Frank Williksen
Mobil +47 922 61 064

Bilgal journalist som interesserer seg for alt med hjul og motor.

Les mer om meg

Luftmotstand? Den er mest aktuell over 70 km/t

Cit DS
Share on facebook
Facebook
Share on twitter
Twitter
Share on linkedin
LinkedIn
Share on email
Tips en venn

Bildet øverst: Luftmotstand, ja. Flotte Citroën DS var en av de første storseriebilene konstruert av en fly-ingeniør (Lefebre) sammen med en industridesigner (Bertoni) og var første vindtunneltestede bil med Cd under 0,35. Fly-ingeniør Paul Magés konstruerte gass-olje-opphenget. Foto: Citroën

Mange tror – særlig etter å ha lest bilannonser – at luftmotstand er alvorlige greier og at lav Cd er avgjørende. Det er den ikke. Motstanden har først betydning over 72 km/t, 20 meter per sekund.

Av Stein Bekkevold

Du må faktisk opp i 100-120 km/t før luftmotstanden virkelig betyr noe for forbruk og utslipp. Kurven klatrer bratt; dobler du farten firedobler du motstanden. Men hvor ofte kjører du i 120? Og hva er luftmotstand, fysisk sett?

Motstand er uvilje mot endring. I dette tilfelle liker ikke 10-12 kubikkmeter luft å bli skjøvet unna, flere ganger i sekundet; kjører du i 20 m/s blir det mye å flytte på. Luft har nemlig masse. Hver kubikkmeter veier normalt 1,3 kg. Så det bilen stadig må flytte på, veier rundt 130 kg. Seig er luftmassen også, bare stikk ut en hånd når du kjører i 50. Luft hater forstyrrelse, akkurat som alle andre gasser. Og vann.

Glatt og slank

Så luftmotstand er uvilje mot bilens forflytting. Jo glattere og slankere noe som skal gjennom luften er, desto lettere glir det. Slankheten bestemmes særlig av tykkelsen, her tverrsnittet. Se på bilen, den er kanskje 1,8 meter bred og 1,4 høy. Altså 2,5 kvadratmeter på tvers. Litt av en flate å skyve fram i 20 meter i sekundet. Men vi må avrunde, for få vanlige biler har firkantet tverrsnitt. Om du senker flaten til 80%, har du to kvadratmeter. Fortsatt en stor plate å skyve foran seg i 20 m/s …

Formel?!

Men bilen er lang og har tilnærmet aerodynamisk form, så motstands-koeffisienten Cd er kanskje bare 0,3. Her har du en real formel: D = ½ x Cd A rho x v og her betyr D totalmotstand (engelsk drag) mens A er tverrsnitt – i en vanlig bil altså rundt 2 kvm – og rhoer luftas tetthet i kg per m3 – normalt 1,3. V er bilens fart i m/s, så V2 er 20 ganger 20, altså 400. Om fabrikken oppgir Cd til 0,3 så setter du inn den også. Når du ganger ut alt dette får du bilens motstand i Newton. Hvilket ikke sier noen verdens ting før du setter alt inn i et diagram der du kan se kurven. Det har vi gjort, se her:

Du ser at det først er i hastigheter over 20 meter i sekundet (72 km/t) at motstanden betyr noe særlig, og kurven blir fort brattere. Så da er det greit at vi som regel har 80 som fartsgrense i gamle Norge …

Slankhet

En plate på 2 kvm har enorm luftmotstand om du holder den i lodd og løper med den. Cd er da rundt 1,5. Og din fine bil har altså bare 0,3. Men den samme platen har nesten null luftmotstand (ca 0,015) når du holder den vannrett og raser av gårde. Og da skjønner du at det er form og glatthet/slankhet som er poenget.

Når vi tester en plate, en bil, et jagerfly eller en pil i en vindtunnel får vi en bråte tall å kose oss med. Og vi får et forholdstall som sier hvor glatt og slank gjenstanden er. Dette tallet er luftmotstands-koeffisienten Cd. Den sier hvor mye verre det er å flytte platen gjennom lufthavet når du holder den loddrett enn når den ligger. Vanskeligere er det ikke.

Den liggende platen har jo et helt annet slankhetstall enn den stående. Det finner du ved å dividere lengden med tverrsnittet.

Glatthet

Biler har komplisert form, sammenlignet med en pil. Ting buler ut og inn, og andre saker stikker ut og forstyrrer luftens glatte, laminære strømning, som fagfolk kaller det. Det motsatte er turbulens. Frontrutens helling forstyrrer luftstrømmen om den er bratt, speil som stikker ut ødelegger strømmen langs siden, og hjulene ødelegger det meste av strømning under bilen.

Fronten med kjøleluftinntak og radiator pluss oljekjøler er et mareritt aerodynamisk sett – og bakdelen har en tendens til å lage brede virvler som øker suget – og luftmotstanden. Å gi en bil en ren aerodynamisk form er en umulighet; det beste du kan få til er en drøss kompromisser. Det er derfor den ser ut som den gjør, om den da har vært i en vindtunnel i det hele tatt.

Folkene i tunnelen ønsker alltid økt lengde for da øker slankheten, men det koster vekt og penger. Ille. Og de vil ha lavere høyde, men da skriker jo de som skal lage plass til oss.

Lenge brukte GM modeller som de blåste i tunnel. Det går fint så lenge du bare tar reklamebilder – og tenker på at tung og tett luft fortsatt er tung og tett mens modellen er liten og lett; alt må regnes om ved hjelp av noe som heter Reynolds tall. Foto: GM

Form

Det er svært viktig å forme fronten slik at vindtrykksentrum ligger litt foran bilens masse-senter, tyngdepunktet. Da blir ikke momentet (hevarmen) fra en brå sidevind så kraftig at det overrasker føreren. Det skal ha forekommet alvorlige ulykker fordi uvante førere i eldre biler ble overrasket da de kom ut av en lesone og havnet i kraftig sidevind.  Særlig var Bobla utsatt. Og andre med vekten bak.

Det er også viktig å forme bakparten slik at lufta styres innover etter bilen, for da får du smalere virvel bak. En virvel som er bredere øker motstanden enormt, gjerne med 20-30 prosent. En leppe på koffertlokket på en sedan virker som spoiler og skaper ønsket strømningsavløsning, virvelstyring. På stasjonsvogner finner du ofte samme leppe bak på toppen av bakdøra. Men alt dette er kompromisser sammenlignet med et overlyds kampfly. De vi lagde på Saab – AJS 37 Viggen – hadde 0,10 i Cd før de hengte på bomber og raketter ….

Det som virkelig er viktig i en bil er den nevnte sidevindfølsomheten. Og den skal vi se på en annen gang. Så vi får være glade til med det vi har, og glemme det meste om Cd – noe som tysk-inspirerte folk hos Audi, Porsche, BMW, Mercedes og VW envist kaller Cw – der w er tysk for wiederstand mens d´en i Cd internasjonalt betyr drag, på engelsk. Og det var det.

Les også: Lavere forbruk med bedre stål

  • Arkiv

  • PHP Code Snippets Powered By : XYZScripts.com