpowiedniego kształtu karoserii lub kadłuba samolotu. Niemniej jednak są to rozwiązania, które nie zawsze są w stanie przynieść upragniony rezultat. Głównym problem jest gwałtowny ruch powietrza stykający się z poruszającym ciałem.

Co ciekawe, jedne z najlepszych sposobów zminimalizowania oporów powietrza można zaobserwować w naturze. Konstruktorzy z różnych dziedzin nauki próbują skopiować sposób, w jaki funkcjonuje skóra rekina czy delfina. Osoby związane z branżą sportową próbują tę wiedzę wykorzystać np. podczas szycia strojów pływackich, choć nie jest to proste zadanie. Zwierzęta poruszają się z tak małym oporem, gdyż wszelkie wiry, które pojawiają się przy ich skórze, są natychmiast wygaszane dzięki reakcji mięśni. Mięśnie aktywnie reagują na każdy opór, co nie jest możliwe w przypadku ludzi, a tym bardziej urządzeń mechanicznych.

Jesteśmy serwisem kobiecym i tworzymy dla Was treści związane ze stylem życia. Pamiętamy jednak o sytuacji w Ukrainie. Chcesz pomóc? Sprawdź, co możesz zrobić. Pomoc. Informacje. Porady.

Zobacz także:

Autor:Adrian Adamczyk

Źródło zdjęcia głównego: ktsimage/Getty Images

Pozostałe wiadomości