Author / 蟹爪朝天
在《赛车空气动力学》这个系列中,我们放弃那些复杂的公式,只来简要说一些和赛车有关的空气动力学原理,以及在车辆设计、调校中对空气动力学的实际应用。悬挂等部件产生的机械作用力主要在低速行驶中起作用。整车外形产生的空气作用力主要在高速行驶中起作用。在一条高低速弯兼备的赛道上,车队通常会通过悬挂和尾翼等部件分别设定车辆在低速弯和高速弯中的操控特性。想要赢得更好的成绩,真的应该了解一些赛车的空气动力学特性。在车辆的空气动力学应用中,主要是要考虑:通过流线外形减小风阻系数、尽量减小正面迎风面积、引导并利用气流。常用的设计方法是:流体仿真模拟、油泥模型风洞测试、实际赛道测试等。
此系列共有八篇内容
01 空气的特性02 赛道策略03 扰流板Spoiler04 翼面Wing05 车底气流06 乱流区07 导流部件08 其它空力设计
前期回顾
大尾翼+凶悍的包围真的厉害吗|改装百科·赛车空气动力学 P1
大尾翼就是空力套件了?不一定!|百科·赛车空气动力学 P2
加上“小尾翼”与“前铲”,让我们把空气玩弄于股掌之中
大尾翼太大,驾驭不了?|酷乐改装百科·赛车空气动力学 P4
传说中的“地面效应”那么厉害?|赛车空气动力学 P5
导流部件
既然知道了要减小车尾乱流区、提高车底空气流速、减少车底空气流量、疏导轮井外溢的乱流等,那就可以通过一些经过专门设计的部件来实现这些减小阻力、提高空力效率的目的了。
位于开轮车身侧边的这种立板可以提前分离车身侧面的气流,减少侧面气流和后轮之间的干扰。
这种小板虽然看上去增加了车身表面的摩擦阻力和正投影面积,但其在控制乱流方面的贡献大于自身所产生的阻力。
车头侧立板可以减少气团撞击在车头空力部件上时出现的向两侧分离的情况,让更多的空气经过车头的主要空力部件,以保证主空力部件的效率。
涡流的核心区域是低压的,因此涡流也不总是有害的。
有时候适度的涡流可以制造出局部的低压,以提高局部气团的流速。如图,一些两厢车会在车顶和后玻璃的转角处设计一个小翘起或一个小翼面。
在车速稳定时,这个小凸起下方形成的涡流可以让车顶气层更加平顺的流动。主动制造一个小型涡流,以减小车尾大涡流区的尺度。
一些三厢车型后玻璃顶部会有几个竖直的小板。其作用是主动将车顶气流分为几股,使之在随后转逆点位置产生的乱流也是几个小尺度的。
除了主动制造涡流外,还可以主动制造压强差。
轮拱上的这种开口就是利用了轮井内高压和轮井外低压之间的压差,提高轮井内气流向外导出的效率的。这样的轮井出气口除了降低轮井向侧面外溢气流的流量外,还可以利用气流更好的将刹车系统的热量导出。
在组合翼面中最后方一片翼面的后部,安装一个与这片翼面垂直且向上的小沿。在经过精确计算后,这样的设计可以减小组合翼后部的空气压强,提高局部空气流速。
有时前方翼面所产生的气流会作用在后方的翼面上。
想减少这种干扰时,可以在前方翼面前沿设置与前沿相垂直的断口外形,即:外形相同但尺寸稍小的一部分。这样可以让翼面后方的涡流向上方偏移一些,避开后方的翼面。
可以在翼面中间合适的位置上设置与翼面垂直的隔板。以此减少翼面后部分离气流的尺度,或将这个翼面后方的气流分组处理(利用或减弱)。隔板的尺寸一般要大于翼面横截面。