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Author / 酷樂汽車
# 空氣動力 #
# 下壓力 #
# 底盤 #
底盤動力學(xué)又被稱為grand effects,在F1中尤其重要。
質(zhì)量越小,慣性越小,越容易加速,容易轉(zhuǎn)向。所以很多時候,輕量化是增強性能的最佳途徑。
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慣性小的車在轉(zhuǎn)彎需要的抓地力也小,但是一味減重會讓抓地不足,這時候利用車體表面空氣流動獲得足夠的下壓力,就很重要。
對于汽車,尤其是性能車和賽車來說,空氣動力學(xué)的效果是如此的明顯,因為它能夠提高超大的下壓力。
提升下壓力總是靠大尾翼嗎?
不一定!
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請看法拉利F40進化到法拉利488GTB,大尾翼就消失了。
為什么極速差不多的兩款超級跑車,3.0秒百公里加速的488 GTB為何取消了F40那種大尾翼來獲得更大的下壓力來賺更多的抓地力呢?
你猜測,488全新設(shè)計的車身外表可以巧妙利用車身表面的空氣和一些特殊的進氣結(jié)構(gòu)獲得足夠的下壓力。
但是,你錯了,是有其他的方式可以提供下壓力了!
ground effects!
法拉利給488 GTB提供了F1中的ground effects技術(shù)支持。
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如圖所示,F(xiàn)40的尾翼干擾尾部氣流,讓尾翼下方的氣流速度快于上方的氣流,然后獲得了更大的下壓力。
但是488放棄了尾翼,因為有了groundeffects,488 GTB可以比有尾翼的F40獲得更大的下壓力,而且需要的速度反而更小。
#1 伯努利原理:速度快的流體壓強會變小
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如圖所示,左邊的由于截面小,所以速度快(因為流體是連續(xù)的,這樣的話空氣的通量才會保持一致),壓強就要小于右邊的粗管子(看下方的水位高度)。
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汽車運動的時候底盤和地面接觸的部分由于截面小,所以類似地速度也會變大,所以壓強變?。ㄟ@個壓強是向上頂?shù)?,所以越小越好),最后結(jié)合底盤上方的向下的壓力,就有一個向下的壓力差了。
所以跑車都很低很低。
# 粘滯力(viscosity)和Couette flow效應(yīng)
ground effects的關(guān)鍵是利用了Couette flow效應(yīng)。
汽車高速運動的時候,如果我們假設(shè)汽車靜止,那么地面帶著空氣往后退,然后由于粘滯力(viscosity),汽車底盤會使與之接觸的空氣速度變小。
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從底盤到地面,空氣流動速度會有一個速度差,接觸底盤的部分空氣流速更慢,但是接觸地面部分不太有影響。
根據(jù)#1的伯努利原理,地面層的空氣會把車輛往下吸。
在F1上,這種效應(yīng)就越發(fā)的明顯。
# F1究竟有多快 #
總結(jié)來說,讓這輛穩(wěn)穩(wěn)的在地面高速行駛,不僅靠車身的空氣動力學(xué)和大尾翼,更多的是依靠伯努利原理的壓力差和粘滯力(viscosity)所產(chǎn)生的ground effects。既然ground effects不可避免,善用好的話,可以在不用大尾翼的情況下達到合適的下壓力(大尾翼一定會增加風(fēng)阻,那必然會降低極速),穩(wěn)定車身的情況下,可以適度的提高效率。所以,改車還得學(xué)習(xí)好,底盤奧妙真是多??!