Author / 蟹爪朝天
在《赛车空气动力学》这个系列中,咱们抛弃那些杂乱的公式,只来扼要说一些和赛车有关的空气动力学原理,以及在车辆规划、调校中对空气动力学的实践使用。
悬挂等部件发生的机械作用力主要在低速行进中起作用。整车外形发生的空气作用力主要在高速行进中起作用。
在一条高低速弯兼备的赛道上,车队通常会经过悬挂和尾翼等部件别离设定车辆在低速弯和高速弯中的控制特性。想要赢得更好的成果,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使用中,主要是要考虑:经过流线外形减小风阻系数、尽量减小正面顶风面积、引导并使用气流。常用的规划办法是:流体仿真模仿、油泥模型风洞测验、实践赛道测验等。
此系列共有八篇内容
- 01 空气的特性
- 02 赛道战略
- 03 扰流板Spoiler
- 04 翼面Wing
- 05 车底气流
- 06 乱流区
- 07 导流部件
- 08 其它空力规划
前期回忆
车底气流
这次咱们来说说关于车底气流。这是一门技能更是一门学识。
在平常家用车时咱们或许感觉不到车底规划的方法对咱们的驾驭会发生什么样的影响,可是当你开上赛车在跑道上奔驰时,车底的规划就非常重要了,规划的奇妙,科学化,就会使赛车愈加安稳,愈加能到达其机械的上限,并对成果有不小的影响。
如下图所述,底盘平面恰当的斜度有利于底盘下气流的快速导出。
不考虑悬挂等机械下压力,也不考虑尾翼等其它空气下压力部件的影响,独自就底盘平面的斜度来说,前低后高的斜度确实能够让车底气流更好的导出,从而进步车辆全体的空气下压力。
但这样带来的空气下压力是偏重于车头的,会带来后轮的不安靖及转向过度倾向。
即:车头的空气下压力收益大于车尾空气下压力的收益。
好在除了底盘外,车头没有太多能够大幅添加空气下压力的部件,而车尾有个尾翼。此刻,尾翼在某些特定的程度上也是补偿或者说平衡了前后轮之间的空气下压力的差异。
当车顶空气压力大于车底时,二者压力差越大,空气下压力也就越大。
一切除了用扰流板等部件增大车顶向下的空气压力外,还能够经过减小底盘和地上之间的空气压力,让车顶和车底的气压差更大一些。
尽量削减进入底盘下方的空气量、尽量进步底盘下方空气的流速,以减小底盘下方的空气压强。
比方渐渐的变多的一般原厂车型,将底盘下外表尽量平坦化的作用之一便是增强地上效应。
将地上效应使用到极致的车型大概是Toyota 7,底盘四周简直和地上贴合,并在车尾设置了两个电扇从底盘下向外抽气。
一些开轮赛车(Open-Wheel Race Car)会在车头设置一些小翼。这些小翼能高效取得下压力的原因主要是源于其本身的或在其所能影响到的底盘部位的地上效应。
一些改装赛车来说,能够用聚碳酸酯等原料的平板将后部底盘关闭平坦。
特别是从原厂油箱后部到后杠下沿之间的部分。这样的平坦化改造能够很好的削减后部备胎圆、后杠前方等部位的不平坦和空泛。
一方面是能够加速底盘下方的空气流速,削减整车下部的空气升力。
另一方面是在车尾,独自或者说更大起伏的削减了车尾的空气升力就等于进步了车尾的安靖性,不然大都原厂车型后杠之前的空泛会导致激烈的乱流。
考虑到间隔比后轮更远,这个整车最远端的乱流区的空气升力对后轮附着力的影响仍是不小的。
当然,在这样规划时也要考虑差速器、排气管等部件的散热问题。假如原厂油箱现已拆除了,那油箱部位留下的巨大空泛就更应该尽量关闭平坦了。
一些原厂车底盘的平坦化部件是并不非常润滑的绒毡板。
绒毛导致的细小不平坦会带来较厚的粘滞层(边界层)和小型乱流。粘滞层越厚,其内部的空气摩擦力也就越大,小型乱流多了,也很简单导致大型乱流的发生。
所以,假如寻求极致功用的话,这些统筹了隔音功用的板子是不能承受的。
能够换成一些外表润滑的板子。同理,在加装了一些底盘强化杠后,底盘的平坦性和压力区的散布也会有改动。
车底空气压力区或者说压强散布的改动,多少都会影响到高速状态下整车的控制特性。
车底前部空气压力增大或后部空气压力减小,会导致前轮笔直负载削弱,或者说车头仰角会稍微上升。
低速弯或许感觉不出来,但在一些高速或全油门弯中,这种负载的改动就或许会带来转向缺乏。考虑到这一点,假如不是寻求修理的便利性,仍是装置一款平坦些的引擎下护板吧。
影响赛车地上效应的几个要素
- 从旁边面溢出及进入的空气量
- 底盘平坦度,即:底盘下外表外侧的边界层状况
- 车尾气流流出时的分散状况,即:分散器的规划
- 根底环境气压
- 尾翼和前翼的空力作用,及其导致的前后底盘高度差异
- 车轮卷起的气流导致的底盘下空气不安稳
- 悬挂运动导致轮井邻近底盘下空气不安稳
- 引擎舱向后排出高温气体对底盘下空气数据的影响
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