Цены на газ, как мы все, к сожалению, знаем, нестабильны и подвержены множеству рыночных и геополитических давлений. Это важно для водителей, поскольку, если не считать амортизации, топливо является второй по величине статьей расходов на владение автомобилем после финансирования или лизинговых платежей.
Хотя маловероятно, что многие из нас будут свистеть от радости, наблюдая, как цены на дисплее растут с невероятной скоростью, бензин — это необходимые расходы, и мы улыбаемся и терпим их. Но наступает момент, когда стоимость заправки вашего автомобиля возрастает до такой степени, что многим американцам приходится сокращать расходы везде, где только можно.
Есть много способов избежать лишней траты топлива в автомобиле. Просто проехать меньше миль — это один из вариантов, но для некоторых это невозможно, поэтому другой вариант — проехать те же мили, используя меньше топлива. Один из способов сделать это — снизить скорость, с которой вы едете. Хорошей новостью является то, что если вы соблюдаете ограничение скорости, с вами, вероятно, все в порядке — согласно данным Energy.gov, бензиновый автомобиль среднего размера наиболее эффективен на скорости 55 миль в час.
Однако те же данные показывают, что к тому времени, когда автомобиль движется со скоростью 75 миль в час, он сжигает на 25% больше топлива, чем если бы он двигался со скоростью более спокойных 45 миль в час (32 мили на галлон против 43 миль на галлон соответственно). В основном это связано с аэродинамикой и тем, как на нее влияет скорость. Короче говоря, хотя аэродинамика может влиять на максимальную скорость вашего автомобиля, лежащие в ее основе научные данные показывают, что аэродинамическая эффективность снижается на более высоких скоростях. Давайте наденем лабораторные халаты и посмотрим на физику того, почему мчащиеся на скорости автомобили сжигают больше топлива.
Физика скорости и расхода топлива
Конечно, производители автомобилей знают о влиянии аэродинамики транспортных средств и о том, как она влияет на эффективность. Однако даже самые рациональные конструкции — и мы цитируем здесь слова известного инженера Звездного Флота будущего — они «не могут изменить законы физики».
Более конкретно, влияние аэродинамики и то, как скорость влияет на экономию топлива, можно измерить с помощью формулы, называемой уравнением сопротивления. Детали лучше оставить математикам и инженерам, но, по сути, уравнение рассчитывает сопротивление или силу лобового сопротивления транспортного средства при его движении по воздуху. Для расчета общей силы сопротивления используются такие переменные, как скорость транспортного средства, плотность воздуха, коэффициент сопротивления (показатель аэродинамической эффективности транспортного средства) и площадь лобовой части транспортного средства.
Хотя все эти факторы влияют на результат уравнения, нас особенно интересует скорость. В уравнении сопротивления скорость возведена в квадрат, а это означает, что с увеличением скорости аэродинамическое сопротивление быстро увеличивается. По сути, это означает, что даже небольшое увеличение скорости требует непропорционально большего количества энергии — или топлива, если хотите.
Чтобы понять, как это работает, мы можем подставить в уравнение значения скорости 45 миль в час и 75 миль в час и посмотреть, что произойдет. Игнорируя другие факторы и сосредотачиваясь только на скорости, мы можем определить, что автомобиль, движущийся со скоростью 75 миль в час, движется в 1,7 раза быстрее, чем более медленный автомобиль. Помня, что скорость в уравнении возведена в квадрат, мы можем возвести в квадрат 1,7, чтобы определить, что автомобиль сталкивается с сопротивлением воздуха примерно в 2,8 раза большим. Экономия топлива достигается за счет мощности, необходимой для преодоления этого сопротивления.
