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2025-01-26 17:19:02

  本届F1中国大奖赛盛况空前,对待赛车迷来说堪称一场困难的“嘉时光”,久违的发起机轰鸣热浪、赛车的追风逐电,激发了全场山呼海啸的掌声与召唤,令赛车迷久久回味。

  正在航空迷眼中,正在这局面于地表速率的竞赛中,每一个转弯和直道都见证着气氛动力学的无形“大手”怎么将赛车稳稳地按正在赛道上,让它贴地翱翔,高速过弯。也是这双气氛动力学的“大手”托举着飞机冲上蓝天,给与人类一双羽翼。

  F1赛车之以是能贴地翱翔、飞机之以是能飞上蓝天,都有赖于气氛动力学。图为意大利“三色箭”翱翔献艺队(行使MB-339训练机)以9机编队的招牌举动,为F1意大利大奖赛献艺帮兴。

  飞机之以是能飞起来,一种方便的表明是:气氛流过机翼(常常是上表面向表弯曲的水平较大、下表面相对较平)的上下表面,上表面气氛流速加疾、压力变幼(遵循伯努利定律);下表面的气氛流速减慢、压力变大。上下翼面的压力差酿成了托举飞机飞上蓝天的升力。

  20世纪60年代末,后翼(也有称之“尾翼”)被引入F1赛车的计划中。自此,前翼和后翼就成了F1赛车上的标配。

  比拟于,机翼(上图)升力的发作,将其颠倒动作F1赛车的前后翼,就将发作“负”升力,对赛车的下压力。

  当气氛流经F1赛车前后翼,下翼面气流流速高、压力幼,上翼面的气氛速率低、压力大,从而发作了“负”升力,即气氛对赛车的“下压力”。

  这双无形的大手“下压力”让F1赛车得以牢牢地捉住地面。云云一来,正在直道少、弯道多的F1赛道上,F1赛车就也许以尽能够高的过弯车速、更好的操控性、更安静地通过弯道(特别是高速弯道),帮帮赛车手创造更好的围场战绩。

  当F1赛车的“死板抓地力”(全赖于汽车本身质料、轮胎和悬架编造等)靠拢极限时,工程师们就要依赖气氛动力学来创造“下压力”。

  20世纪60年代,美国德克萨斯赛车手兼汽车计划师吉姆·霍尔(Jim Hall)率先正在他的Chaparral2E和2F跑车上装置了后翼。

  F1莲花(Lotus)车队的创始人、赛车计划师柯林·查普曼(Colin Chapman)很疾将后翼引入他的车队F1赛车上。结果是立竿见影的:高速行驶中后翼发作了更大的下压力,大幅降低了赛车过弯的速率和安静性,竞争功效由此不息改进。

  20世纪70年代的航空工夫早已进入了喷气期间,跨入了超声速期间。以是,赛车工程师从航空周围模仿一下,给赛车装上机翼,这算不上是什么思入非非。

  不表,最初前翼和后翼正在赛车上的计划照样比力简陋的。比方,全宽后翼通过螺栓固定装置正在后悬架上,或者由悠长的支柱(长度4英尺,约1.2米)来更高地支持起来。

  也因而,有时气氛动力那双无形的大手会将前后翼直接压塌,以至威迫赛车手的安笑。这也让F1礼貌做出窜改,对前后翼的高度、宽度、身分等做出越来越苛刻的轨则,它们被恳求计划正在赛车较低的身分,也开首与车身动作一个完全来一切计划。

  半个多世纪从此,正在苛刻、繁琐的F1礼貌局限下,正在各家车队对机能的弃取,以及工夫途径赛车表观通过了一次次迭代以至巨变,这也好像航空周围的战争机正在气动表形上的变革——六合之中的它们,表形之变无不是来自气氛动力学那双手的塑造。

  “将机翼颠倒装上赛车”后,F1赛车的计划倾向爆发了巨大转移,象征着气氛动力学开首正在F1赛车上饰演越来越主要的脚色。

  气氛动力学不单正在一年又一年的新赛季中“再造”着各家车队新车的表观,也险些主宰着一辆赛车的十足机能。特地是跟着发起机研发、轮胎性格等变量趋于安静,气氛动力学开拓所带来的机能上风将直接决议新赛车是“火星车”照样“地球车”。

  一型飞机的计划离不开风洞测试、谋略流体力学(CFD)软件模仿等,一款F1赛车的计划也同样如斯。

  正在为F1赛车装上“颠倒的机翼”后,那些盘绕机翼的一系列气氛动力学周围的表面定律、效应,爆发正在机翼上的各种气氛动力学合联的地步,也都正在贴地翱翔的F1赛车前后翼、扰流片(整流片)等赛车上表面的气氛动力装备上处处应验和爆发着,囊括但不限于伯努利定律、文丘里效应、畛域层表面、流过F1赛车的湍流、失速地步、地面效应、康达效应等。

  正在航空周围常见的,如通过翼刀、翼尖幼翼来梳理、开导气流的气动计划等“幼权谋”,正在F1赛车的气氛动力计划上也有着相像行使。

  位于前翼后的车轮发作的涡流会直接影响到整车的气流流场。2022年F1新礼貌下的新赛车,正在轮胎上方增补了扰流翼片,它的展现将节造前轮涡流,避免它捣蛋汽车其他个此表流场。

  合于目前F1赛车身上的计划“幼脑筋”以及那些能够会影响F1赛车的成分,来日的作品中咱们延续聊。

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