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空氣動力學與車身構造的影響

要快哦: 問提問者：網(wǎng)友 | 2017-04-15

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　　空氣動力學簡介　　空氣動力學是流體力學的一個分支，是研究空氣或其他氣體的運動規(guī)律，空氣或其他氣體與飛行器或其他物體發(fā)生相對運動時的相互作用和伴隨發(fā)生的物理化學變化的學科。它是在流體力學基礎上隨航空航天技術的發(fā)展而形成的一門學科。　　空氣動力學的研究內容根據(jù)空氣與物體的相對速度是否小于約100米／秒(即時速360公里/小時，注，也有根據(jù)時速400公里為界來劃分的)，可分為低速空氣動力學和高速空氣動力學，前者主要研究不可壓縮流動，后者研究可壓縮流動。F1賽車的研究的內容便屬于前者。此外，根據(jù)是否忽略粘性，還可分為理想空氣動力學和粘性空氣動力學。　　F1空氣動力學研究的目的與核心手段　　在F1中，空氣動力學研究的核心目的是在保證賽車獲得足夠下壓力的情況下?lián)碛凶钚〉目諝庾枇?，以提高賽車的速度和高速行駛的穩(wěn)定性，所有為空氣動力學服務的部件被稱為空氣動力學套件。　　據(jù)專家統(tǒng)計，目前F1車隊在空氣動力學上的花費已占到其整個車隊年度預算的15%，是僅次于發(fā)動機研發(fā)的第二大支出項目。在這一筆巨大花費中，其中相當部分投資于風洞建造和測試。風洞 (Wind Tunnel)是一個大型隧道或管道，在管道的中間，安裝有一臺巨型電扇，它可產生強勁的力流，經格柵等裝置整理減少渦流后送入實驗段，吹動放置在其中的實驗模型。　　現(xiàn)代風洞的主要作用是將賽車模型放在內部的鋼鐵傳送帶上模擬賽車在路面上的各種情況。在風洞試驗中，巨大碳纖維風扇極限轉速可以達到600轉/分，驅動引擎的峰值功率更可達到讓人咋舌的4000匹馬力。如此強大的動力可以在30秒內將靜止的空氣加速到300公里/小時，此時托起賽車模型的傳送帶則模擬賽車在比賽中的各種路況和車身姿態(tài)，最大限度保證模擬的真實性和有效性。通過對采集到的數(shù)據(jù)進行綜合分析，可以準確地檢測到賽車在路面上受到各種因素干擾時的狀況。這種模擬可以將賽車空氣動力學部件的精度提高30%。如今，領先的F1車隊都不惜巨資(一套現(xiàn)代化的F1風洞造價高達4500萬美元以上)，建設自己專屬的風洞，以便及時和準確地研究賽車的氣動效果，改進賽車的氣動套件，獲得克敵制勝的殺手锏。　　F1空氣動力學研究最核心的三個方面　　在空氣動力學實驗中，工程師們最關注的主要是三個方面的內容：下壓力、阻力和靈敏性(敏感度)。巨大的下壓力可以提高賽車的過彎極限，但是在理想狀態(tài)下，下壓力的增加不應當帶來賽車阻力的增加，但是不可避免的卻會犧牲賽車的部分極速。賽車的空氣動力學靈敏性(敏感度)則是指賽車的狀態(tài)性能對于空氣動力學環(huán)境改變時自身變化的強弱，例如由不平整的賽道路面帶來的賽車翼片以及底盤和路面距離之間的頻繁變化時，賽車性能所受到的干預強弱。　　F1空氣動力學逆流而上　　每個賽季，國際汽聯(lián)都會對空氣動力學規(guī)則做出修改。2004年，賽車的尾翼被減至兩片，2005年，前翼高度抬高5厘米，首次限制擴散器高度；2006年，F(xiàn)IA又要求前輪軸心之后330毫米以內，參考面30毫米以上的區(qū)域不得安裝任何空氣動力學套件。雖然FIA不斷為技術發(fā)展設置障礙，但是F1賽車速度的提高從來就沒有停止過，這正是空氣動力學的研究價值。: 回答者：網(wǎng)友

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