El rebufo, ¿se penaliza?

Question

Cuando un vehículo que le sigue se desplaza cerca del que le precede, al situarse en una región de aire que se mueve a una velocidad similar a la del vehículo delantero, obtiene una ventaja, por ejemplo, un mayor ahorro de combustible.

¿Introducen los efectos de esta acción algún tipo de ineficacia/penalización para el vehículo delantero?

Answer 1

Lo contrario parece ser cierto.

Hubo, o tal vez sigue habiendo, una empresa que estaba estudiando el diseño de un sistema que permitiera a dos camiones semi "enlazarse" entre sí (básicamente, el camión de atrás tenía su frenado y aceleración controlados por el camión de cabeza, lo que permite una distancia de seguimiento mucho más estrecha y que el camionero de atrás tenga conducción autónoma). En las pruebas, ambos camiones obtuvieron beneficios: el camión que iba en cabeza aumentó su eficiencia de combustible en un 5% y el que iba en rebufo, en un 10-15%.

https://ensia.com/notable/linking-semi-trucks-can-result-in-huge-fuel-savings/

Edita:

Yo asumiría que la física para el camión de plomo son similares a la adición de los alerones traseros que se están convirtiendo cada vez más común:

https://slate.com/culture/2013/04/truck-panels-what-do-they-do-explained-photos.html

Answer 2

En el caso del ciclismo, no parece haber penalización, pero sí una pequeña ventaja para el ciclista que va delante de un grupo. Las simulaciones de dinámica de fluidos computacional y las pruebas en túnel de viento han mostrado los valores de resistencia al aire de los ciclistas en grupo en comparación con un ciclista aislado. Esta imagen muestra resultados interesantes:

No entiendo los detalles lo suficientemente bien como para explicar estos resultados adecuadamente, pero el artículo es bastante bueno en mi opinión.

Todo del periódico " Resistencia aerodinámica en pelotones de ciclismo: Nuevas perspectivas mediante simulación CFD y pruebas en túnel aerodinámico " de Blocken et al. (artículo de libre acceso)

Answer 3

Hasta cierto punto, esto depende del diseño aerodinámico de los vehículos. Pero para una simple forma "cuadrada", tanto el vehículo de cabeza como el de cola podrían obtener ventaja.

El vehículo más retrasado crearía turbulencias significativas detrás. Esto formará una región de baja presión que contribuye a la resistencia aerodinámica. Si otro vehículo ocupara ese espacio, se reducirían las turbulencias y la región de baja presión.

Answer 4

Las respuestas de Jeroen y eps demuestran que no hay penalización, sino un beneficio para el vehículo que va en cabeza. Permítanme explicar intuitivamente lo que está sucediendo.

La resistencia aerodinámica de un vehículo en movimiento tiene dos componentes: una fuerza de empuje del aire a alta presión situado delante del vehículo y una fuerza de tracción de la estela de baja presión (estela de deslizamiento) situada detrás. Lo que ocurre durante una maniobra de drafting es que el coche que va detrás entra en la estela que tiene delante, reduciendo la presión sobre su parachoques. Este utiliza la zona de deslizamiento de baja presión detrás del coche líder, pero no crear la estela que arrastra al vehículo que va delante (y que puede arrastrar al que va detrás) existe a pesar de todo.
Por el contrario, el coche de arrastre también empuja aire delante de él, a ligeramente aumentar la presión entre los vehículos y beneficiar al coche líder. La zona de alta presión delante de un vehículo no se extiende tanto como su estela de baja presión, por lo que este efecto de "empuje" es mucho menor. Efectivamente, las pérdidas aerodinámicas debidas a las turbulencias entre los dos coches se reducen mucho cuando están cerca, y la energía conservada se distribuye entre ellos.

Información adicional sobre la maniobra: Delineación (aerodinámica)

Nota al margen interesante: La estela del coche de cabeza no siempre es beneficiosa, si contiene demasiadas turbulencias y el coche de cola necesita flujo laminar para la carga aerodinámica, ver esta respuesta de Quora