드래그 계수 Cd, 자동차 매개변수를 자주 보면 낯설지 않을 것이다. 하지만 그 비밀을 알려면 시작하려면 이 기사를 읽어야 할 수도 있습니다.
우선 우리가 느끼는 바람의 저항은 다가오는 바람에 의한 저항인 것 같습니다. 그러나 실제로 우리는 그것을 다른 각도에서 이해할 수 있습니다.
공기가 만들어내는 저항력을 항력이라고도 합니다.
자동차가 정지해 있을 때는 자동차 앞뒤의 공기압이 동일하고, 자동차가 달릴 때는 자동차 뒤 공간에 공기가 제때 보충되지 않기 때문에 진공 면적(와상 전류를 수반함)이 발생하여 차량 전면과 후면의 공기압이 증가하게 됩니다. 이와 다르게 전면 압력과 후면 압력의 차이가 거시적인 공기 저항입니다.
항력계수 Cd는 무엇을 의미하나요?
저항 계산에는 다음이 있습니다.
Fd=(A·u2·Cd)/2
여기서: Fd-공기 저항, A- 풍상 면적, u-차량 속도
즉, 속도가 일정하고 풍상 면적이 일정할 때 항력 계수는 저항에 비례합니다.
그러나 패밀리카를 디자인할 때 디자이너들은 어떻게 하면 공간, 미적 측면 등 디자인 요구 사항을 충족하면서 Cd 값을 최대한 줄여 바람 저항을 더 작게 얻을 수 있는지에 대한 문제에 직면하게 됩니다. 연료 절약, 배터리 수명 연장 효과? Cd 값을 최소화할 수 있는 설계는 무엇입니까?
오리지널 비틀. 이 오래된 차는 둥근 모양을 하고 있고, 차체 전체가 공기 저항을 많이 받지 않는 것 같습니다. 그러나 폭스바겐 엔지니어들은 이를 풍동에서 테스트한 결과 항력 계수가 Cd=0.48에 도달했습니다.
동시에 테스트한 구형 제타의 항력계수는 0.32에 불과했다. 이 두 데이터의 비교는 노출 흐름에 대한 우리의 인식을 뒤집는다고 할 수 있습니다.
대표적인 성공사례로는 메르세데스-벤츠의 컨셉카 바이오닉?이 있다. 2005년에 나온 이 '이상한 차'의 영어 이름은 'Bionic'인데, 모양 디자인이 상자 물고기('돌고래'처럼 들림)를 본뜬다고 해서 '바이오닉'이라는 뜻이다. 이 멍청해 보이는 자동차는 테스트 결과 Cd=0.19인 것으로 밝혀졌습니다.
산호초에 사는 작은 물고기인 복어는 수년의 진화를 거쳐 진화했습니다. 저항이 최소화된 물. 같은 먹이를 얻으면 저항력이 작아지고 에너지를 더 많이 절약할 수 있는 동시에, 탈출할 때 움직임이 더 민첩해지며, 생존하고 자손을 번식할 확률이 자연스럽게 더 높다는 것을 이해하는 것은 어렵지 않습니다.
모델?
복어에서 얻은 디자인 영감은 엔지니어들에게 달콤한 맛을 선사했습니다. 하지만 그 비밀은 설명하기 어려운 것 같습니다.
디스커버리는 심각한 중독을 겪었고 같은 일을 했습니다. 그들은 골프공을 모방하고 황소자리를 "암호 공포증 터미네이터" 슈트로 대체했습니다. 골프공 표면의 딤플이 '난기류' 층을 만들어 윤활 효과를 낼 수 있는 것은 사실이지만, 이 디자인은 불편해 보일 뿐만 아니라 자동차를 청소하는 데 큰 수고가 필요하지도 않습니다.
패스트스킨츠(Fastskinz)라는 회사 연구진이 자동차에 '상어 가죽'을 붙여 실험을 진행했다. 이것은 골프장보다 더 믿음직해 보이지만 안타깝게도 비용이 많이 들지만 효과는 거의 없습니다.
폭스바겐 엔지니어들은 보다 합리적으로 작은 목표를 세웠습니다. 즉, 100km당 1리터의 디젤만 소비한다는 의미인 "Litre-1"이라는 자동차를 만드는 것입니다.
그들이 디자인한 XL1의 항력계수는 Cd=0.159에 불과합니다. 뿐만 아니라, 그 디자인은 더욱 추적 가능합니다.
가능한 가장 낮은 항력 계수를 달성하기 위해 XL1에는 몇 가지 특별한 디자인이 있습니다.
1. 카메라 프로브를 사용하여 기존 외부 백미러를 교체합니다.
2. 뒷바퀴가 차체에 거의 완전히 숨겨져 있어 공기 흐름이 원활하게 이루어집니다.
3. 차량 후면의 덕테일 모양은 와전류에 의한 항력 효과를 줄여줍니다.
4. 차 밑면은 거의 평면이다
5. 흡기구 그릴의 개구부가 매우 작아서 '주행'을 줄인다
가장 중요한 포인트는 유선형 디자인이다. 체형의.
물방울이 자연적으로 떨어지는 동안 공기에 의해 '꼬집힌' 유선형 모양은 바람 저항 계수가 0.04(위 그림에서 마지막에서 두 번째 항목)로 가장 작은 것을 알 수 있습니다.
이것은 우리가 원래 이야기했던 주제로 돌아갑니다. 저항/역 항력의 원인은 차체 전면과 후면의 공기압 차이입니다. 위 사진의 지붕 부분에 주목하세요. 위 사진의 유선형 디자인으로 인해 공기가 지붕을 통과할 때 지붕에 촘촘하게 '흡착'되어 분리가 어렵고 생성이 쉽지 않습니다. 차량 후면에 진공 구역을 만들어 공기 저항을 줄입니다.
현재 XL1 디자인 컨셉에 더 가까운 것은 아우디 E-트론이다. 외부 백미러도 혁신됐고, 프론트 그릴도 전동화로 인해 폐쇄형 디자인을 채택했다.
아이들아, 슈퍼카가 이렇게 빠르면 바람의 저항도 아주 작을 텐데, 궁금한 게 있지 않나?
3대 자동차를 예로 들면 P1의 공기저항계수는 0.34, 포르쉐 918은 0.35, 라페라리 역시 0.3을 넘는다. 표면에서 가장 강한 F1 자동차는 바람 저항이 0.7 이상으로 높습니다.
자동차가 연비에 신경 쓰지 않고 무한한 출력을 낼 수 있기 때문에 항력계수보다는 다운포스에 집중해야 합니다.
다음에는 스트레스 해소에 대해 이야기해보겠습니다.
본 글은 오토홈 체자하오 작성자의 글이며, 오토홈의 견해나 입장을 대변하지 않습니다.