1、空 气 阻力系数科技名词定义中文名称：阻力系数 英文名称：drag coefficient 定义：按某一特征面积计算的单位面Cx = X/(qS) 式 中 ， Cx： 阻 力 系 数 X ： 阻 力 （ 阻 力 与 来 流 速 度 方 向 相 同 ， 向 后 为 正 ） q ： 动 压 ， q= v*v/2 ( 为 空 气 密 度 ， v 为 气 流 相 对 于 物 体 的 流 速 ） S ： 参 考 面 积 （ 飞 机 一 般 选 取 机 翼 面 积 为 参 考 面 积 ）空气阻力的计算公式是什么？ 空气阻力 Fw 是空气对前进中的汽车形成的一种反向作用力，它的计算公式是：Fw=1/16AC
2、wv2(kg)其中：v 为行车速度，单位：ms；A 为汽车横截面面积，单位：m2：Cw 为风阻系数。空气阻力跟速度成平方正比关系，也就是说：速度增加 1 倍，汽车受到的阻力会增加 3 倍。因此高速行车对空气阻力的影响非常明显，车速高，发动机就要将相当一部分的动力，或者说燃油能量用于克服空气阻力。换句话讲，空气阻力小不仅能节约燃油，在发动机功率相同的条件下，还能达到更高的车速。空气阻力的大小除了取决于车的速度外，还跟汽车的截面积 A 和风阻系数 Cw 有关。风阻系数 Cw 是一个无单位的数值。它描述的是车身的形状。根据车的外形不同，Cw 值一般在 03( 好)06( 差) 之间。光滑的车身造型(
3、最理想为水滴型)使气流流过车身后的速度变化小，不会形成旋涡，Cw 值就低；相反，如果车身外形有棱有角又有缝，Cw 值就高。一般赛车将车轮设计在车身之外，自成一体。理论上每一辆车的 Cw 可以在模型制作阶段测得，但准确的 Cw 值都必须在出了成品之后，通过做风洞实验来获得。通过改善汽车的空气动力学性能，比如变化尾翼、底盘罩、前部进风口和轮毂帽，都能降低风阻系数。而降低车身高度，等于减小了截面积，或使车身更多地盖住轮子，也有利于降低空气阻力。=空气阻力.空气阻力是与物体运动的速率成正比的,即：f=kvk 是空气摩擦系数,和空气密度有关,在我们能找到的丢东西的地方,一般可以认为是一个常数.当物体从空
4、中开始下落的时候,v 很小,f 很小,mgf,所以物体逐渐加速. 随着速度的增加,f 增加,最终会达到 mg=f 的平衡点.此时,物体就开始了匀速下落. 并且我们知道下落的速率便是 v=mg/k 在一般意义上我们说的重量,指的便是 mg.冬季奥林匹克运动会向我们展示了一幅幅完美的气体动力学画面。不管是速滑、雪橇还是跳台滑雪运动员，他们在风洞中的轮廓看上去都几近完美。由于百分之一秒就可能决定胜负，所以尽可能地减小风阻就是迫在眉睫的事情了。一个移动物体所受的风阻取决于许多因素，例如它的速度，速度增加一倍，物体所受的阻力就会是原阻力的四倍。重要的还有风阻系数，通常它只取决于移动物体的形状。风阻系数缩
5、写为“Cw”，是一个无单位的数。我们在汽车目录的参数一栏中也可以看到。一辆车（滑冰运动员也是同样）的 Cw 值越小，它的流线型就越标准。小的 Cw 值在汽车驾驶中意味着低油耗，在体育运动中则意味着在同样的用力下能够达到更高的速度。Cw 值可用传感器在风洞中进行测量。一面平整的墙或一块玻璃的 Cw 值为 11，而一个球体的 Cw 值为 045。经过风洞优化设计的汽车其 Cw 值甚至只有 015。现在如此多的车辆在外形上类似就是利用气体动力学进行优化的结果。但是，在某些情况下人们也会追求尽可能高的 Cw 值在希望尽可能实现有效刹车的情况下。例如，标准的降落伞的 Cw 值就为 14。另一方面，大自然
6、向我们展示了“流线型设计”的典范。雨滴的形状拥有极小的 Cw 值005。飞机的承重面只略高一点，Cw 值为 008。另外，承重面向上弯折的机头有助于降低风阻。风阻系数 Cw 只取决于物体的外形，而与物体的大小无关。但这只适用于没有涡流和速度较低的情况。在接近音速的情况下，物体的 Cw 值完全可能高出四倍。在高效率计算机的帮助下可以精准地测量新设计物体的 Cw 值。空气阻力系数目录风阻系数 车辆的风阻风 阻 系 数 Cd 是 衡 量 一 辆 汽 车 受 空 气 阻 力 影 响 大 小 的 一 个 标 准 。 风 阻 系 数 越 小 ，说 明 它 受 空 气 阻 力 影 响 越 小 ， 反 之 亦
7、 然 。 风 阻 系 数 与 油 耗 是 成 正 比 的 关 系 ， 风 阻 系 数 越低 的 车 子 ， 油 耗 就 越 低 。 而 且 有 一 个 公 式 ： W=CdV 的 二 次 方 ， W 代 表 车 辆 所 消 耗的 油 耗 、 Cd 为 车 辆 风 阻 系 数 、 V 为 车 速 。 从 公 式 中 可 见 ， 任 何 细 微 的 风 阻 系 数 变 化 ，都 被 速 度 加 以 放 大 ， 而 这 损 耗 的 功 率 对 于 油 耗 就 不 利 。 另 外 也 有 测 试 标 明 ， 当 轿 车 以80km/h 行 驶 时 ， 其 中 60%的 功 率 是 克 服 风 阻 的
8、。 汽 车 在 行 驶 中 由 于 空 气 阻 力 的 作 用 ， 围 绕 着 汽 车 重 心 同 时 产 生 纵 向 、 侧 向 和 垂 直 等三 个 方 向 的 空 气 动 力 量 ， 其 中 纵 向 空 气 力 量 是 最 大 的 空 气 阻 力 ， 大 约 占 整 体 空 气 阻 力 的80 以 上 。 空 气 阻 力 系 数 值 是 由 风 洞 测 试 得 出 来 的 。 由 于 空 气 阻 力 与 空 气 阻 力 系 数 成 正比 关 系 ， 现 代 轿 车 为 了 减 少 空 气 阻 力 就 必 须 要 考 虑 降 低 空 气 阻 力 系 数 。 从 20 世 纪 50年 代 到
9、 70 年 代 初 ， 轿 车 的 空 气 阻 力 系 数 维 持 在 0.4 至 0.6 之 间 。 70 年 代 能 源 危 机 后 ，各 国 为 了 进 一 步 节 约 能 源 ， 降 低 油 耗 ， 都 致 力 于 降 低 空 气 阻 力 系 数 。 现 在 轿 车 的 空 气 阻力 系 数 一 般 在 0.28 至 0.4 之 间 。 试 验 表 明 ， 空 气 阻 力 系 数 每 降 低 10 ， 燃 油 节 省 7 左 右 。 曾 有 人 对 两 种 相 同 质量 、 相 同 尺 寸 ， 但 具 有 不 同 空 气 阻 力 系 数 (分 别 是 0.44 和 0.25)的 轿 车
10、 进 行 比 较 ， 以 每小 时 88kin 的 时 速 行 驶 了 100km， 燃 油 消 耗 后 者 比 前 者 节 约 了 1.7L。 编 辑 本 段 风 阻 系 数一 些 物 体 的 风 阻 垂 直 平 面 体 风 阻 系 数 大 约 1.0 球 体 风 阻 系 数 大 约 0.5 一 般 轿车 风 阻 系 数 0.28-0.4 好 些 的 跑 车 在 0.25 赛 车 可 以 达 到 0.15 飞 禽 在 0.1-0.2 飞 机 达到 0.08 目 前 雨 滴 的 风 阻 系 数 最 小 在 0.05 左 右 编 辑 本 段 车 辆 的 风 阻风 阻 是 车 辆 行 驶 时 来
11、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 (下 图 可 说 明何 谓 外 型 阻 力 )， 一 般 来 说 ， 车
12、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 。 车 辆 在 行 驶 时 ， 所 要 克 服 的 阻 力 有 机 件损 耗 阻 力 、 轮 胎 产 生 的 滚 动 阻 力 (一 般 也 称 做 路 阻 )及 空 气 阻 力 。 随 著 车 辆 行 驶 速 度的 增 加 ， 空 气 阻 力 也 逐 渐 成 为 最 主 要 的 行 车 阻
13、力 ， 在 时 速 200km/h 以 上 时 ， 空 气 阻力 几 乎 占 所 有 行 车 阻 力 的 85%。 一 般 车 辆 在 前 进 时 ， 所 受 到 风 的 阻 力 大 致 来 自 前 方 ，除 非 侧 面 风 速 特 别 大 。 不 然 不 会 对 车 辆 产 生 太 大 影 响 ， 就 算 有 ， 也 可 通 过 方 向 盘 来 修 正 。风 阻 对 汽 车 性 能 的 影 响 甚 大 。 根 据 测 试 ， 当 一 辆 轿 车 以 80 公 里 /时 前 进 时 ， 有 60%的 耗 油 是 用 来 克 服 风 阻 的 。 风 阻 系 数 Cd 是 衡 量 一 辆 汽 车
14、受 空 气 阻 力 影 响 大 小 的 一 个标 准 。 风 阻 系 数 越 小 ， 说 明 它 受 空 气 阻 力 影 响 越 小 ， 反 之 亦 然 ， 因 此 说 风 阻 系 数 越 小 越好 。 一 般 来 讲 ， 流 线 性 越 强 的 汽 车 ， 其 风 阻 系 数 越 小 。 风 阻 系 数 可 以 通 过 风 洞 测 得 。当 车 辆 在 风 洞 中 测 试 时 ， 借 由 风 速 来 模 拟 汽 车 行 驶 时 的 车 速 ， 再 以 测 试 仪 器 来 测 知 这 辆车 需 花 多 少 力 量 来 抵 挡 这 风 速 ， 使 这 车 不 至 于 被 风 吹 得 后 退 。
15、在 测 得 所 需 之 力 后 ， 再 扣除 车 轮 与 地 面 的 摩 擦 力 ， 剩 下 的 就 是 风 阻 了 ， 然 后 再 以 空 气 动 力 学 的 公 式 就 可 算 出 所 谓的 风 阻 系 数 。 风 阻 系 数 正 面 风 阻 力 2(空 气 密 度 x 车 头 正 面 投 影 面 积 x 车 速 平 方 )。一 辆 车 的 风 阻 系 数 是 固 定 的 ， 根 据 风 阻 系 数 即 可 算 出 车 辆 在 各 种 速 度 下 所 受 的 阻 力 。空 气 阻 力空 气 阻 力 是 汽 车 在 空 气 介 质 中 行 驶 ， 汽 车 相 对 于 空 气 运 动 时 空
16、气 作 用 力 在 行 驶 方向 形 成 的 分 力 ， 空 气 阻 力 与 汽 车 速 度 的 平 方 成 正 比 ， 车 速 越 快 阻 力 越 大 。 如 果 空 气 阻 力占 汽 车 行 驶 阻 力 的 比 率 很 大 ， 则 会 增 加 汽 车 燃 油 消 耗 量 或 严 重 影 响 汽 车 的 动 力 性 能 。 空 气 阻 力在 一 级 方 程 式 赛 车 界 中 有 这 么 一 句 话 ： “谁 控 制 好 空 气 ， 谁 就 能 赢 得 比 赛 ！ ”。 追 求最 佳 的 空 气 动 力 是 现 代 一 级 方 程 式 赛 车 中 最 重 要 的 部 分 之 一 。 在 时
17、速 达 300km 以 上的 赛 车 世 界 中 ， 空 气 在 很 大 程 度 上 决 定 了 赛 车 的 速 度 。 空 气 动 力 中 ， 要 考 虑 的 要 素 简 而言 之 有 两 点 。 1： 减 少 空 气 阻 力 （ drag） ； 2： 增 加 把 赛 车 下 压 的 下 压 力 （ downforce） 。空 气 阻 力 越 小 赛 车 的 速 度 越 能 越 快 ， 下 压 力 越 大 赛 车 在 弯 道 时 的 速 度 就 越 快 。 空 气 动 力学 简 单 说 就 是 如 何 取 决 在 某 些 时 候 这 两 个 完 全 相 反 的 力 的 最 佳 平 衡 。 实
18、 际 操 作 时 要 与 环境 因 素 造 成 的 气 流 量 的 压 强 挂 钩 。 否 则 你 将 区 别 不 出 什 么 是 空 气 动 力 和 空 气 阻 力 。 英 文 为 air resistance 空 气 阻 力 编 辑 本 段 摩 擦 阻 力指 空 气 粘 度 在 车 身 表 面 产 生 的 切 向 力 在 行 驶 方 向 的 分 力 ； 该 力 仅 占 空 气 阻 力 总 额 的9 ， 在 航 空 和 航 天 中 其 作 为 重 点 考 虑 对 象 ， 在 地 面 一 般 车 辆 中 可 予 以 忽 略 。 降 落 伞 是 利 用 空 气 阻 力 ， 依 靠 相 对 于 空
19、 气 运 动 充 气 展 开 的 可 展 式 气 动 力 减 速 器 ，使 人 或 物 从 空 中 安 全 降 落 到 地 面 的 一 种 航 空 工 具 。 主 要 由 柔 性 织 物 制 成 。 是 空 降 兵作 战 和 训 练 、 航 空 航 天 人 员 的 救 生 和 训 练 、 跳 伞 运 动 员 进 行 训 练 、 比 赛 和 表 演 ， 空 投物 资 、 回 收 飞 行 器 的 设 备 器 材 。 在 空 中 运 动 的 物 体 ， 受 到 空 气 的 阻 力 ， 在 空 气 中 如 果 速 度 低 于 2.5 M（ 马 赫 ） ，基 本 上 认 为 其 阻 力 f 与 阻 力
20、系 数 k 伞 的 面 积 S 速 度 成 正 比 （ f=ksv） ， 这 时 k 一 般 可取 为 2.937。 当 其 在 空 气 中 如 果 速 度 高 于 2.5 M（ 马 赫 ） ， 由 于 空 气 的 摩 擦 ， 开 始 出现 气 动 加 热 现 象 。 其 空 气 阻 力 可 视 为 f=(1/2)CSV2 编 辑 本 段 空 气 阻 力 的 计 算根 据 空 气 阻 力 的 公 式 ： F=(1/2)CSV2 计 算 。 式 中 ： C 为 空 气 阻 力 系 数 ； 为 空 气 密 度 ； S 物 体 迎 风 面 积 ； V 为 物 体 与 空 气 的相 对 运 动 速 度 。 由 上 式 可 知 ， 正 常 情 况 下 空 气 阻 力 的 大 小 与 空 气 阻 力 系 数 及 迎 风 面 积
