Súčiniteľ odporu vzduchu (Cd)

Súčiniteľ odporu vzduchu, označovaný Cd, je bezrozmerné číslo, ktoré vyjadruje, ako čisto sa tvar pohybuje vzduchom, nezávisle od toho, aký veľký ten tvar je. Zhusťuje zložitú problematiku prúdenia, spôsob, akým sa vzduch okolo telesa odtrháva, víri a opäť prilieha, do jedinej hodnoty, ktorá umožňuje konštruktérom a kupujúcim porovnať vnútornú aerodynamickú čistotu jedného návrhu s druhým. Nižšie Cd znamená, že tvar vytvára na svoju veľkosť menej turbulencie a odporu, a do orezávania jeho zlomkov ide veľká časť dizajnérskeho a konštrukčného úsilia.

Ide o súčiniteľ v štandardnej rovnici odporu, kde aerodynamický odpor sa rovná polovici hustoty vzduchu vynásobenej druhou mocninou rýchlosti, čelnou plochou a hodnotou Cd. Keďže súčiniteľ je normalizovaný vzhľadom na plochu a dynamický tlak, izoluje príspevok samotného tvaru. Dlhá zužujúca sa zadná časť, ktorá nechá vzduch za autom jemne sa uzavrieť, hladké spodné panely, lícujúce zasklenie a starostlivo riadené prúdenie okolo kolies a zrkadiel ho znižujú, kým ostré odtokové hrany, odkryté kolesá, veľké mriežky a náhle zakončené zadné časti ho zvyšujú tým, že zanechávajú širokú úplavovú zónu nízkeho tlaku, ktorá auto fakticky ťahá dozadu.

Tento údaj má najväčší význam pri rýchlosti, lebo odpor stúpa s druhou mocninou rýchlosti, a preto na diaľnici dominuje v spotrebe energie. Auto s nízkym Cd potrebuje menší výkon a menej paliva či energie z batérie na udržanie vysokej cestovnej rýchlosti, čo sa premieta do lepšej spotreby a pri elektromobile do citeľne väčšieho dojazdu. Práve preto sa aerodynamická účinnosť stala prvoradým konštrukčným cieľom a preto niektorí výrobcovia inzerujú svoje hodnoty odporu rovnako hrdo ako čísla o výkone.

Skutočné hodnoty dávajú predstavu o mierke. Aerodynamicky čistý moderný sedan alebo optimalizovaný elektromobil dosahuje približne 0,22 až 0,25, pričom hŕstka rekordných návrhov klesá pod 0,20. Typický rodinný hatchback sa pohybuje bližšie k 0,30, kým vysoké, hranaté SUV alebo dodávka so svojimi veľkými plochými povrchmi a náhle zakončenou zadnou časťou často pristane okolo 0,35 alebo vyššie. Historicky autá z dvadsiatych a tridsiatych rokov často presahovali 0,50, takže dlhodobý trend bol jedným z trvalého a ťažko vydobytého zlepšovania hnaného veternými tunelmi a počítačovou dynamikou tekutín.

Kľúčovou výhradou je, že samotné Cd neurčuje, aký odpor auto v skutočnosti pociťuje. Vozidlo s vynikajúcim súčiniteľom, no obrovskou čelnou plochou môže aj tak rozháňať viac vzduchu než menšie auto s horším tvarom, lebo skutočný odpor je súčinom oboch. Súčiniteľ opisuje účinnosť tvaru, nie absolútny odpor, a preto sa musí vždy posudzovať spolu s čelnou plochou a so širšou problematikou aerodynamiky, pričom je v napätí s prítlakom, keďže prvky vytvárajúce priľnavosť ho zvyčajne zhoršujú.