Механизм возникновения Лобового сопротивления следующий. При движении поезда в воздушной среде происходит сжатие набегающего потока воздуха в носовой части. В результате здесь создается область повышенного давления. Под его влиянием струи воздуха устремляются к задней части поезда. Скользя по его поверхности, они обтекают его контур. При этом струи воздуха могут отрываться от обтекаемой ими поверхности и образовывать завихрения. Хвостовое сопротивление поезда связано с отрывом воздушного потока от поезда и образованием области пониженного давления, куда осуществляется подсос воздуха из окружающего пространства. Величина лобового и хвостового сопротивления определяется по
Коэффициент сх характеризует аэродинамическое совершенство и определяется, в большинстве случаев, экспериментально. Коэффициент воздушного сопротивления сх высокоскоростных поездов невелик, находится в переделах 0,2—0,4. Для сравнения можно указать, что параллелепипед имеет Сх = 0,9, а капля — 0,05. Однако изучению лобового аэродинамического сопротивления высокоскоростных поездов, скорее в силу традиций, перешедших из авиации и автотранспорта, уделяют большое внимание. Снизить аэродинамическое лобовое и хвостовое сопротивления можно двумя способами: уменьшить площадь сечения, т. е. размеры вагона, или улучшить форму. Но эти способы зачастую противоречат требованиям рациональной планировки и снижают полезную площадь поезда. Особенно это заметно на примере японских высокоскоростных поездов — форма носовой части головных вагонов становится все более вытянуто. На ВСМ Японии и некоторых европейских стран с множеством тоннелей такое конструктивное решение оправдано и позволяет снизить ударные аэродинамические нагрузки на подвижной состав при входе головных вагонов в тоннели. Для высокоскоростных поездов длиной более 200 м, эксплуатирующихся на открытых пространствах, главное — обтекаемость всего поезда и исключение выступающих частей. Исследования компании «Bombar-dier» показали, что в величину общего аэродинамического сопротивления высокоскоростного поезда головная и хвостовая части поезда вносят только 25—30 %.