來自賽車場的科技-空力設計

2017-11-08 11:51:44

確保高速穩定性

在激烈的賽車場上,空力套件可是攸關車輛操控好壞的重要關鍵,尤其速度愈高時愈顯重要,而空力套件的設計目的在追求足夠的氣流下壓力,提高車輛在高速行駛時的穩定度,把車輛牢牢定在地上,若再配合底盤氣流整合製造真空效應,便能大幅提昇高速穩定度,而且速度愈高效果愈大,為了讓大家進一步認識各個空力套件的作用效果,筆者將一一位大家介紹。

最重視空氣力學的車種當以F1方程式賽車莫屬,也因為如此即時同一車隊的賽車,不同年份的車款就會有截然不同的外貌,愈新的車款,車體上的空力設計愈複雜。

首先是最常看到的車頭定風翼或前下擾流,設計目的在讓高速氣流對車頭產生額外下壓力,抑制車頭上揚,提高車頭穩定度,同時並彙整車頭氣流,讓氣流通過車頭之後能夠被導向設計者需要的地方。至於許多改裝車或賽車都會加裝的後尾翼(Spoiler),目的同樣在提昇高速行駛車尾的穩定性,抑制汽車上浮,使汽車能緊貼著道路行駛,從而提高行駛的穩定性。

所有的F1賽車的前後都安裝有定風翼,它們?車體提供了近60%的下壓力,保證了300km/h以上的高速下,輪胎具有足夠的抓地力來保持車身的穩定性,使車輛能穩定的切換車道進行超車。

除了尾翼能提供明顯的空力效應外,還有一項許多賽車或超跑車尾底部都會看到的部品也須特別介紹一下,那就是擴散器(Diffuser) 。擴散器外型就像一塊向上彎曲的板子,其上還設有許多垂直的隔板,且由前向後逐漸擴大,產生一個需要被流經的空氣填滿的廣大空間。

擴散器之所以能產生作用,主因在於它可以讓通過車底的混亂氣流,利用整理好的軌道加速流出,相當於一個抽風機,不斷將從車輛前部進入車底的空氣向後抽出,由於車底尾部的氣流快速流出,因此會在車底產生了一個真空低壓區,可將整部車吸在賽道上。不過擴散器要發揮作用,除了車輛須擁有平整化底盤外,車體上方的空力設計也須相互搭配才行,前者須負責導引氣流到擴散器,擴散器才能發揮作用,後者須讓氣體流經的長度變長,才能讓車頂的氣壓比車底高,進而產生下壓力,最好的方法就是加裝一支尾翼,就像F1賽車一樣。

F1賽車擁有最複雜的車底擴散器,其負責產生總下壓力的40%左右,使得F1賽車研發部門都會將提高擴散器效能視為重點工作。

車尾底部擴散器的外型,就像一塊向上彎曲的板子,其上還設有許多垂直的隔板,且由前向後逐漸擴大,產生一個需要被流經的空氣填滿的廣大空間,會這樣設計是有原因的。

 

  

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