關(guān)于空氣阻力

1、空氣阻力編輯本段概述空氣阻力指空氣對運動物體的阻礙力，是運動物體受到空氣的彈力而產(chǎn)生的。 空氣阻力是汽車在空氣介質(zhì)中行駛，汽車相對于空氣運動時空氣作用力在行駛方向形成的分力，空氣阻力與汽車速度的平方成正比，車速越快阻力越大。如果空氣阻力占汽車行駛阻力的比率很大，則會增加汽車燃油消耗量或嚴重影響汽車的動力性能。在一級方程式賽車界中有這么一句話：“誰控制好空氣，誰就能贏得比賽！”。追求最佳的空氣動力是現(xiàn)代一級方程式賽車中最重要的部分之一。在時速達300km以上的賽車世界中，空氣在很大程度上決定了賽車的速度?？諝鈩恿χ校紤]的要素簡而言之有兩點。1：減少空氣阻力（drag）；2：增加把賽車下壓的下

2、壓力（downforce）?？諝庾枇υ叫≠愜嚨乃俣仍侥茉娇欤聣毫υ酱筚愜囋趶澋罆r的速度就越快?？諝鈩恿W簡單說就是如何取決在某些時候這兩個完全相反的力的最佳平衡。實際操作時要與環(huán)境因素造成的氣流量的壓強掛鉤。 否則你將區(qū)別不出什么是空氣動力和空氣阻力。汽車、船舶、鐵路機車等在運行時，由于前面的空氣被壓縮，兩側(cè)表面與空氣的摩擦，以及尾部后面的空間成為部分真空，這些作用所引起的阻力。在逆風運行時，還要把風力附加在內(nèi)。在現(xiàn)實生活中，自由落體也受空氣阻力的影響，其速度，接觸面積，空氣密度等都會影響空氣阻力的大小。英文為 air resistance 編輯本段空氣阻力構(gòu)成摩擦阻力：指空氣粘度在車身表面

3、產(chǎn)生的切向力在行駛方向的分力；該力僅占空氣阻力總額的9，在航空和航天中其作為重點考慮對象，在地面一般車輛中可予以忽略。壓力阻力：指汽車外表面大氣作用的法向壓力在行駛方向的分力；根據(jù)阻力源的不同，壓力阻力又分為：形狀阻力、干擾阻力、內(nèi)循環(huán)阻力及誘導阻力。1.形狀阻力：由車身形狀的不同而產(chǎn)生的空氣阻力（主要由作用在汽車前、后兩面的壓力差所至），其占空氣阻力總額的58；2.干擾阻力：車身中局部突起部分（如：反光鏡、車門把手等）產(chǎn)生的空氣阻力，其占空氣阻力總額的14；3.內(nèi)循環(huán)阻力：發(fā)動機進、排氣系統(tǒng)、冷卻系、車身通風系統(tǒng)等所需要和產(chǎn)生的空氣流流經(jīng)車體內(nèi)部所產(chǎn)生的阻力，其占空氣阻力總額的12；4.誘導

4、阻力：空氣升力在水平方向的投影（主要由作用在車身上、下兩面的壓力差所至），其占空氣阻力總額的7； 編輯本段計算公式根據(jù)空氣阻力的公式：F=(1/2)CSV2 計算。式中：C為空氣阻力系數(shù)；為空氣密度；S物體迎風面積；V為物體與空氣的相對運動速度。由上式可知，正常情況下空氣阻力的大小與空氣阻力系數(shù)及迎風面積成正比，與速度平方成正比。在空氣中如果速度達到2 M（馬赫） 附近， 由于空氣的摩擦， 開始出現(xiàn)氣動加熱現(xiàn)象。 編輯本段空氣阻力系數(shù)(Cd) 汽車的空氣阻力系數(shù)是一種車型的重要參數(shù)。對新車型設(shè)計和車型改裝來說，為減少空氣阻力系數(shù)，以獲得良好的汽車動力性和燃料經(jīng)濟性，是汽車設(shè)計者的一項重要工作。

5、汽車在行駛中由于空氣阻力的作用，圍繞著汽車重心同時產(chǎn)生縱向、側(cè)向和垂直等三個方向的空氣動力量，其中縱向空氣力量是最大的空氣阻力，大約占整體空氣阻力的80%以上?？諝庾枇ο禂?shù)值是由風洞測試得出來的。由于空氣阻力與空氣阻力系數(shù)成正比關(guān)系，現(xiàn)代轎車為了減少空氣阻力就必須要考慮降低空氣阻力系數(shù)。從20世紀50年代到70年代初，轎車的空氣阻力系數(shù)維持在0.4至0.6之間。70年代能源危機后，各國為了進一步節(jié)約能源，降低油耗，都致力于降低空氣阻力系數(shù)。現(xiàn)在轎車的空氣阻力系數(shù)一般在0.28至0.4之間。試驗表明，空氣阻力系數(shù)每降低10%，燃油節(jié)省7%左右。曾有人對兩種相同質(zhì)量、相同尺寸；但具有不同空氣阻力系

6、數(shù)(分別是0.44和0.25)的轎車進行比較，以每小時88km的時速行駛了100km，燃油消耗后者比前者節(jié)約了1.7L。 編輯本段減少空氣阻力的方法汽車加裝尾翼：它的主要作用是可以有效地減少轎車在高速行駛時的空氣阻力和節(jié)省燃料。汽車在行駛過程中阻力可分為縱向、側(cè)向和垂直上升3個方面的作用 尾翼力。根據(jù)測試，當一輛車以80公里小時前進時，有60的耗油是用來克服縱向風阻的。為了有效地減少并克服汽車高速行駛時空氣阻力的影響，人們設(shè)計使用了汽車尾翼，其作用就是使空氣對汽車產(chǎn)生第四種作用力，即對地面的附著力，它能抵消一部分升力，控制汽車上浮，減小風阻影響，使汽車能緊貼著道路行駛，從而提高行駛的穩(wěn)定性。汽

7、車尾翼形狀尺寸是經(jīng)過設(shè)計師精確計算而確定的，不宜過大也不宜過小，不然反而會增加轎車的行車阻力或起不到應有的作用。 新型涂料：美國芝加哥市一家化學公司研制成一種可減少空氣阻力的新型涂料。這種涂料涂在物體表面，會在被涂復物表面上形成致密的涂膜，在顯微鏡下觀看，涂膜的排列象流線形的魚鱗狀。把這種涂料涂刷在飛機、汽車、火車或其他交通工具上，可以減少行駛時的空氣阻力，降低燃料消耗。研究表明，非常光滑的表面在氣流和水流中并不是最佳選擇。像鯊魚那樣有細微顆粒的皮膚實際上更有利于在水中滑行。同樣，這樣的皮膚應該比光滑的皮膚更符合空氣動力學原理。研究人員希望將來在汽車、輪船和飛機上涂上這樣“粗糙”的表層，減少阻

8、力，節(jié)省燃料。 新型噴射系統(tǒng)： 法國雷諾在第76屆日內(nèi)瓦車展(76th International Geneva Motor Show)上發(fā)表了概念車“Altic”。該車配備了可減少空氣阻力的“Synthetic Jet”系統(tǒng)。該技術(shù)的專利由法國雷諾擁有，能夠調(diào)整高速行駛時從車頂脫離后在車輛后方形成亂流的氣流。該系統(tǒng)在車頂后端設(shè)計有寬2mm的縫隙，從車頂流入縫隙的空氣遇到嵌裝在縫隙內(nèi)的振動膜時就會被間歇性噴射出去。這樣便可防止氣流脫離車頂、減小在車輛后方產(chǎn)生的亂流，從而達到減小空阻力的目的。在車速達到130km/h時，噴射系統(tǒng)耗電10W可減少15的空氣阻力。 編輯本段空氣阻力的利用降落傘：利用

9、空氣阻力使人或物從空中安全降落到地面的工具。它廣泛應用于航空航天人員救生，空降兵作戰(zhàn)和訓練，跳傘運動，空投物資，回收飛行器和設(shè)備等。降落傘按用途分為人用傘和物用傘。人用傘有救生傘、傘兵傘、運動傘和備用傘。物用傘有投物傘、回收傘等。用以縮短飛機著陸滑跑距離的阻力傘，就其工作原理來說，也屬于降落傘。據(jù)史記記載，舜利用兩個斗笠，從著火的倉廩上跳下，安全落地，說明當時已有人懂得利用空氣阻力減小物體從空中降落速度的道理。12世紀，中國已有人用兩把帶柄的傘從高塔“跳傘”成功的記載。14世紀，中國雜技藝人用類似降落傘的裝置作 “跳傘”表演。15世紀，意大利著名藝術(shù)家達·芬奇曾畫了一個角錐形降落傘草

10、圖，并作了說明。氣球的出現(xiàn)，促進了降落傘的發(fā)展。1783年，法國人L.S.勒諾芒研制了帶剛性骨架的降落傘。1797年，法國人A.J.加爾納蘭用降落傘從氣球上跳傘成功。20世紀初期，歐美一些國家先后發(fā)明能折疊在傘包里、可由跳傘員手控打開的降落傘。1912年，美國人A.貝利第一次從飛機上跳傘成功。降落傘最初用于航空氣球救生。第一次世界大戰(zhàn)期間，大約有800名氣球偵察員被救，大戰(zhàn)末期用于飛機救生，第二次世界大戰(zhàn)中廣泛用于空降作戰(zhàn)，60年代用于航天員救生和航天器回收。降落傘一般由引導傘、傘衣、傘繩、背帶系統(tǒng)、傘包、開傘設(shè)備等組成。引導傘用于拉直傘衣、傘繩，使傘衣張開；傘衣用于產(chǎn)生空氣阻力；傘繩連接傘衣

11、和背帶系統(tǒng)；背帶系統(tǒng)用于承受開傘沖擊力；傘包用來包裝引導傘、傘衣、傘繩；開傘設(shè)備用于封鎖和打開傘包?，F(xiàn)代降落傘除少數(shù)部件用金屬部件制成外，大多用強度大、重量輕的化學纖維織物制成。傘衣形狀有方形、圓形、導向面形和翼形等。物用傘的傘衣面積，一般為幾平方米到90平方米，重型投物傘多用幾個傘組合而成。人用傘的傘衣面積通常為4090平方米，下降速度一般不大于7米/秒，開傘沖擊力較小，下降穩(wěn)定，操縱靈活，大都裝自動開傘器。70年代研制成翼型降落傘，傘衣為氣囊結(jié)構(gòu)，面積約20平方米，傘衣張開后氣囊充滿空氣，展開呈機翼形狀，能產(chǎn)生一定升力，操縱輕便靈活，可獲得10米/秒左右的水平運動速度。隨著航空航天事業(yè)的不

12、斷發(fā)展，降落傘的使用范圍將日益廣泛，其性能將朝著更加安全可靠、輕便靈活的方向發(fā)展。減速傘：減速傘也叫阻力傘，是用來減小飛機著陸時滑跑速度的傘狀工具。通常由主傘、引導傘和傘袋等組成，裝在飛機尾部的傘艙內(nèi)。飛機著陸滑跑中，由飛行員操縱打開傘艙門，引導傘首先張開，將傘袋拉出，打開主傘，傘衣被拉出張開后可增大空氣阻力，向后拖拽飛機，使之減速，縮短滑跑距離。貌似 這個在初等問題中都是忽視的。有關(guān)系的很多，比如物體形狀（樓上胡扯，空氣阻力和重量沒有任何關(guān)系?。諝鉁囟?，濕度，氣壓（這三個決定了空氣密度），物體相對參照物的自身速度，以及風速。系統(tǒng)的說，空氣阻力分為三個：摩擦力，氣壓力，波動阻力。摩擦力很好理解，和空氣稠密程度，物體相對空氣的速度有關(guān)。氣壓力是指在物體超音速飛行時前端是大氣壓力，而后端由于空氣來不及補充到物體離開的空白區(qū)所以形成氣壓為零，前后氣壓差就是氣壓力。波動阻力還是在超音速條件下，空氣的自然移動速度最快就是音速，所以超音速帶來的問題就是要劃破