Definitionen in der Fahrdynamik – Luftwiderstandskraft und Luftwiderstandsbeiwert im Schienenverkehr
Sie entsteht durch die Verdrängung und Reibung der Luftmoleküle an der Fahrzeugoberfläche und nimmt mit steigender Geschwindigkeit quadratisch zu.
Mathematisch wird sie beschrieben durch:
Fₗ = ½ · ρ · cₐ · A · v²
ρ = Luftdichte, cₐ = Luftwiderstandsbeiwert, A = Stirnfläche, v = Geschwindigkeit
Der Luftwiderstandsbeiwert (auch cw-Wert) beschreibt die aerodynamische Güte eines Fahrzeugs.
Ein niedriger cw-Wert bedeutet, dass das Fahrzeug eine günstige Form hat und der Luft weniger Widerstand bietet.
Bei modernen Hochgeschwindigkeitszügen liegt der cw-Wert meist zwischen 0,12 und 0,25, während ältere Modelle höhere Werte aufweisen.
In der Fahrdynamik spielt die Luftwiderstandskraft eine entscheidende Rolle, da sie bei hohen Geschwindigkeiten zum dominanten Fahrwiderstand wird.
Sie beeinflusst direkt den Energieverbrauch, die Beschleunigung und die erreichbare Höchstgeschwindigkeit eines Zuges.