Koeficijent otpora vazduha (Cd)

Koeficijent otpora vazduha, koji se piše kao Cd, jeste bezdimenzioni broj koji pokazuje koliko čisto neki oblik prolazi kroz vazduh, nezavisno od toga koliko je taj oblik velik. On svodi složeno ponašanje strujanja — način na koji se vazduh odvaja, kovitla i ponovo prianja oko karoserije — na jednu jedinu vrednost, koja inženjerima i kupcima omogućava da uporede suštinsku 'klizavost' jednog oblika u odnosu na drugi. Niži Cd znači da oblik za svoju veličinu stvara manje turbulencije i otpora, pa se veliki deo truda u dizajnu i razvoju ulaže upravo u to da se sa njega skinu i delići te vrednosti.

Reč je o koeficijentu unutar standardne jednačine otpora, gde je aerodinamički otpor jednak polovini gustine vazduha pomnoženoj s kvadratom brzine, čeonom površinom i koeficijentom Cd. Pošto je koeficijent normalizovan u odnosu na površinu i dinamički pritisak, on izdvaja doprinos samog oblika. Dugačak, suženi zadnji deo koji pušta vazduh da se za automobilom blago zatvori, glatke podne ploče, ravno ugrađena stakla i pažljivo vođeno strujanje oko točkova i retrovizora — sve to ga snižava, dok ga oštre zadnje ivice, izloženi točkovi, velike maske i naglo presečeni zadnji kraj povećavaju, jer ostavljaju širok trag niskog pritiska koji automobil zapravo vuče unazad.

Vrednost je najvažnija pri brzini, jer otpor raste s kvadratom brzine i zato na autoputu preovlađuje u potrošnji energije. Automobil s niskim Cd zahteva manje snage i manje goriva ili energije iz baterije da bi održao visoku putnu brzinu, što se pretvara u bolju ekonomičnost, a kod električnog vozila i u osetno veći domet. Zato je aerodinamička efikasnost postala istaknut inženjerski cilj, pa neki proizvođači svoje vrednosti otpora oglašavaju jednako ponosno kao i podatke o performansama.

Stvarne vrednosti daju osećaj za razmere. Aerodinamična moderna limuzina ili dobro optimizovan električni automobil postižu oko 0,22 do 0,25, dok pojedini rekordni oblici padaju i ispod 0,20. Tipičan porodični hečbek je bliži vrednosti 0,30, dok visok i kockast SUV ili kombi, sa svojim velikim ravnim površinama i naglim zadnjim krajem, često dostiže oko 0,35 ili više. Istorijski gledano, automobili dvadesetih i tridesetih godina nezgodno su prelazili 0,50, pa je dugoročni trend bio postojano, teško izvojevano poboljšanje koje su omogućili aerotuneli i numerička simulacija strujanja.

Glavna ograda jeste da Cd sam po sebi ne određuje koliki otpor automobil zaista trpi. Vozilo s odličnim koeficijentom, ali ogromnom čeonom površinom, može da proseca više vazduha nego manji automobil lošijeg oblika, jer je stvarni otpor proizvod te dve veličine. Koeficijent opisuje efikasnost oblika, a ne apsolutni otpor, pa se uvek mora čitati zajedno sa čeonom površinom i širom temom aerodinamike, a u napetosti je sa downforceom, jer uređaji koji stvaraju prianjanje obično ga pogoršavaju.