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為什么火車、飛機(jī)等機(jī)頭是流線型設(shè)計(jì)?

作者:Anita 發(fā)布時(shí)間: 2021-12-24 12:59:11

簡介:】不對(duì)吧,首先流線型就減少了橫截面面積啊。運(yùn)行中受到空氣阻力的第一個(gè)截面不就是尖尖的車頭火車機(jī)頭么?再有就是尾部的流線型設(shè)計(jì)問題。物體通過后留下的真空地帶需要空氣填補(bǔ)

不對(duì)吧,首先流線型就減少了橫截面面積啊。運(yùn)行中受到空氣阻力的第一個(gè)截面不就是尖尖的車頭火車機(jī)頭么?再有就是尾部的流線型設(shè)計(jì)問題。物體通過后留下的真空地帶需要空氣填補(bǔ),就會(huì)對(duì)物體有一個(gè)拖后的力叫drag.流線型就解決了這個(gè)問題。原來尾部的截面是正方形,物體通過后產(chǎn)生很大的真空地帶。所受的drag就很大,改成尖尖的尾巴后在高速運(yùn)動(dòng)中產(chǎn)生的真空空間就小。drag就小了。這是我用自己話分析的。沒那么專業(yè),但是道理是對(duì)的

空氣阻力構(gòu)成 摩擦阻力:指空氣粘度在車身表面產(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(diǎn)考慮對(duì)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(dǎo)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(dòng)機(jī)進(jìn)、排氣系統(tǒng)、冷卻系、車身通風(fēng)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(dǎo)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%;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(shí)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(gè)方面的作用尾翼力。根據(jù)測試,當(dāng)一輛車以80公里/小時(shí)前進(jìn)時(shí),有60%的耗油是用來克服縱向風(fēng)阻的。為了有效地減少并克服汽車高速行駛時(shí)空氣阻力的影響,人們設(shè)計(jì)使用了汽車尾翼,其作用就是使空氣對(duì)汽車產(chǎn)生第四種作用力,即對(duì)地面的附著力,它能抵消一部分升力,控制汽車上浮,減小風(fēng)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。汽車尾翼形狀尺寸是經(jīng)過設(shè)計(jì)師精確計(jì)算而確定的,不宜過大也不宜過小,不然反而會(huì)增加轎車的行車阻力或起不到應(yīng)有的作用。 新型涂料:美國芝加哥市一家化學(xué)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(huì)在被涂復(fù)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(jī)、汽車、火車或其他交通工具上,可以減少行駛時(shí)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(xì)微顆粒的皮膚實(shí)際上更有利于在水中滑行。同樣,這樣的皮膚應(yīng)該比光滑的皮膚更符合空氣動(dòng)力學(xué)原理。研究人員希望將來在汽車、輪船和飛機(jī)上涂上這樣“粗糙”的表層,減少阻力,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(shí)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(jì)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(dòng)膜時(shí)就會(huì)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(dá)到減小空阻力的目的。在車速達(dá)到130km/h時(shí),噴射系統(tǒng)耗電10W可減少15%的空氣阻力。

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