淺談空氣動力學 高下壓力絕非民用車的菜
提起賽車,想必在車迷腦海中率先浮現出的畫面一定是低矮的車身,寬體覆蓋件,以及布滿全車的導流翼片,即使很難準確地了解這些看似單薄的套件究竟性能如何,但從視覺效果來講,車迷體內的雄性荷爾蒙則早已在皮膚下暗流涌動。

對于空氣動力學套件來講,F1賽車無疑最具代表性的典范,倘若忽略掉懸掛系統與輪胎,那么整體車身則呈現出修長的構造,除去引擎艙與散熱吊艙呈水滴型結構外,近乎全部位置均被各種翼片所覆蓋。

這些翼片能夠在接近300公里的時速下,提供自身車重2.5倍以上的下壓力,從而保證輪胎能夠被牢牢地壓在賽道表面。
但或許很多車迷不曾了解的一點是,其實F1賽車在空氣動力學的設計過程中也需要突破很多限制。


這些限制并非全部源自于技術規則,雖然每一組翼片均可提供充足的下壓力,但全車翼片所獲得的整體下壓力則絕非是簡單的翼片疊加,需要考慮到翼片之間的氣流干擾。


相比之下,WEC世界耐力錦標賽的原型車,以及GT賽車則在很大程度上避免了此類情況但發生。
由于上述賽車具有較F1賽車更為完整的整流罩設計,因此能夠在空氣動力學套件的研發及風洞測試中避免很多不必要的麻煩。

我們以勒芒系列賽的原型車為例,除去碩大的尾翼,其追求的空氣動力學布局并非是翼片所創造的下壓力,而是采用了比F1賽車更加貼合飛行器的布局,那就是“最強的下壓力便是降低阻力”。

符合流體力學的外形能夠使賽車在高速行駛時避免亂流的出現,即氣流完全貼合整流罩流動,避免在賽車的某一區域內出現落差較大的高低氣壓差,要知道很多不穩定的亂流多出現在這些區域。

舉個最簡單的例子,在房車賽的較量中,三廂版賽車在高速賽道內成績多優于兩廂賽車,其原因之一便是兩廂賽車的尾部存在更為嚴重的亂流,使后軸的穩定性稍遜于三廂版賽車。

既然剛剛闡述了“最強的下壓力便是降低阻力”的理論,那么細心的車迷一定會想到,我們平常所駕駛的家用房車便滿足了上述要求。但從實際角度出發,下壓力的作用可以忽略不計。

雖然廠商對車身外觀的設計也遵循了上述賽車的原則,但整體效果卻相去甚遠。
究其原因,在于50%至70%的空氣動力學效應均來源于底盤與路面之間,而這種下壓力并非是依靠翼片改變氣流走向那樣簡單,而是賽車在較高時速下,憑借更為稀薄的車底氣流,進而創造出低壓區,使車身被吸附于路面。

相比較而言,由于民用車的離地間隙非常大,因此車底的氣流也會更多,無法創造出穩定可靠的下壓力。
還需要特別指出的是,考慮到民用車較軟的避振器壓縮阻尼也會將大部分下壓力吸收,因此在空氣動力學方面更傾向于采用降低風阻系數的設計。

與此同時,出于成本方面的考量,很少有廠商會對民用車的底盤進行整流處理。
由于民用車的懸掛系統、排氣系統以及引擎油底殼等部分均會在底盤位置處于不同的水平面,從而會產生更多亂流,不利于下壓力的產生。
其實空氣動力學并不能簡單地與下壓力劃等號,空氣動力學所覆蓋的范圍更廣,對于不同的車型及用途,采用不同的設計理念,但就原廠狀態下的民用車而言,過于追求下壓力顯然有些不切實際。
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