C_w er tysk og er en luftmotstands-faktor (engelsk Cd – coefficient drag). Konstanten C_w sier hvor glatt bilen er. Den ligger ofte rundt 0,35. I løpsbiler er den ned mot 0,2 – jagerfly kan ha 0,02 … Så her får du vite litt om luftmotstand.

Bildet øverst: Her har du en lang, glatt og slank Ferrari Daytona som er nesten uten luftmotstand – med et C_d ned mot 0,2 – jagerfly er litt lavere …. (Foto: Ferrari)

Av Stein Bekkevold

For noen år siden gjorde bilfabrikkene – som Citroën da C5 som første seriebygde bil i verden kom med C_d på 0,32 – et digert nummer av at Cd var presset så lavt. Så de andre fabrikkene var dårligere. Her er noen fakta: Nesten ingen bil har en reell verdi på 0,3 – den kan være blåst i vindtunnel som  nær-naken modell.

Tallet kan fort øke med 10 prosent, altså til 0,33. Speil, hjul, underside øker motstanden ved virvling som ødelegger den glatte luftstrømmen over skroget. Men: Hvor viktig er koeffisienten?

Forskjell

Luftmotstand er et produkt av hastigheten v², luftens massetetthet (i snitt 1,2 kg/m³), bilens tverrsnitt (ca 0,9 x høyde x bredde) og glattheten (lengde). Så blir dette delt på to (middelverdi, fra null m/s til aktuell v).

Om bilen har tverrsnitt 2,5 m² og farten er 20 m/s, 30 m/s og 40 m/s – og du regner tre ulike koeffisienter 0,30 og 0,32 og 0,35, blir luftmotstanden med C_d 0,30 bare 180, 192 og 210 N (newton), og 405, 432 og 473 N med C_d lik 0,32. Med C_d 0,35 blir den 720, 768 og 840 N. Forskjellen mellom en glatt bil med Cd 0,30 og en stasjonsvogn med Cd 0,35 blir ikke særlig dramatisk før du kjører i 30 m/s (108 km/t), og øker enda mer i 40 m/s (144 km/t).

Kampflyet Saab AJS 37 Viggen hadde Cd på 0,015 og toppfart 2400 km/t – det var ekstremt spennende å være med på prosjektet … (Foto: Saab Aircraft)

Firedobler motstanden

På motorvei i 30 m/s må den glatte bilen overvinne 192 N, mens stasjonsvognen sloss mot 768 N. Motstanden er FIRE ganger større, i samme fart. Og den (beskjedne) delen av forbruket øker likt. Ved 72 km/t (20 m/s) er forskjellen 720/180, akkurat den samme; forholdet mellom de to bilenes C_d er jo lik.

Motstand styres særlig av slankhet, lengde delt på tverrsnitt – og altså av formen. Forbruksøkningen styres av girvalg og motortype, men er minimal. Og: Luftmotstanden er ikke dramatisk før du passerer ca 75 km/t, da stiger kurven bratt – bilen går jo + 20 meter i sekundet!

Stikk en hånd ut av vinduet i 40 og så i 80 km/t så kjenner du at luft har en reell masse; når du dobler farten firedobler du motstanden, forholdet er kvadratisk.

Reynolds tall

I aerodynamikk er Reynolds tall en dimensjonsløs konstant som gjør at vi kan måle modeller.Fordi luften er like tett rundt en modell i vindtunnel som en fullskala form, må luftmotstanden regnes om – slik at den stemmer.

Reynolds tall baseres på modellens lengde og diameter i forhold til ferdig produkt. Tallet er ekstra viktig når vi utvikler kampfly – og Formel 1. Og luft er en gass, og læren om strømning heter fluid-dynamikk; luft gir mer motstand desto tyngre den er – kald og tørr er lettere å overvinne enn fuktmettet og tung. Bare så du vet det.

Les også: Pigg – eller ikke?