Součinitel vztlaku (Cl)

Součinitel vztlaku, značený Cl, je bezrozměrné číslo, které vyčísluje, jak velkou svislou aerodynamickou sílu vytváří karoserie vozidla, když kolem ní a pod ní proudí vzduch. Vyjadřuje tuto sílu v poměru k dynamickému tlaku vzduchu a vztažné ploše vozu, takže tentýž součinitel platí bez ohledu na to, jak rychle vůz jede. Kladná hodnota znamená vztlak, sílu směřující vzhůru, jež má tendenci vůz odlehčovat, zatímco záporná hodnota znamená přítlak, sílu směřující dolů, která vůz tiskne k vozovce.

Jev pramení z rozdílu tlaku vzduchu mezi horní a spodní stranou vozidla. Když vzduch zrychluje přes oblou střechu a kapotu, ztrácí na tlaku, podobně jako nad křídlem letadla, zatímco proud pod plochým nebo nedostatečně řešeným spodkem se může zpomalit a tlak v něm naopak vzroste. Pokud tlak pod vozidlem převažuje nad tlakem nad ním, výsledkem je vztlak; pokud chytré tvarování spodní podlahy, difuzoru a křídel zajistí, že tlak pod vozem bude nižší než nad ním, výsledkem je přítlak. Součinitel vztlaku tuto rovnováhu tlaků jednoduše shrnuje do jedné porovnatelné hodnoty.

Proč na tom záleží, se vyjeví ve vysokých rychlostech. Kladný vztlak snižuje sílu, jíž jsou pneumatiky přitisknuty k vozovce, a protože dostupná přilnavost pneumatiky závisí právě na tomto svislém zatížení, vztlak tiše ukrajuje z výkonu v zatáčkách, při brzdění i při akceleraci právě tehdy, kdy je vůz již dost rychlý, aby je nejvíce potřeboval. Vůz, který se na rychlostních vrcholech jeví lehký, neurčitý či nervózní, často trpí právě vztlakem. Záporný vztlak neboli přítlak působí opačně, zvyšuje účinné zatížení pneumatik a umožňuje vyšší síly v zatáčce i při brzdění, což je důvod, proč závodní vozy do jeho generování investují tolik úsilí.

Rozložení této svislé síly mezi přední a zadní nápravu je stejně důležité jako její celková velikost. Vůz, který vytváří přítlak pouze vzadu nebo jej ztrácí pouze vepředu, se s narůstající rychlostí stává nevyváženým a inklinuje k nedotáčivosti či náhlé přetáčivosti. Inženýři proto ladí přední i zadní aerodynamické prvky, splittery, křídla, difuzory a tvarování spodku, aby vztlak nebo přítlak zůstaly mezi přední a zadní nápravou vyvážené a chování vozu zůstalo v celém rozsahu rychlostí předvídatelné.

Součinitel vztlaku je jednou polovinou aerodynamického charakteru vozu, druhou je součinitel odporu vzduchu, jenž měří odpor proti přímému pohybu. Obě veličiny spolu souvisejí, neboť prvky vytvářející přítlak obvykle přidávají odpor, což si vynucuje kompromis mezi maximální rychlostí a stabilitou ve vysokých rychlostech. Běžné silniční vozy se obvykle navrhují s malým, mírně kladným nebo téměř nulovým součinitelem vztlaku, přičemž je u nich akceptován drobný vztlak výměnou za nízký odpor a dobrou spotřebu, zatímco výkonné a závodní vozy záměrně volí vyšší odpor v honbě za přilnavostí, kterou skutečný přítlak přináší.