aerodynamika - Joanna Baron.

AERODYNAMIKA
Czym jest aerodynamika?
• Aerodynamika -– dział fizyki, mechaniki
płynów, zajmujący się badaniem zjawisk
związanych z ruchem gazów, a także ruchu
ciał stałych w ośrodku gazowym i sił
działających na te ciała.
• Ze względu na metody badawcze
wyróżnia się aerodynamikę teoretyczną i
doświadczalną.
• W aerodynamice doświadczalnej stosuje
się często tak zwany tunel
aerodynamiczny, czyli komorę
umożliwiającą symulację rzeczywistych
zjawisk zachodzących podczas ruchu
obiektów w ośrodku gazowym.
Tunel aerodynamiczny
• Tunel aerodynamiczny - podstawowe
urządzenie badawcze aerodynamiki
doświadczalnej.
• Pierwszy tunel aerodynamiczny zbudowali
bracia Wright - konstruktorzy pierwszego
samolotu
Tunel aerodynamiczny
• W urządzeniu tym wykorzystuje się jednorodny
strumień powietrza, który opływa badany
przedmiot. Dzięki względności ruchu
poruszające się powietrze działa tak samo na
model jakby to powietrze było nieruchome a
model poruszał się w tym ośrodku. Zaletą tego
jest, że stacjonarny obserwator jest w stanie
obserwować zjawiska występujące na modelu w
trakcie jego rzeczywistego ruchu.
• Tunele aerodynamiczne mogą pracować w
obiegu zamkniętym lub otwartym. Powietrze w
tunelu jest wprawiane w ruch za pomocą
turbin, dyszl (ang. nozzles), kontrolowanych
przepustów (ang. draft dampers), czy lotek. W
przypadku dużych tuneli, o dużej średnicy,
stosuje się kilka zintegrowanych w tunelach
przepływowych (ang. ducts) turbin. Małe
tunele mogą mieć turbiny napędzane silnikami
elektrycznymi jednak w dużych tunelach
bardziej wydajne okazują się silniki turbinowe.
Aerodynamika w motoryzacji
Już w latach 20. XX wieku odkryto, że samochód nie tylko
porusza się po podłożu, lecz także w powietrzu.
Jednak dopiero po II wojnie światowej zaczęto projektować
nadwozia z uwzględnieniem ich aerodynamiki.
W 1919 roku Paul Jaray wykorzystał po raz pierwszy tunel
aerodynamiczny firmy Zeppelin do badania oporu powietrza.
Teoretycy aerodynamiki zaczęli konstruować optymalne
kształty nadwozia, stawiające jak najmniejszy opór powietrzu.
Wówczas odkryto zależność, że: A=C x F x V2, gdzie A jest siłą
oporu aerodynamicznego, C - bezwymiarowym
współczynnikiem kształtu nadwozia, F - powierzchnią czołową
nadwozia, a V - prędkością pojazdu. Projektanta nadwozia
interesuje najbardziej opór aerodynamiczny, od którego zależy
zużycie paliwa i poziom hałasu we wnętrzu auta.
• Na wielkość oporu aerodynamicznego mają wpływ
cztery czynniki: gęstość powietrza, powierzchnia
czołowa F, prędkość jazdy V oraz współczynnik
oporu powietrza C, określany też jako Cx. Jest
logiczne, że gęściejsze powietrze stwarza większe
opory. Podobnie jak ograniczenie powierzchni
czołowej - im jest ona mniejsza, tym lepiej.
Dlatego w latach 80. pojawiły się gięte szyby
boczne umożliwiające zwężenie górnej części
nadwozia.
Aerodynamika a ekologia
• Ważny wpływ na wielkość oporu ma także
prędkość pojazdu. Im większa prędkość,
tym opory rosną, jednak wcale nie wprost
proporcjonalnie. Jeżeli prędkość
zwiększymy dwukrotnie, opór wzrośnie
czterokrotnie. Dlatego przy szybkiej
jeździe autostradą rośnie zużycie paliwa.
• Obniżenie współczynnika Cx o 3%
powoduje zmniejszenie zużycia paliwa o
1%. A zużycie paliwa w dzisiejszych
czasach ma wielkie znaczenie
marketingowe i nie tylko. Współczynnik Cx
pokazuje, w jakim stopniu powietrze
prześlizguje się po nadwoziu i pod nim.
Chodzi o to, by nie dopuścić do
powstawania zawirowań, które hamują
pojazd. Ponieważ współczynnika Cx nie
można wyliczyć komputerowo, pozostaje
metoda empiryczna, czyli żmudne badania
w tunelu aerodynamicznym.
Wentylator w tunelu aerodynamicznym
wybranych samochodów
Wartości wsółczynnika Cx
Wartośc współczynnika Cx wybranych
samochodów
Prezentację wykonał
• Marek Xięski
• Klasa IV TR1
Wykorzystano materiały ze stron;
http://www.cartuningcentral.com
http://pl.wikipedia.org/
http://motofakty.pl/