赛车技术-F1赛车中的地面效应由来和影响因素

发布时间:2021年01月06日 18:30    阅读次数:4286    返回列表

几十年来,F1的赛车设计一直都离不开“空气动力学“这个概念。F1赛车的地面效应,你知道是怎么由来的吗?有哪些因素会影响地面效应呢?


地面效应”是指由革新的空气动力学套件,为转弯赛车建立起的一种吸地效果。


也就是说,通过一些相当有趣的车下功夫,这些F1机器实际上是被“粘”在了赛道上,从而创造出了天外来客般不可思议的转弯速度。



影响赛车地面效应的几个因素:


从侧面溢出及进入的空气量

底盘平整度,即:底盘下表面外侧的边界层情况

车尾气流流出时的扩散情况,即:扩散器的设计

基础环境气压

尾翼和前翼的空力效果,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稳定

悬挂运动导致轮井附近底盘下空气不稳定

引擎舱向后排出高温气体对底盘下空气数据的影响


在F1这项赛事刚刚起步的时候,赛车的车身都是纤细的流线型,我们称它为“雪茄车”。设计成雪茄形状的目的就是为了让赛车产生尽可能少的空气阻力。


1968年,Lotus 49引入了倒立机翼(现在称为“尾翼”),这一举措彻底改变了F1方程式赛车的历史。

这项技术是为了让赛车能够提供更强的下压力,将赛车牢牢地吸附在赛道上。



然而仅仅靠尾翼来产生的下压力远远不够,好在由于赛车车身有一个非常大的表面,设计师开始研究如何让赛车底部产生大量的下压力,至今,这仍然是F1赛车下压力的最大来源。


这时候,莲花的设计师为一级方程式的世界带来了地面效应相关的空气动力学,在1977年首轮比赛阿根廷站上,带来了地面效应赛车莲花78的首秀。


莲花78赛车采用了侧裙设计,从车身边缘一直延伸到赛道表面,在没有定风翼的作用下,能够在赛车下方产生更低气压,带来巨大的下压力。




当你看到现在的F1赛车时,你会注意到它们身上有大量的空气动力套件。其中大多数都是为了使底盘和扩散器造成的地面效应最大化,因为赛车超过50%的总下压力来自它的底盘。


赛车下方的空气流动得越多,速度就越快,空气的压力就越低,造成低压区从而产生巨大的下压力,这对前翼和尾翼都有很好的影响,提高了它们的气动性能。


除了用扰流板等部件增大车顶向下的空气压力外,还可以通过减小底盘和地面之间的空气压力,让车顶和车底的气压差更大一些。


一些开轮赛车(Open-Wheel Race Car)会在车头设置一些小翼。这些小翼能高效获得下压力的原因主要是源于其自身的或在其所能影响到的底盘部位的地面效应。



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