Ilmanvastus

Kohteesta AutoWiki
(Ohjattu sivulta Ilmanvastuskerroin)
Loikkaa: valikkoon, hakuun

Ilmanvastus on karkeasti ilmanvastuskerroin kertaa ajoneuvon otsapinta-ala. Otsapinta-ala on se pinta-ala, joka näkyy katsottaessa ajoneuvoa suoraan edestäpäin. Se on toisin sanoen ajoneuvon poikkipinta-ala liikettä vastaan kohtisuorassa asennossa.

Laskettaessa tarkkaa ilmanvastuksen aiheuttamaa voimaa käytetään kaavaa F = ½ s v² A Cv, jossa F on vastusvoima, s on ilman tiheys, v on kappaleen nopeus, A on otsapinta-ala ja Cv on ilmanvastuskerroin. Laskettaessa ilmanvastuksen voittamiseen tarvittavaa tehoa korotetaan nopeus v toiseen potenssiin.

Pienillä nopeuksilla ei ilmanvastuksella ole paljoa merkitystä, mutta nopeuden kasvaessa kaksinkertaiseksi kasvaa ilmanvastus nelinkertaiseksi.

Historia[muokkaa]

Ilmanvastukseen alettiin kiinnittää huomiota jo 1920-luvuilla, jolloin huomattiin sulavammin muotoillun kilpa-ajoneuvon menevän kovempaa. Siihen aikaan ei vielä ajateltu, että jos autosta tekee pystysuuntaisen siiven muotoisen, niin suuntavakaus kärsii ja painopiste on korkealla. Myös ei-kilpa-autoihin rakennettiin aerodynaamisia koreja, kuten Tatraplaniin ja Auburniin. Varsinaisesti ilmanvastus tuli yleisön tietoon 1970-luvun energiakriisin aikoihin, jolloin autoille haettiin yhä pienempää polttoaineen kulutusta.

Ilmanvastuskertoimen kaupallisessa toteutuksessa Saab on pioneeri, jo sen ensimmäiset mallit olivat sulavasti muotoiltuja (lentokonevalmistaja kun oli). 1980-luvulle tultaessa kaikki merkittävät autonvalmistajat omistivat tuulitunnelin, ja jokaiselle mallille oli mainittu joku kerroin. Ennen vuotta ~1990 esitellyille autoille ilmoitettuihin ilmanvastuskertoimiin kannattaa kuitenkin suhtautua varauksella, sillä samaa autoa testattiin useissa tuulitunneleissa ja automallille viralliseksi arvoksi ilmoitettiin paras saavutettu tulos.

Ilmanvastuskerroin[muokkaa]

Ilmanvastuskerroin mitataan tuulitunnelissa, jollainen on esim. suurimmilla autotehtailla. Täysikokoisessa tuulitunnelissa ilmavirta tuotetaan puhaltimella, jota pyörittävien moottorien teho on muutamia megawatteja.

Ilmanvastuskerroin (drag coefficient) ilmoitetaan useimmiten Cd tai Cx merkinnällä. Nykyään on myös käytössä merkintä CdA (tai CxA), joka ottaa huomioon sekä ilmanvastuskertoimen että otsapinta-alan.

Ilmanvastuskertoimia:

  • henkilöautot 0,25...0,40
  • kuorma-autot 0,80...1,20
  • lentokoneen runko noin 0,14
  • pallo 0,44
  • pisaranmuotoinen kappale 0,05

Tyypillisiä arvoja ja esimerkkejä[muokkaa]

Tyypillinen nykyaikainen auto saavuttaa ilmanvastuskertoimen (Cd) 0,30 ja 0,35 väliltä. SUV-autoilla arvo on tyypillisesti 0,35–0,45. Jotkin autot saavuttavat arvoja väliltä 0,25–0,30, tosin joskus suunnittelijat suurentavat kerrointa vähentääkseen autoon kohdistuvaa nostovoimaa.

Esimerkkejjä Cd-arvoista:


Nämä arvot ovat perusmalleille. Nopeammilla ja luksusmalleilla on usein suuremmat arvot johtuen leveämmistä renkaista ja ylimääräisista spoilereista.

Lähde[muokkaa]

  • Artikkeli käyttää sisältöä englanninkielisen Wikipedian Drag_coefficient-artikkelista. Wikipediasta voi ottaa tekstiä tietyin ehdoin, koska Wikipedia on GFDL-lisenssillä.