Боковая сила

Компоненты бокового ветра также добавляют воздействие боковой силы на транспортное средство, пытающуюся изменить направление его движения. Точный эффект зависит от транспортного средства и характера ветра. При сильном боковом ветре боковая сила обычно больше, чем сила аэродинамического сопротивления, так что угол общей силы ветра значительно больше, чем угол относительного ветра [15].

Когда транспортное средство впервые сталкивается на дороге с боковым ветром (непостоянный боковой ветер), боковая сила сначала воздействует на перед транспортного средства и может отклонить его в направлении ветра. В этом случае на поведение влияют аэродинамическая форма транспортного средства и даже характеристики рулевого управления. Поведение при боковом ветре является достаточно важным аспектом аэродинамики, поэтому это обсуждается отдельно в следующем разделе.

В условиях стационарного ветра боковая сила, действующая на транспортное средство при боковом ветре, определяется по формуле:

SA = 1/2 ρ V2 CS A

(4-6)

где:

SA = Боковая сила

V = Общая скорость ветра

CS = Коэффициент боковой силы (зависящий от относительного угла ветра)

A = Площадь лобовой поверхности

Обратите внимание, что в уравнении используется площадь лобовой поверхности, а не боковой. Типичные характеристики CS в зависимости от угла ветра показаны на Рисунке 4.24. Коэффициент боковой силы равен нулю при нулевом относительном угле ветра и растёт почти линейно вместе с углом в течение первых 20 ... 40 градусов. Наклон градиента несколько меняется с типом транспортного средства, но, как правило, находится в диапазоне от 0.035/град до 0.06/град [16].

Рис. 4.24. Зависимость коэффициента боковой силы от угла рыскания для типичных транспортных средств.

Боковая сила действует на тело в центре давления, которое обычно находится впереди центра тяжести, поэтому транспортное средство отворачивается от ветра. При измерениях в аэродинамической трубе боковая сила измеряется в горизонтальной плоскости в положении посередине колёсной базы. Когда присутствует боковая сила, разница между этим местом и центром давления приводит к моменту опрокидывания и моменту рыскания.