Stirnfläche

Die Stirnfläche ist in der Aerodynamik die projizierte Fläche, die der Schatten eines Körpers (z. B. eines Pkw) in Längsrichtung wirft.^[1] Sie ist die Bezugsfläche bei der Berechnung des Strömungswiderstands und anderer aerodynamischer Kräfte und Momente. Sie wird auch als Querschnittsfläche bezeichnet, als Fläche des größten Querschnitts eines Körpers.^[2]

Das Produkt aus der Stirnfläche $A$ und dem Strömungswiderstandskoeffizienten $c_{\mathrm {w} }$ eines Körpers wird als Widerstandsfläche $f_{\mathrm {w} }$ bezeichnet ( $f_{\mathrm {w} }=c_{\mathrm {w} }A$ ).^[3]

Geschichte

Früher wurde die Stirnfläche ermittelt, indem man den Schatten des Körpers mit einer sehr weit entfernten Lampe auf einen durchsichtigen Schirm projizierte. Heute wird die Stirnfläche mit Laserlicht abgetastet.^[4]

Kraftfahrzeuge

Eine größere Stirnfläche $A$ erhöht ebenso wie der $c_{\mathrm {w} }$ -Wert proportional den Strömungswiderstand, beim Auto den „Luftwiderstand“. Die Größe geben viele Autohersteller nicht an, sie fehlt meist in Vergleichstabellen von Pkw, z. B. des ADAC. Als Faustformel für die Berechnung der Stirnfläche $A$ werden 80 % der Fläche aus Karosseriehöhe und -breite vorgeschlagen.^[5]

Schienenfahrzeuge

Die Stirnfläche von Zügen ist schwer zu ermitteln. Es ist dort üblich, einen Wert von 10 m² anzunehmen.^[6]

Einzelnachweise

↑ Wolf-Heinrich Hucho: Aerodynamik der stumpfen Körper. 2002, ISBN 3-528-06870-1 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche – Ermittlung der Stirnfläche beim Pkw).
↑ kfz-tech.de - Luftwiderstand. Abgerufen am 5. September 2022.
↑ Wolf-Heinrich Hucho (Hrsg.): Aerodynamik des Automobils. 5. Auflage. Springer Fachmedien, Wiesbaden 2005, ISBN 3-663-09218-6, S. 276.
↑ Werner Weißer: Stirnflächenmessung in Windkanälen. (PDF) In: tww systems. TWW Systems GmbH, 4. September 2007, archiviert vom Original (nicht mehr online verfügbar) am 11. März 2023; abgerufen am 11. März 2023.
↑ Robert Schoblick: Antriebe von Elektroautos in der Praxis. 1. Auflage. Franzis Verlag GmbH, 2013, ISBN 978-3-645-65166-0, S. 65.
↑ Wolf-Heinrich Hucho: Aerodynamik der stumpfen Körper. 2002, ISBN 3-528-06870-1 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche – Stirnfläche bei Zügen).

[1] Wolf-Heinrich Hucho: Aerodynamik der stumpfen Körper. 2002, ISBN 3-528-06870-1 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche – Ermittlung der Stirnfläche beim Pkw).

[2] kfz-tech.de - Luftwiderstand. Abgerufen am 5. September 2022.

[Hucho2005-3] Wolf-Heinrich Hucho (Hrsg.): Aerodynamik des Automobils. 5. Auflage. Springer Fachmedien, Wiesbaden 2005, ISBN 3-663-09218-6, S. 276.

[Weisser2007-4] Werner Weißer: Stirnflächenmessung in Windkanälen. (PDF) In: tww systems. TWW Systems GmbH, 4. September 2007, archiviert vom Original (nicht mehr online verfügbar) am 11. März 2023; abgerufen am 11. März 2023.

[Schoblick2013-5] Robert Schoblick: Antriebe von Elektroautos in der Praxis. 1. Auflage. Franzis Verlag GmbH, 2013, ISBN 978-3-645-65166-0, S. 65.

[6] Wolf-Heinrich Hucho: Aerodynamik der stumpfen Körper. 2002, ISBN 3-528-06870-1 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche – Stirnfläche bei Zügen).

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