Podstawy aerodynamiki: jak powietrze opływa samochód i na co ma to wpływ?

Kiedy samochód porusza się do przodu, powietrze opływa go z taką prędkością, z jaką jedziemy – według teorii względności to właśnie ono się porusza, a nie samochód, ponieważ ważny jest punkt odniesienia, którym jesteśmy my sami, pozostający właściwie w spoczynku. Cząsteczki powietrza, napotykając na nasz poruszający się pojazd, są przez niego rozpychane, a więc przemieszczane. W obecnych czasach producenci aut kładą nacisk na budowanie karoserii tak, aby opór powietrza był jak najmniejszy, a więc aby „przepychanie” jego cząstek było stosunkowo łatwe i nie zużywało wiele energii, którą musi wygenerować nasz silnik, aby poruszyć samochód i rozpędzić go do pożądanej prędkości.

Zobacz również: Jak wykonać naprawy blacharsko – lakiernicze we własnym zakresie?

Ponad samochodem

Przy przodzie jadącego samochodu, nadciągające powietrze zwalnia (proces stagnacji), a jego ciśnienie wzrasta. Przy masce samochodu rozdzielane jest na dwie strugi – tę, która porusza się nad samochodem i pod nim. Sunie łatwo powyżej maski samochodu, aby zatrzymać się i zwolnić w miejscu załamania kształtu, czyli u podstawy przedniej szyby. Tam znów wytwarza się większe ciśnienie. Powietrze wędruje dalej, wznosząc się po powierzchni przedniej szyby, następnie opływając dach aż do tylnej części samochodu. W miejscu, gdzie zaczyna się tylna szyba, strumień powietrza odrywa się od powierzchni auta, generując swoiste wiry nad tylną szybą i bagażnikiem, gdzie jego ciśnienie obniża się. W ten sposób powietrze wędruje już do końca samochodu, gdzie napotyka znów na drastyczną zmianę kształtu w miejscu, gdzie kończy się bagażnik. Tam również powstaje turbulencja, a ciśnienie jest niskie.

Pod samochodem

Tutaj powietrze napotyka na wiele więcej przeszkód, niż ponad autem. Najpierw uderza w miskę olejową, później w maglownicę, następnie w elementy skrzyni biegów, później w elementy układu wydechowego, tylną oś i bak samochodu. Te wszystkie elementy powodują, że powietrze zwalnia (a więc znowu zachodzi proces stagnacji), a pod samochodem właściwie cały czas ciśnienie jest niskie. Powietrze finalnie wydostaje się spod samochodu poniżej tylnego zderzaka.

Zobacz również: Jak polerować lakier?

Na przodzie samochodu wytwarza się wysokie ciśnienie, zaś na tyle niskie. Efektem tego jest powstawanie oporu, który ciągnie samochód w przeciwnym kierunku, niż kierunek jego poruszania się. Właśnie ta siła powoduje spowolnienie ruchu. Powietrze, które pod samochodem trafia na przeszkody i zwalnia, wytwarza niskie ciśnienie. Z tyłu samochodu, gdzie ponad bagażnikiem strumień rozszczepia się tworząc turbulencję i powodując powstanie niskiego ciśnienia, powietrze spod spodu, które porusza się wolniej, powoduje unoszenie się tylnej jego części. Tutaj powstaje właśnie różnica ciśnień. Dokładnie na tej samej zasadzie działają skrzydła samolotu (jest to efekt siły nośnej). W samochodzie siła ta jest mniejsza, niż w samolocie, ponieważ działa na niego jeszcze efekt zasysania, dzięki bliskości podłoża. Obie te siły (oporu i nośna) wzrastają wraz ze wzrostem prędkości pojazdu. W przypadku samochodu, obie te siły są niekorzystne. Opór spowalnia, utrudnia przyspieszanie i obniża maksymalną prędkość, natomiast siła nośna zmniejsza nacisk na opony, pogarszając tym samym przyczepność. Rozwiązaniem tego problemu są dodatki tuningowe, montowane do karoserii, mające na celu zmniejszenie niekorzystnego wpływu powietrza.