Keskmise õhutakistuse jõu valem. Kuidas leida õhutakistusjõude

Kere ees pidurdamise tõttu voolukiirus väheneb ja rõhk tõuseb. Selle suurenemise määr sõltub keha esiosa kujust. Lameda plaadi ees on rõhk suurem kui pisarakujulise korpuse ees. Kere taga rõhk väheneb hõrenemise tõttu, samal ajal kui tasasel plaadil on suurem väärtus võrreldes tilgakujulise korpusega.

Seega tekib kere ees ja taga rõhkude erinevus, mille tulemusena tekib aerodünaamiline jõud, mida nimetatakse rõhutakistuseks. Lisaks tekib piirkihi õhuhõõrdumisel aerodünaamiline jõud, mida nimetatakse hõõrdetakistuseks.

Sümmeetriliselt ümber keha voolates takistus

surve- ja hõõrdetakistus on suunatud keha liikumisele vastupidises suunas ja moodustavad koos tõmbejõu. Katsetega on kindlaks tehtud, et aerodünaamiline jõud sõltub voolukiirusest, õhu massitihedusest, keha kujust ja suurusest, selle asendist voolus ja pinna seisundist. Kui vastutuleva voolu kiirus suureneb, suureneb selle kineetiline energia, mis on võrdeline kiiruse ruuduga. Seetõttu on vooluga risti suunatud lameda plaadi ümber voolamisel kiiruse suurenedes rõhk esiosas


see suureneb, sest enamik kineetiline energia vool pidurdamisel muutub potentsiaalseks rõhuenergiaks. Sel juhul väheneb rõhk plaadi taga veelgi, kuna joa inertsi suurenemise tõttu suureneb madalrõhu piirkonna ulatus. Seega suureneb voolukiiruse suurenemisega kere ees ja taga oleva rõhu erinevuse suurenemise tõttu aerodünaamiline takistusjõud võrdeliselt kiiruse ruuduga.

Varem tehti kindlaks, et õhu tihedus iseloomustab selle inertsust: mida suurem on tihedus, seda suurem on inertsus. Keha liigutamiseks inertses ja seega tihedamas õhus on vaja rohkem jõupingutusi õhuosakeste liigutamiseks, mis tähendab, et õhk on suurem tugevus mõjutada keha. Järelikult, mida suurem on õhutihedus, seda suurem on liikuvale kehale mõjuv aerodünaamiline jõud.

Vastavalt mehaanika seadustele on aerodünaamilise jõu suurus võrdeline keha ristlõike pindalaga, mis on risti selle jõu toimesuunaga. Enamiku kehade puhul on see ristlõige suurim ristlõige, mida nimetatakse keskosaks, ja tiiva puhul selle plaaniala.

Keha kuju mõjutab aerodünaamilise spektri olemust (antud keha ümber voolavate voogude kiirust) ja seega ka rõhkude erinevust, mis määrab aerodünaamilise jõu suuruse. Kui keha asend õhuvoolus muutub, muutub selle vooluspekter, millega kaasneb aerodünaamiliste jõudude suuruse ja suuna muutumine.

Vähem kareda pinnaga kehad kogevad väiksemaid hõõrdejõude, kuna suurema osa pinnast on nende piirkihis laminaarne vool, mille korral on hõõrdetakistus väiksem kui turbulentses voolus.

Seega, kui kuju ja asendi mõju
voolus olevaid kehasid, võta arvesse pinnatöötluse astet
parandustegur nimega aero
dünaamiline koefitsient, võime selle järeldada
et aerodünaamiline jõud on otseselt võrdeline selle
selle koefitsient, kiirusrõhk ja mi-
jagavad kehad (tiival - selle piirkond),


Kui tähistame õhutakistuse aerodünaamilist kogujõudu tähega R, selle aerodünaamiline koefitsient - kiirusrõhk - q, ja tiiva pindala, saab õhutakistuse valemi kirjutada järgmiselt:


ründab, kuna kiirusrõhk on võrdne

näeb välja selline:


valem saab olema


Antud õhutakistusjõu valem on peamine, kuna sarnaste kujundite abil on võimalik määrata mis tahes aerodünaamilise jõu suurus, asendades ainult jõu ja selle koefitsiendi tähistuse.

Kogu aerodünaamiline jõud ja selle komponent

Kuna tiiva kõverus ülaosas on suurem kui allosas, on õhuvooluga kokku puutudes vastavalt teise õhuvoolu kiiruse püsivuse seadusele kohalik voolukiirus tiiva ümber ülaosas suurem kui põhjas ja ründeservas väheneb see järsult ja langeb kohati nullini. Bernoulli seaduse kohaselt ilmub tiiva ette ja alla suurenenud rõhuala; Tiiva kohale ja taha ilmub madalrõhuala. Lisaks õhu viskoossuse tõttu. tekib jõud, hõõrdumine piirkihis. Rõhu jaotumise muster piki tiivaprofiili sõltub tiiva asendist õhuvoolus, mille iseloomustamiseks kasutatakse mõistet "ründenurk".

Tiiva lööginurk (α) on nurk tiiva kõõlu suuna ja sissetuleva õhuvoolu või lennukiiruse vektori suuna vahel (joonis 11).

Rõhu jaotus piki profiili on kujutatud ka vektordiagrammi kujul. Selle ehitamiseks joonistage tiiva profiil, märkige sellele punktid, kus



millest rõhku mõõdeti, ja nendest punktidest kantakse ülerõhu väärtused vektoritena. Kui antud punktis on rõhk madal, siis on vektornool suunatud profiilist eemale, kui rõhk on kõrge, siis profiili poole. Vektorite otsad on ühendatud ühise joonega. Joonisel fig. Joonisel 12 on kujutatud surve jaotust piki tiivaprofiili madala ja kõrge ründenurga korral. See näitab, et suurim vaakum saavutatakse tiiva ülemisel pinnal voogude maksimaalse ahenemise kohas. Nulliga võrdse lööginurga korral on suurim vaakum profiili suurima paksuse punktis. Tiiva all toimub ka vooluveekogude ahenemine, mille tulemusena tekib ka seal haruldaste tsoon, kuid väiksem kui tiiva kohal. Tiiva otsa ees on suurenenud rõhu ala.

Kui ründenurk suureneb, nihkub haruldaste tsoon rünnaku serva poole ja suureneb oluliselt. See juhtub seetõttu, et ojade suurima ahenemise koht liigub ründeserva poole. Tiiva all tiiva alumise pinnaga kohtuvad õhuosakesed aeglustuvad, mille tulemusena rõhk tõuseb.

Iga diagrammil näidatud ülerõhuvektor tähistab jõudu, mis mõjub tiiva pinna ühikule, see tähendab, et iga nool tähistab teatud skaalal ülerõhu suurust või erinevust kohaliku rõhu ja rõhu vahel häirimatus ruumis. vool:

Kõigi vektorite summeerimisel saame aerodünaamilise jõu ilma hõõrdejõude arvestamata. See jõud, võttes arvesse õhu hõõrdejõudu piirkihis, võrdub tiiva kogu aerodünaamilise jõuga. Seega kogu aerodünaamiline jõud (R) tekib rõhkude erinevuse tõttu tiiva ees ja taga, tiiva all ja selle kohal, samuti õhuhõõrdumise tagajärjel piirkihis.

Kogu aerodünaamilise jõu rakenduspunkt asub tiiva kõõlusel ja seda nimetatakse rõhukeskmeks (CP). Kuna kogu aerodünaamiline jõud toimib madalama rõhu suunas, suunatakse see üles ja kaldub tagasi.

Kooskõlas vastupanu põhiseadusega

Riis. 13. Tiiva aerodünaamilise kogujõu lagunemine selle komponentideks

õhk, kogu aerodünaamiline jõud väljendatakse järgmise valemiga:

Kogu aerodünaamiline jõud loetakse tavaliselt kui geomeetriline summa kaks komponenti: üht neist, Y, mis on risti häirimatu vooluga, nimetatakse tõstejõuks ja teist, Q, mis on suunatud tiiva liikumisele, nimetatakse tõmbejõuks.

Kõiki neid jõude võib pidada kahe termini algebraliseks summaks: survejõud ja hõõrdejõud. Tõstejõu puhul võib teise liikme praktiliselt tähelepanuta jätta ja eeldada, et tegemist on ainult survejõuga. Vastupidavust tuleks käsitleda kui survetakistuse ja hõõrdetakistuse summat (joonis 13).

Tõstejõu vektorite ja kogu aerodünaamilise jõu vahelist nurka nimetatakse kvaliteedinurgaks (Θк).


Tiibtõstuk

Tõstejõud (Y) tekib keskmiste rõhkude erinevuse tõttu tiiva all- ja ülaosas.

Asümmeetrilise profiili ümber voolamisel on tiiva kohal voolukiirus suurem kui tiiva all, mis on tingitud tiiva ülapinna suuremast kumerusest ja vastavalt Bernoulli seadusele on rõhk ülalt väiksem kui altpoolt.

Kui tiivaprofiil on sümmeetriline ja ründenurk null, siis on vool sümmeetriline, rõhk tiiva kohal ja all on sama ja tõusu ei toimu (joon. 14). Sümmeetrilise profiiliga tiib loob tõstejõu ainult nullist erineva ründenurga korral.



Sellest järeldub, et tõstejõu suurus on võrdne tiiva all (Rizb.low) ja selle kohal ülerõhu erinevuse korrutisega ( Rizb. ülemine) tiiva pindala kohta:

C Y- tõstustegur, mis määratakse katseliselt tuuletunnelis tiiva puhumisel. Selle suurus sõltub: 1 - tiiva kujust, mis võtab tõstejõu loomisel põhiosa; 2 - ründenurgast (tiiva orientatsioon voolu suhtes); 3 - tiiva töötlemisastme kohta (kareduse puudumine, materjali terviklikkus jne).

Kui koostada graafik tuuletunnelis erinevate rünnakunurkade all oleva asümmeetrilise tiiva puhumise andmete põhjal, näeb see välja selline (joonis 15).

See näitab, et:

1. Mõne jaoks negatiivne väärtus ründenurk, tõste koefitsient on null. See on nulltõusu nurk ja seda tähistatakse α0.

2. Ründenurga tõusuga teatud väärtuseni



Riis. 14. Allhelikiirus tiiva ümber: A- vooluspekter (piirkihti pole näidatud); b- rõhu jaotus (rõhu muster)

Riis. 15. Ajakava oleneb
koefitsient
tõstejõud ja koefitsient
eesmine juht
nurga takistus
rünnakud.


Joonis, 16. Voolu seiskumine ülekriitiliste rünnakunurkade korral: punktis A on rõhk suurem kui punktis B ja punktis C on rõhk suurem kui punktides A ja B

tõstejõu koefitsient suureneb proportsionaalselt (sirge), pärast teatud lööginurka tõsteteguri tõus väheneb, mis on seletatav keeriste tekkega ülemisel pinnal.

3. Teatud lööginurga korral saavutab tõsteteguri maksimumväärtuse. Seda nurka nimetatakse kriitiliseks ja tähistatakse α cr. Seejärel ründenurga edasisel suurenemisel tõsteteguri vähenemine, mis tuleneb voolu intensiivsest eraldumisest tiivast, mis on põhjustatud piirkihi liikumisest põhivoolu liikumise vastu (joon. 16).

Rünnaku nurkade ulatus on nurgad alates α 0 kuni α kr. Kriitilise lähedase ründenurkade korral ei ole tiival piisav stabiilsus ja see on halvasti juhitav.

Kui mis tahes objekt liigub pinnal või õhus, tekivad jõud, mis seda takistavad. Neid nimetatakse takistus- või hõõrdejõududeks. Selles artiklis räägime teile, kuidas leida tõmbejõudu ja vaadata seda mõjutavaid tegureid.

Vastupanujõu määramiseks on vaja kasutada Newtoni kolmandat seadust. See väärtus on arvuliselt võrdne jõuga, mida tuleb rakendada objekti ühtlaseks liikumiseks tasasel horisontaalsel pinnal. Seda saab teha dünamomeetri abil. Vastupanujõud arvutatakse valemiga F=μ*m*g. Selle valemi järgi on soovitud väärtus otseselt proportsionaalne kehamassiga. Tasub arvestada, et õigeks arvutamiseks on vaja valida μ - koefitsient, mis sõltub materjalist, millest tugi on valmistatud. Arvesse võetakse ka eseme materjali. See koefitsient valitakse vastavalt tabelile. Arvutamiseks kasutatakse konstanti g, mis võrdub 9,8 m/s2. Kuidas arvutada takistust, kui keha ei liigu sirgjooneliselt, vaid mööda kaldtasapinda? Selleks peate esialgsesse valemisse sisestama nurga cos. See on kaldenurk, mis määrab kehade pinna hõõrdumise ja takistuse liikumisele. Kaldtasandil hõõrdumise määramise valem näeb välja järgmine: F=μ*m*g*cos(α). Kui keha liigub kõrgusel, siis mõjub sellele õhuhõõrdejõud, mis sõltub objekti kiirusest. Vajaliku väärtuse saab arvutada valemiga F=v*α. Kus v on objekti liikumiskiirus ja α on keskkonna takistustegur. See valem sobib ainult madalatel kiirustel liikuvatele kehadele. Reaktiivlennukite ja teiste kiirete üksuste tõmbejõu määramiseks kasutatakse teist - F=v2*β. Kiirkehade hõõrdejõu arvutamiseks kasutage kiiruse ja koefitsiendi β ruutu, mis arvutatakse iga objekti kohta eraldi. Kui objekt liigub gaasis või vedelikus, tuleb hõõrdejõu arvutamisel arvesse võtta nii keskkonna tihedust kui ka keha massi ja mahtu. Liiklustakistus vähendab oluliselt rongide ja autode kiirust. Veelgi enam, liikuvatele objektidele mõjuvad kahte tüüpi jõud - püsivad ja ajutised. Kogu hõõrdejõudu esindab kahe suuruse summa. Tõmbe vähendamiseks ja masina kiiruse suurendamiseks leiutavad disainerid ja insenerid mitmesuguseid libiseva pinnaga materjale, millelt õhk tõrjutakse. Sellepärast esiosa kiirrongid on voolujoonelise kujuga. Kalad liiguvad vees väga kiiresti tänu voolujoonelisele limaga kaetud kehale, mis vähendab hõõrdumist. Vastupanujõud ei avalda autode liikumisele alati negatiivset mõju. Auto mudast välja tõmbamiseks tuleb rataste alla valada liiva või killustikku. Tänu hõõrdumise suurenemisele tuleb auto hästi toime soise pinnase ja mudaga.

Langevarjuhüppe ajal kasutatakse õhutakistust. Varikatuse ja õhu vahelise hõõrdumise tagajärjel langevarjuri kiirus väheneb, mis võimaldab langevarjuhüppega tegeleda ilma oma elu kahjustamata.

See on kogu aerodünaamilise jõu komponent.

Tõmbejõudu esitatakse tavaliselt kahe komponendi summana: nulltõstetakistus ja indutseeritud takistus. Iga komponenti iseloomustab oma mõõtmeteta takistustegur ja teatav sõltuvus liikumiskiirusest.

Lohistamine võib kaasa aidata nii jäätumisele lennukid(at madalad temperatuuridõhk) ja põhjustada õhusõiduki esipindade kuumenemist ülehelikiirusel löögiionisatsiooniga.

Lohistage nulli tõstmise juures

See takistuse komponent ei sõltu tekkiva tõstejõu suurusest ja koosneb tiiva profiiltakistusjõust, tõstejõule mitte kaasa aitavate lennuki konstruktsioonielementide takistusest ja lainetakistusjõust. Viimane on märkimisväärne lähi- ja ülehelikiirusel liikudes ning selle põhjustab lööklaine teke, mis kannab ära olulise osa liikumisenergiast. Lainetakistus tekib siis, kui lennuk saavutab kriitilisele Machi arvule vastava kiiruse, kui osa lennukitiiva ümber voolavast voolust omandab ülehelikiiruse. Mida suurem on kriitiline arv M, seda suurem on tiiva pühkimisnurk, seda teravam on tiiva esiserv ja seda õhem on see.

Vastupanujõud on suunatud liikumiskiiruse vastu, selle suurus on võrdeline iseloomulik piirkond S, keskmine tihedus ρ ja ruutkiirus V:

C x 0 on mõõtmeteta aerodünaamiline takistuse koefitsient, mis saadakse sarnasuse kriteeriumide alusel, näiteks Reynoldsi ja Froude'i numbrid aerodünaamikas.

Iseloomuliku piirkonna määramine sõltub keha kujust:

  • kõige lihtsamal juhul (pall) - ristlõikepindala;
  • tiibade ja tiibade jaoks - tiiva/ampennaaži pindala plaanis;
  • helikopterite propellerite ja rootorite puhul - kas labade pindala või rootori pühitav ala;
  • piklike pöörlemisorienteeritud kehade jaoks kaasa vool (kere, õhulaeva kest) - vähendatud mahupiirkond, mis võrdub V 2/3, kus V on keha maht.

Tõmbejõu antud komponendi ületamiseks vajalik võimsus on võrdeline Kuuba kiirust.

Induktiivne reaktiivsus

Induktiivne reaktiivsus(Inglise) tõstest põhjustatud takistus) on piiratud ulatusega tiiva tõstejõu moodustumise tagajärg. Asümmeetriline vool tiiva ümber viib selleni, et õhuvool väljub tiivast tiivale langeva voolu suhtes nurga all (nn voolukald). Seega toimub tiiva liikumise ajal sissetuleva õhu massi pidev kiirendus lennusuunaga risti ja allapoole suunatud suunas. Selle kiirendusega kaasneb esiteks tõstejõu teke ja teiseks toob see kaasa vajaduse anda kiirenevale voolule kineetiline energia. Kineetilise energia hulk, mis on vajalik lennusuunaga risti oleva kiiruse andmiseks voolule, määrab induktiivse takistuse.

Indutseeritud takistuse suurust ei mõjuta mitte ainult tõstejõu suurus, vaid ka selle jaotus piki tiivaulatust. Induktiivse takistuse minimaalne väärtus saavutatakse tõstejõu elliptilise jaotusega piki ulatust. Tiiva kujundamisel saavutatakse see järgmiste meetoditega:

  • ratsionaalse tiivaplaani valimine;
  • geomeetrilise ja aerodünaamilise keerdumise kasutamine;
  • abipindade paigaldamine - vertikaalsed tiivaotsad.

Induktiivne reaktiivsus on proportsionaalne ruut tõstejõud Y ja vastupidiselt tiiva pindala S, selle pikenemine λ, keskmine tihedus ρ ja ruut kiirus V:

Seega annab indutseeritud takistus olulise panuse madalatel kiirustel lennates (ja sellest tulenevalt ka suurte rünnakunurkade korral). See suureneb ka lennuki massi kasvades.

Kogu vastupanu

Kas kõigi vastupanujõudude tüüpide summa:

X = X 0 + X i

Kuna lohistamine nulltõste juures X 0 on võrdeline kiiruse ja induktiivsuse ruuduga X i- on pöördvõrdeline kiiruse ruuduga, siis teevad nad erineva panuse erinevad kiirused. Kasvava kiirusega, X 0 kasvab ja X i- kukkumised ja kogutakistuse graafik X kiirusel ("nõutav tõukejõu kõver") on kõverate ristumispunktis minimaalne X 0 ja X i, mille juures mõlemad takistusjõud on võrdse suurusega. Sellel kiirusel on õhusõidukil antud tõstejõu juures väikseim takistus ( võrdne kaaluga) ja seega kõrgeim aerodünaamiline kvaliteet.


Wikimedia sihtasutus. 2010. aasta.

Õhutakistusjõu kujunemine. Joonisel fig. 78 ja 81 kujutavad sõiduauto ja veoauto liikumisel tekkivaid õhuvoogusid. Õhutakistusjõud P w koosneb mitmest komponendist, millest peamine on tõmbejõud. Viimane tuleneb sellest, et auto liikumisel (vt joonis 78) tekib selle ette liigne rõhk. +ARõhk ja taga - vähendatud -AR(võrreldes atmosfääri rõhk). Auto ees olev õhurõhk tekitab vastupanu edasiliikumisele ning õhu vähenemine auto taga loob jõu, mis kipub autot tahapoole nihutama. Seetõttu kui rohkem erinevust survet auto ees ja taga, seda suurem on tõmbejõud ning rõhkude erinevus omakorda sõltub auto suurusest, kujust ja kiirusest.

Riis. 78.

Riis. 79.

Joonisel fig. 79 näitab takistuse väärtusi (tavalistes ühikutes) sõltuvalt keha kujust. Joonisel on näha, et voolujoonelise esiosaga vedamaõhk väheneb 60% ja tagumise osa sujuvamaks muutmisel - ainult 15%. See näitab, et auto ees tekkiv õhurõhk mõjutab õhu tõmbejõu kujunemist rohkem kui auto taga olev vaakum. Auto tagaosa voolujoonelisust saab hinnata tagaklaasi järgi – hea aerodünaamilise kujuga seda ei teeks

Tundub määrdunud ja kui õhuvool on halb, imeb tagaaken tolmu.

Õhutakistusjõudude üldises tasakaalus moodustab tõmbejõud ligikaudu 60%. Muude komponentide hulka kuuluvad: takistus, mis tuleneb õhu liikumisest läbi radiaatori ja mootoriruumi; väljaulatuvate pindade tekitatud takistus; õhu hõõrdetakistus pinnal ja muu lisatakistus. Kõigi nende komponentide väärtused on samas järjekorras.

Kogu õhutakistusjõud P w koondunud tuule keskpunkti, mis on keha suurima ristlõikepinna keskpunkt tasapinnal, mis on risti liikumissuunaga. Üldiselt ei lange purje keskpunkt auto massikeskmega kokku.

Õhu tõmbejõud on keha ristlõikepindala ja õhu kiirusrõhu korrutis, võttes arvesse kuju voolujoonelisust:

Kus c x – mõõtmeteta takistustegur (aerodünaamiline) vastupanu,ühtlustamist arvesse võttes; /'-frontaalne piirkond või piirkond eesmine projektsioon, m 2; q= 0,5p B v a 2 - õhukiiruse rõhk, N/m 2. Nagu mõõtmest näha, on õhukiiruse rõhk pindalaühiku kohta mõjuv erijõud.

Asendades kiirusrõhu avaldise valemiga (114), saame

kus v a on auto kiirus; r - õhu tihedus, kg/m 3.

Frontaalväljak

kus a on ala täitmistegur; a = 0,78...0,80 sõiduautodel ja a = 0,75...0,90 veoautodel; H a , V a - kõrgeimad väärtused vastavalt auto laius ja kõrgus.

Valemi abil arvutatakse ka õhutakistusjõud

Kus k w = 0,5 c x p - õhutakistuse koefitsient, mille õhutiheduse mõõde on kg/m 3 või N s 2 /m 4. Merepinnal, kus õhutihedus p = 1,225 kg/m3, k w = 0,61 c x, kg/m3.

Füüsiline tähendus koefitsiendid k w Ja c x on see, et need iseloomustavad auto sujuvamaks muutmise omadusi.

Auto aerodünaamilised testid. Auto aerodünaamilisi omadusi uuritakse tuuletunnelis, millest üks ehitati Venemaa mootorsõidukite testimise ja arendamise uurimiskeskuses. Vaatleme selles keskuses välja töötatud meetodit auto katsetamiseks tuuletunnelis.

Joonisel fig. 80 on näidatud koordinaattelgede süsteem ja kogu aerodünaamilise jõu komponentide toimesuund. Katsetamise käigus määratakse järgmised jõud ja momendid: frontaaljõud aerodünaamiline takistus R x, külgjõud R, tõstke Pv rulli hetk M x,ümbermineku hetk minu, pöördemoment M v

Riis. 80.

Katsetamise ajal paigaldatakse sõiduk kuuekomponendilistele aerodünaamilistele kaaludele ja kinnitatakse platvormile (vt joonis 80). Sõiduk peab olema varustatud kütusega, varustatud ja laaditud vastavalt tehniline dokumentatsioon. Õhurõhk rehvides peab vastama tehase kasutusjuhendile. Teste juhib arvuti vastavalt automatiseeritud standardse kaalutestide programmile. Testimisel tekitab spetsiaalne ventilaator õhuvoolud, mis liiguvad kiirusega 10 kuni 50 m/s intervalliga 5 m/s. Sõidukile saab luua erinevaid õhuvoolu nurki pikitelje suhtes. Jõudude ja momentide väärtused on näidatud joonisel fig. 80 ja 81, registreerib ja töötleb arvutit.

Katsetamise käigus mõõdetakse ka kiirust (dünaamilist) õhurõhku. q. Mõõtmistulemuste põhjal arvutab arvuti välja ülalloetletud jõudude ja momentide koefitsiendid, millest esitame takistuse koefitsiendi arvutamise valemi:

Kus q- dünaamiline rõhk; F- esiosa.

Muud koefitsiendid ( Koos y, c v s tx, s tu, c mz) arvutatakse sarnaselt, asendades lugeja vastava väärtusega.

Töö on nn aerodünaamiline takistustegur või ühtlustav tegur.

Õhutakistuse koefitsiendi väärtused k w Ja c x erinevat tüüpi autode jaoks on toodud allpool.

Õhutakistuse vähendamise viisid. Tõmbe vähendamiseks parandatakse sõiduauto või maanteerongi aerodünaamilisi omadusi: sõiduautodel muudetakse (enamasti) kere kuju, veoautodel kasutatakse katteid, varikatust, kaldus esiklaasi.

Antenn, peegel välimus, katuseraam, lisatuled ja muud väljaulatuvad osad või avatud aknad suurendada õhutakistust.

Maanteerongi õhutakistusjõud ei sõltu ainult üksikute lülide kujust, vaid ka vastastikmõjust õhuvool, voolab ümber linkide (joonis 81). Nendevahelistes intervallides tekivad täiendavad turbulentsid, mis suurendavad kogu õhutakistust maanteerongi liikumisele. Maanteerongidele, mis liiguvad mööda kiirteid suur kiirus, energiatarve õhutakistuse ületamiseks võib ulatuda 50% võimsusest auto mootor. Selle vähendamiseks paigaldatakse maanteerongidele deflektorid, stabilisaatorid, katted ja muud seadmed (joonis 82). Vastavalt prof. A.N. Evgrafova sõnul vähendab monteeritud aerodünaamiliste elementide komplekti kasutamine koefitsienti c x poolhaagis autorong 41%, järelveetav rong - 45%.

Riis. 81.

Riis. 82.

Kiirusel kuni 40 km/h jõuga P w asfaltteel on veeretakistus väiksem, mistõttu seda ei arvestata. Üle 100 km/h on veojõu tasakaalu kadumise peamiseks komponendiks õhutakistusjõud.

Kuidas leida õhutakistuse jõudu? Palun öelge mulle, tänan juba ette.

  1. Aga SUL pole mingit ülesannet!! ? Kui õhus kukkudes, siis valemi järgi: Fc=m*g-m*a; m - keha mass g = 9,8 ms a - kiirendus, millega keha langeb.
  2. Vastupanujõud määratakse Newtoni valemiga
    F=B*v^2,
    kus B on iga keha teatud koefitsient (olenevalt kujust, materjalist, pinnakvaliteedist - sile, kare), ilmastikutingimused(rõhk ja niiskus) jne. See on rakendatav ainult kiirustel kuni 60-100 m/s - ja siis suurte reservatsioonidega (oleneb jällegi suuresti tingimustest).
    Seda saab valemi abil täpsemalt määrata
    F=Bn*v^n
    , kus Bn on põhimõtteliselt sama koefitsient B, kuid see sõltub kiirusest, nagu eksponent n (n=2 (ligikaudne), kui keha kiirus atmosfääris on väiksem kui M/2 ja suurem kui 2 ..3M, nende parameetritega Bn peaaegu konstantne väärtus).
    Siin on M Machi arv – lihtsalt öeldes – võrdne kiirusega heli õhus - 315 m/s.
    Noh, üldiselt - kõige rohkem tõhus meetod- katse.

    Kui oleks rohkem infot, siis ütleks rohkem.

  3. Kui elektrisõiduk (auto) liigub jalakäija kiirust ületava kiirusega, mõjub õhutakistuse jõud tuntavalt. Õhutakistusjõu arvutamiseks kasutage järgmist empiirilist valemit:

    Õiglane = Cx*S*#961;*#957;2/2

    Õiglane õhutakistusjõud, N
    Cx õhutakistuse koefitsient (voolujoonelisuse koefitsient), N*s2/(m*kg). Cx määratakse iga keha jaoks eksperimentaalselt.
    #961; õhutihedus (normaalsetes tingimustes 1,29 kg/m3)
    Elektrisõiduki (auto) esiosa S, m2. S on keha projektsiooni pindala pikiteljega risti olevale tasapinnale.
    #957; elektrisõiduki (auto) kiirus, km/h

    Elektrisõiduki (auto) kiirendusomaduste arvutamiseks tuleks arvesse võtta kiirendustakistusjõudu (inertsjõudu). Lisaks on vaja arvestada mitte ainult elektrisõiduki enda inertsiga, vaid ka elektrisõiduki sees olevate pöörlevate masside (rootor, käigukast, kardaan, rattad) inertsmomendi mõjuga. Kiirendustakistuse jõu arvutamise valem on järgmine:

    Fin. = m*a*#963;vr

    Fin. kiirenduse takistusjõud, N
    m elektrisõiduki mass, kg
    elektrisõiduki kiirendus, m/s2
    #963;r pöörlevate masside arvestamise tegur

    Ligikaudse pöörlevate masside arvestamise teguri saab arvutada järgmise valemi abil:

    #963;vr=1,05 + 0,05*u2kp

    Kus on käigukasti ülekandearv?

    Jääb veel kirjeldada rataste haardumisjõudu teega. Sellest jõust on aga edasistes arvutustes vähe kasu, seega jätame selle hilisemaks.

    Ja nüüd on meil juba ettekujutus elektrisõidukile (autole) mõjuvatest peamistest jõududest. Selle teoreetilise probleemi tundmine sunnib meid peagi uurima järgmist numbrit, mis käsitleb elektrisõiduki omaduste arvutamist, mis on vajalikud mootori, aku ja kontrolleri teadlikuks valikuks.