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超跑秘密(四):看不見的空氣動(dòng)力學(xué)效應(yīng)

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車身表面的空氣動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)

  首先要說明,作為民用級(jí)的超跑,其車身表面不能遍布像賽車一樣經(jīng)過大量風(fēng)洞試驗(yàn)、紛繁復(fù)雜并對(duì)車身氣流的疏導(dǎo)起到承前啟后作用的翼片,因?yàn)檫@將使得車輛看上去不是特別具有美感。而根據(jù)車輛的品牌傳承、設(shè)計(jì)理念、市場(chǎng)定位等因素,絕大部分超跑在外形上都遵循了光滑、流暢的設(shè)計(jì)原則,這也使得空氣從車輛四周平緩流過,將阻力減至最小。

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  其實(shí)仔細(xì)觀察超跑的側(cè)面造型,就不難發(fā)現(xiàn)從車頭至車尾的線條呈中間高兩邊低的弧形,而車底則十分的平坦,而這個(gè)形狀十分類似機(jī)翼的截面。當(dāng)在單位時(shí)間內(nèi),氣流流過這個(gè)機(jī)翼形狀的物體時(shí),由于車體上方的路程相對(duì)更長(zhǎng),所以上方流過的氣體一定較從車體下方流過得快,如此一來便會(huì)產(chǎn)生一股浮升力。

  隨著車速的提高,浮升力會(huì)加大,同時(shí)下壓力的損失也在加大。雖然車體上下方的壓力差可能只有一點(diǎn)點(diǎn),但是由于車體上下的面積較大,微小的壓力差便會(huì)造成明顯的抓著力的差別。一般而言,車尾更容易受到浮升力的影響,而車頭部分也會(huì)因此受到牽連,導(dǎo)致操控穩(wěn)定性差。

——車頭部分

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  超跑的前機(jī)艙蓋配合傾斜角度很大的前風(fēng)擋玻璃本身可以產(chǎn)生一些下壓力,由于很多超跑都采用發(fā)動(dòng)機(jī)中置或者后置的布局,所以前機(jī)蓋通常留給空氣動(dòng)力學(xué)的設(shè)計(jì)人員較大的發(fā)揮空間,比如通過在機(jī)艙蓋上開槽的方式來對(duì)氣流進(jìn)行合理的引導(dǎo),從而額外產(chǎn)生一部分的下壓力。

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法拉利法拉利F12berlinetta2013款 6.3L 標(biāo)準(zhǔn)型

  隨著材料學(xué)的發(fā)展,工程人員開發(fā)出了一種被動(dòng)可變形的擾流翼,這項(xiàng)技術(shù)曾經(jīng)打著技術(shù)規(guī)則的擦邊球在F1中短暫出現(xiàn)過,不過后來還是被禁用,但是這并不妨礙它在民用車上的大展拳腳。這種翼片由柔性良好的材料制成,彎道時(shí)由于車速較慢,導(dǎo)致風(fēng)阻系數(shù)較低,使得翼片基本保持原先相對(duì)陡峭的形狀,一旦車輛高速行駛,更大的風(fēng)阻系數(shù)會(huì)把翼片吹得更平,有助于減小空氣阻力。

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  對(duì)于超跑來說,“快”是它們一個(gè)最為顯著的標(biāo)簽,但是也不可忽視它們所擁有的強(qiáng)大制動(dòng)能力,若要使制動(dòng)系統(tǒng)在連續(xù)高負(fù)荷的條件下穩(wěn)定工作,則少不了散熱系統(tǒng)的輔助,所以流經(jīng)車頭的一部分空氣就需要合理地導(dǎo)入到制動(dòng)系統(tǒng)來為其散熱,而這也屬于對(duì)空氣動(dòng)力學(xué)效應(yīng)的應(yīng)用。

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——車身中部

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  車身中部通常是空氣動(dòng)力學(xué)很少做文章的地方,工程師更多的是對(duì)現(xiàn)有的車身部件進(jìn)行優(yōu)化,比如凸出車身的后視鏡往往會(huì)擾亂行進(jìn)中順暢的氣流,如果能夠很好的對(duì)其加以利用(比如它伸出車外的距離、大小、造型等),后視鏡還能起到梳理氣流的作用,車尾部在接受到這些平穩(wěn)順暢的氣流后,也可以獲得更高效的空氣動(dòng)力學(xué)特性。此外將門把手設(shè)計(jì)成隱藏式的,都可以減少亂流的產(chǎn)生。

蘭博基尼蘭博基尼Gallardo2013款 LP 560-4

  由于很多超跑采用發(fā)動(dòng)機(jī)后置的布局,所以在車門后方會(huì)開有相應(yīng)的進(jìn)氣孔,一部分氣流用來給發(fā)動(dòng)機(jī)提供進(jìn)氣,另一部分則用來提供散熱。

——車尾部分

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  前面提到車尾部通常是一輛車最需要下壓力的地方,首先是車尾在高速行駛時(shí)更容易產(chǎn)生升力。其次很多超跑都采用后輪驅(qū)動(dòng),所以車輛后部更需要充足的下壓力來確保抓地力。此外氣流流經(jīng)車尾后由于失去了車身的依附,從而變得混亂不堪,這種亂流會(huì)破壞車輛的行駛穩(wěn)定性,車速越高越明顯,所以針對(duì)車尾部的氣流疏導(dǎo)顯得十分必要。

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