Снижения лобового сопротивления можно достичь уменьшением размера
спутной струи, т. е. части неразделенного воздушного потока, расположенного за
задней частью кузова. В то время как гладкий профиль крыла самолета плавно
омывается потоком воздуха от передней до задней кромки, плохо обтекаемый профиль
кузова автомобиля неизбежно вызывает возмущение потока и его турбулентность.
Хотя поток остается безвихревым, слой воздуха прилипает к кузову вблизи тонкого
пограничного слоя, затем сносится назад до тех пор, пока его скорость не
сравняется со скоростью основного потока.
При этом возникают касательные силы вязкого трения, которые складываются с
силами сопротивления воздуха, всякий раз, когда происходит возмущение плавного
потока неровностями поверхности или другими возмущающими элементами.
Резкие нарушения контура поверхности могут вызвать срыв потока, ко торый
является предпосылкой для завихрения спутной струи. Когда поток достигает,
например, края ветрового стекла, он затормаживается, что приводит к нарастанию
давления, вследствие чего происходит срыв потока. В этом частном случае, по всей
вероятности, дальше по течению происходт повторное присоединение оторвавшегося
потока и образование воздушного пузыря перед ветровым стеклом.
Необходимо принимать меры по удержанию пограничного слоя вдоль большей части
контура кузова.
Плавное изменение кривизны может обеспечить безотрывное обтекание вплоть до
задней части автомобиля. Важно помнить, что автомобиль имеет пространственную
форму, поэтому кузов обтекается как по бокам, так и сверху.
Придание боковым окнам седана подходящего наклона внутрь не только будет
способствовать смешиванию потоков воздуха в окрестности ветрового стекла, но и
позволит воздушному потоку, омывающему боковые стороны кузова, снести ближе к
задней части автомобиля точку срыва потока. Уайт привел методику, позволяющую
учесть влияние различных зон кузова автомобиля во время предварительной оценки
величины коэффициента аэродинамического сопротивления на этапе проектирования,
для случая, когда входной канал радиатора закрыт 14 J. Уайт рассмотрел следующие
зоны:
1 и 2 - передняя часть соответственно в плане и сбоку;
3 - поперечное сечение кузова в зоне максимальной ширины ветрового
стекла, расположенной в месте соединения ветрового стекла с крышей кузова;
4 - соединение ветрового стекла с кузовом в плане;
5 - передний край ветрового стекла, расположенный в верхней части
кузова;
6 - верхняя и оконная части кузова в плане;
7 - задний участок оконной части кузова и расположенный в конце кузова отсек
для размещения дополнительного сидения или багажа;
8 - пониженный участок задней части кузова;
9 - основание кузова.
Расчетные коэффициенты аэродинамического сопротивления, приведенные для
каждой показанной конфигурации, позволяют получить в итоге суммарный расчетный
коэффициент, а затем и коэффициент лобового сопротивления.