风阻系数

  风阻系数：空气阻力是汽车行驶时所遇到最大的也是最重要的外力。空气阻力系数，又称风阻系数，是计算汽车空气阻力的一个重要系数。它是通过风洞实验和下滑实验所确定的一个数学参数, 用它可以计算出汽车在行驶时的空气阻力。风阻系数的大小取决于汽车的外形.风阻系数愈大,则空气阻力愈大.现代汽车的风阻系数一般在0.3-0.5之间。 

风阻系数

    风阻是车辆行驶时来自空气的阻力，一般空气阻力有三种形式，第一是气流撞击车辆正面所产生的阻力，就像拿一块木板顶风而行，所受到的阻力几乎都是气流撞击所产生的阻力。 第二是摩擦阻力，空气与划过车身一样会产生摩擦力，然而以一般车辆能行驶的最快速度来说，摩擦阻力小到几乎可以忽略。第三则是外型阻力，一般来说，车辆高速行驶时，外型阻力是最主要的空气阻力来源。外型所造成的阻力来自车后方的真空区，真空区越大，阻力就越大。 一般来说，三厢式的房车之外型阻力会比掀背式休旅车小。 
风阻系数的计算方法：（利用风洞实验测得）

设刚体在运动方向上的投影面积为S，空气密度为p，刚体以速度v运动时对前方空气的推力为F（于是空气对该刚体的阻力的大小也是F）。

风洞试验的方法是：

将汽车置于风洞中的一个平台上，车头指向一个巨大的风扇，四个车轮被卡在平台上，并在每个车轮处设置了两个测力传感器，一个测量垂直方向上的力，另一个测量水平方向上的力。在风扇启动前，四个垂直测力传感器测得的力的总和＝车的自重；四个水平测力传感器的读数均为0；当风扇启动后，形成一定风速，用于模拟汽车运动的速度，此时，四个水平测力传感器所测得的力的总和对应于风阻；四个垂直测力传感器测得的力的总和将比风扇启动前有所下降，下降的量对应于汽车运动所产生的升力。汽车的空气动力学设计就是要致力于降低风阻、同时减少升力。

当利用风洞试验测出一定速度下的空气阻力值后，我们就可以根据下式计算出Cd的值了：

Cd＝2F/(pSv2)      （后面的V2就是V的平方，也就是速度的平方，不要看错。）

其中，F和v由上述试验获得，空气密度p和汽车前进方向上的投影面积S的测量也都是很容易的。

最后，还需要说明一个问题：风阻系数Cd在不同的速度下是一个常数吗？其实，我们前面的论证过程没有一点可以证明它是个常数。事实上，随着速度的变化，风阻系数并不能保持为一个常量！只要考察一个极端情况就可以理解了：例如，当运动速度超过声速时，会产生一个巨大的音障，阻力陡然急增，明显偏离正比于v2的抛物曲线。这说明风阻系数并非不随速度的变化而变化。但幸运的是：试验证明，一定外形的轿车，在一定的速度范围内（对轿车而言，在50――120km的时速范围），Cd近乎是个常量，这使得我们用它来衡量一辆车的空气动力学设计水平成为可能。