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[車評網]關于空氣動力學你真的了解嗎？

請拿出筆和紙 ， 寫下您能記住所有與汽車空氣動力學相關的名詞 。 我猜您最先想到的是cW（空氣阻力系數）——沒錯 ， 知道這個名詞含義的人應該是占大多數 。 正面投影面積？如果您想到了這個詞 ， 那還真是不容易 ， 畢竟大多數人并不了解這個詞的含義 。

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那您是否聽說過CAV ， CAH？這兩個詞分別代表前后輪的氣動升力系數 。 這確實有些超綱 ， 畢竟絕大多數汽車廠商在發布新車時并不會提及這兩項數據 。 然而 ， 對開發高性能跑車的工程師來說 ， 這兩個值的大小對加速性和最高車速至關重要 。 換言之 ， 工程師應盡量減少空氣阻力在車身表面上的作用面積 。 除了提升性能外 ， 這種方式還將對燃油效率帶來優化 。 另一個優化思路是將空氣引導至理想區域以最大程度地利用氣流——如何做到這一點？答案是 ， 降低車輛的氣動升力 。

盡管這是一種不錯的手段 ， 但最有效的依然是增加氣動下壓力 ， 即將CAV和CAH降為負值 。 “對于我們空氣動力學工程師而言 ， 最大的挑戰在于 ， 如何在不增加空氣阻力的情況下提升氣動下壓力 ， ”保時捷空氣動力學開發經理托馬斯·威根德（ThomasWiegand）如是說 ， 而這正是保時捷在打造高性能跑車過程中實施的設計理念 。

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例如 ， 保時捷911的造型可產生氣動升力 。 “（911）車尾擾流板的位置和角度可調節 ， 該主動式部件可顯著降低車輛的氣動升力 ， 從而確保車輛在垂直方向上的受力平衡 。 該部件的另一好處在于降低空氣阻力 ， 進而使油耗和排放得到優化 。 由于主動式部件僅在高速行駛時工作 ， 因此911的經典后驅特性在低速狀態下得到了保留 ， ”威根德解釋道 。 最近一段時間以來 ， 搭載旅行套件（TouringPackage）的GT3銷量不錯——從中我們可以得出結論 ， 并非所有購買者都喜歡擁有外置大尺寸尾翼 。

移除了外置大尾翼的旅行套件版GT3是否會因為氣動壓力不足而飛起？答案是否定的 。 保時捷工程師增加了車身尾翼的迎角并額外設置了擾流板分流棱邊 。 相比于搭載外置大尾翼的常規版GT3 ， 穩定性差異只有在賽道上的超高速狀態下才會體現 。

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設計和氣動下壓力是一對彼此對立的存在 ， 蘭博基尼的產品經理同樣非常清楚這一點：“當我們上市一款全新車型時 ， 就空氣動力學而言 ， （無外置尾翼設計）是個非常不錯的這種方案：易于駕駛且車速和靈活性能夠得到保障 。 在這種情況下 ， 前輪產生的升力能夠通過四輪驅動系統得到補償 。 未來 ， 我們還將在后續競速版車型上采用該方案 。 例如 ， 我們在HuracánPerformante上首次搭載ALA系統 ， 并在Aventador上采用SVJ系統 ， ”蘭博基尼空氣動力學負責人安東尼奧·特魯喬（AntonioTorluccio）解釋道 。

為了能夠在高速狀態下實現穩定性和橫向加速度優化 ， 如特魯喬所言 ， “3%至4%空氣阻力系數降幅”為可接受范圍 。 通常來講 ， 汽車的環流和穿流同樣需要優化 。 其中 ， 穿流有助于動力單元和制動部件的散熱 ， 而環流則會對駕駛表現帶來影響 。

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800馬力級跑車邁凱倫塞納的負責人馬庫斯·韋特（MarcusWaite）同樣將主動式空氣動力學視為關鍵技術：“這為我們提供了更高自由度 。 得益于此 ， 我們可以根據賽道的實際情況對平衡性和空氣阻力系數進行調節 。 ”邁凱倫跑車輕量化尾翼的重量僅5千克 ， 可同時作為氣動制動器和氣動下壓力生成器 ， 進而提升跑車的最高車速 。 該尾翼的迎角角度最高為25° 。 在車輛前部 ， 襟翼的作用與尾翼相反 。 此外 ， 邁凱倫跑車的車身高度可在競速環境下降低50毫米 ， 從而利用所謂地面效應以產生更高的下壓力 。 當然 ， 光滑的大尺寸車底表面是實現這一目標的前提 。

回顧歷史：在二十世紀70年代 ， Chapparal車隊和Brabham車隊曾對“風扇賽車”進行了試驗 ， 即在賽車上加裝風扇以抽出車底區域的氣流 。 如今 ， 擁有不同外觀的跑車是否可以在空氣動力性能上占據優勢？邁凱倫工程師韋特借鑒DRS（DragReductionSystem ， 即減少空氣阻力系統）并將其移植到量產跑車上 。 自2011年起 ， F1賽車搭載DRS可變式尾翼部件 。

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蘭博基尼AerodinamicaLamborghiniAttiva系統簡稱ALA（Attiva即意大利語中尾翼的意思） ， 區別于常規可變式尾翼 ， 而是在車身前后區域設置可開閉導流孔 。 在導流孔開啟的狀態下 ， 空氣阻力降低；在閉合的狀態下 ， 啟動下壓力升高 。 車尾導流孔支持單側開閉 ， 增加低附著力后輪的摩擦力 ， 從而使CAH降至負值區間 。

在特魯喬看來 ， 這是一項具有未來潛力的技術：“在確保風翼剛性的前提下 ， 車輛輕量化得以實現 。 此外 ， 主動式部件的響應時間很短 。 ”尾翼的尺寸無需過大：“單位面積可承受的載荷非常高 。 對以競速為主要使用場景的高性能車來說 ， 外置尾翼仍是產生氣動下壓力最有效的解決方案 。 ”

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保時捷采用了區別于邁凱倫和蘭博基尼主動式風翼部件的方案 ， 而是仍然在911的衍生車型GT2RS和GT3RS上采用大尺寸外置尾翼 。 其中的一個原因在于 ， 保時捷采用了后輪轉向系統 。 事實上 ， 后輪轉向與空氣動力性能彼此影響：在高速狀態下 ， 后輪與轉向輪保持相同的方向 ， 換言之 ， 車輛的等效軸距被拉長 ， 駕駛穩定性得到提升——而這恰恰是空氣動力學本應起到的作用 。 保時捷空氣動力學專家威根德認為 ， 主動式系統將是未來的發展方向 。 同底盤之于駕駛特性一樣 ， 擾流板、風翼和可調節冷卻氣流將同樣扮演重要的角色 。

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首款搭載電動伸縮式尾翼的車型為1989年上市的911Carrera4（964） ， cAH從0.18降至0.02 。 保時捷對空氣動力學優化部件的開發從未停歇 ， 目前正在對一種全新材料進行研究：該材料的形狀可根據電壓和溫度的不同發生改變 ， 進而優化空氣動力性能 。 既然車輛的物理尺寸很難不斷縮小 ， 那么未來 ， 車輛的所有空氣動力學參數是否都將變為可主動式調節？這確實是個不錯的研發方向 。 [車評網]關于空氣動力學你真的了解嗎？