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你见过的赛车尾翼有哪些?

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[资讯-牛车网]

牛车网网友准备好 问:

你见过的赛车尾翼有哪些?

牛车网网友纯情小火机 答:

尾翼,称为“尾部扰流板”,有单层和双层两大分类,而论其制造材质,又有铝合金、玻璃纤维、碳纤维,凯夫拉复合材料等等,其工作方式也有、固定式、手动可调和自动调节三种。它的诞生目的不是为了视觉效果(尽管民用车型就冲着它的造型而去),而是为车辆在高速行驶时提供更为优秀的下压力。

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汽车在正常行驶过程中,分为纵向、横向和上升三方面的阻力影响,随着车速的攀升,空气阻力也就更加明显。而高速激烈驾驶时,车辆更容易出现转向不足、转向过度、轮胎抓地力不足等问题。尾部扰流板的安装能大大降低这种现象,而追求速度的赛车,都会安装有尾翼这个部件。

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【Formula 1(F1)】

F1的赛车一直是集高科技、高逼格的产物,其尾翼设计也不例外,从上世纪60年代开始,F1赛车已经装上尾翼部件,而F1的每一个部件都有明确的作用,前翼主要提供前轮下压力,而后尾翼提供后轮下压力(另一半下压力由后下扰流扩散器提供),高高的尾翼很轻易能为F1赛车的高速疾走提供下压力,但也容易产生巨大的前进阻力,而在大直道上表现尤为明显。所以,科技含量越来越高的F1赛车,其车队会根据每一条赛道的特性去分析、计算、设定前后翼的角度,直到2011年,F1赛事引入DRS可调式尾翼,DRS全称是Drag Reduction System,中文意为减少空气阻力系统(见图说),但是,尾翼也收到严厉的赛事规则而影响尾翼的宽度、扰流板的数量等细节。

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不同的赛车、不同的设计;不同的赛道、不同的设计,这就是高逼格的F1赛车设定。

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DRS系统(下图蓝圈)主要是为超车准备的,其结构很简单,用一个液压机构将襟翼从通常位置(关闭)顶到一个更高更平的位置(打开)。襟翼放平后,其下压力会减小,阻力也随之减小,这就提高了赛车尾速,使后车能 够获得10-15kph的速度优势。

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下图为尾翼端板的百叶设计,主要用来平衡翼尖附近的气压、防止涡轮产生。

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2017年度,F1赛例将会有新的变化,其技术规则大改的核心就是让更多的下压力产生于底盘的部位,通过让底盘更接近地面而产生强大的下压力,也将使得赛车与赛车之间跟车的状况,所产生的下压力不再那么敏感了。

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【WRC(世界汽车拉力锦标赛)】

WRC(世界拉力锦标赛)与F1赛车在固定赛道高速呼啸而过不同,WRC赛车在赛道上潇洒地漂移,高速跳跃时所带来的精彩画面远比高速狂飙的F1赛车更有观赏性(见仁见智吧)。而刚刚说了,F1赛车的尾翼能提供下压力,也怕被下压力影响比赛成绩,WRC赛事的特性也说明这一点。

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WRC赛事有一个重要的特点——参赛车辆必须为各大汽车厂家年产量超过2500辆的原型轿车,除了对WRC赛车车身全面强化,底盘悬挂与量产车截然不同,对车型的性能稳定性有非常高的要求,尾翼设计也是一大特色。

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WRC身为最严酷的赛事之一,赛车要在世界各地的雨林、泥泞、雪地、沙漠、山路等路况进行比赛,同时,尾翼设计也和日常街车有很大不同。那么,WRC赛车上常见的双层尾翼设计,究竟有什么不同呢?

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我们常常说:尾翼能提供下压力,然而,尾翼不一定完全是提供下压力,其实,它还有扰乱后部气流、减少空气阻力的作用。空力套件提供的下压力必须是均匀、有明确目的性的安装在车体上,而WRC赛车在比赛时,时而飞跃离地、时而贴地飞行。所以,尾翼设计的基本要求要符合这两大特点——既要上佳的下压力、漂移时的稳定性、又要出色的扰流作用,关键时刻还能顺利“起飞”,不然,就对不起它的全身上下都是昂贵的改装项目了。

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【Le Mans(勒芒赛)】

勒芒24小时耐力赛是世界上最艰苦的比赛之一,而比赛组别主要分LMP、LMPGTP、LMGTS、LMGT四组,各种不同排量和不同组别的赛车同场竞技,最后分别计算成绩。不同于其他赛事,它不仅需要车厂打造一款最快的赛车,还需要是兼具超高的稳定性,同时油耗方面也有一定要求(比赛中尽量少的进站而加油)。

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空气动力学方面,很多人会拿LMP1赛车与F1赛车进行对比——究竟谁的空气动力学更出色?如果按照个人理解,LMP赛车行进的空力阻力和车身乱流比F1赛车的少,这是因为LMP1赛车的车轮被车身包裹,整体的流畅性更好,但是,F1赛车的提供下压力比LMP1要更出色。不过,稳定性和油耗、车重的因素,以及硬性条件的车灯设计等方面考虑进来,LMP1和F1对比很难有统一答案。

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LMP组别的赛车尾翼,是一种类似于飞机垂尾的F-DUCT设计,主要作用是在赛车过弯时,阻隔由于引擎盖存在而在背风区产生的涡流现象,这种交替出现的涡流会对赛车的高速稳定性造成不利的影响。它的工作方式是让尾部的乱流下压力生成量骤减,行驶阻力下降,进而提高直线速度。

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车轮高速滚动的情况下会产生一个后上方的高压区,如果不处理会产生很大的乱流阻力,所以,高性能车子为了缓解这一现象会在这个区域开孔导气。而可变尾翼也是来自F1参考,在F1中叫它失速尾翼(上述所述的DRS系统),早在是2010年就应用在迈凯伦MP4-25赛车上。

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流畅而夸张的车尾,让空气汇聚于车尾,通过尾翼割破漩涡而减少空气阻力,并有序地分散出去。

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纵观勒芒大赛历史,前58届的冠军得主均被欧美车手垄断。1991年的第59届比赛中,杀出个黑马一马自达787B一举夺魁。参赛的3辆787B赛车全部挤进前10名,除了“开挂能力”极强的转子引擎得到实力检验,另外,其空气动力学的巨型尾翼也功不可没。

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【DTM(德国房车大师赛)】

DTM在房车比赛类型中属于最高级别的比赛,也代表整个欧洲水准最高的赛事。它被誉为“披上房车外壳的F1”。然而,如今的DTM已经成为了德国三强竞相争冠的斗兽场了。

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DTM赛车是独立研发制造的,和量产车型一点关系都没有,唯一有关系的是赛车的上半部分。但是,他们统统采用通用型的碳纤维单体壳座仓,也就是说,奔驰、宝马、奥迪的DTM赛车底盘车架都是一样的(省不少研发费用)。剩下了的部分,就是以“量产车的外形”各自设计的空气动力学。

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所以说,DTM拼的也是空气动力学,而且还有团队战术,车手的个人能力,这也和F1相似。其实,DTM 赛车与Super GT 500组别的速度很接近,但DTM赛车轻量化要比Super GT更好,不过,DTM马力还要低一些,而上上下下的“风刀”组件和倒叉式的大型尾翼能提高优异下压力,但因马力小、下压力大、所以,其速度并不快。

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尽管“天鹅颈”尾翼的造型相同,不过,车队可以通过自身经验设定扰流板的角度,以改变空气动力学设定。

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【Super GT(日本GT锦标赛)】

Super GT系列赛事的组别与FIA GT分组类似,以市售的量产车型为基础打造,并限定赛车的输出而分成GT500和GT300组。事实上,它们也是“披着量产车外壳的狼”,其中GT500组则是“群狼”的代表。

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Super GT有一大特色,成绩越好的赛车需要加入重量铅块,而这一规则,也可以说是一场赛车装备上的对战。上场的成绩越高,负重就要越大,所以连续取得胜利是相当有难度的,而尾翼的角度也要做出相对应调整。

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2013年,日本Super GT与德国DTM签署了合作协议,这两大赛事统一了技术规则的意向,日本Super GT GT500组别的赛车按照新的规则,对空气动力学做出了改动,最为明显的区别——采用DTM赛车相类似的尾翼设计。

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2014年开始,Super GT要与DTM同场竞技,而Super GT的赛例也明文规定,尾翼与车身必须是以“天鹅颈”从翼片上方进行连接。

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【PPIHC(派克峰爬山赛)】

1916年开始举办的派克峰爬山赛,转眼间已有100年了。现在它被FIA接管了,“派克峰”这条传奇赛道是世界最艰难的赛道之一。这条赛道不仅弯道特别多,而且这条赛道的海拔也特别高(从起点到山顶垂直落差达到1440米高)。无论对于赛手还是赛车而言,都是一个高难度的挑战。其中位于赛道后半段有一个非常惊险的弯道,假如在此失手有可能会垂直坠落到1800米的深渊中,所幸迄今从未有人在此弯道发生意外。

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由于比赛全程都位于三、四千米高的高山地区,稀薄的空气对于参赛的车手与赛车都是极端严苛的考验,除了空气量不足可能会使车辆损失30%的动力输出之外,稀薄空气对散热系统、冷却液沸点的影响,引擎过热问题等等问题都需要解决。而空力动力学方面,一并解决散热、扰流、下压力等诉求显得十分重要。

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派克峰的赛车规格要求也很高,纷纷对车身结构和空气动力学设计进行了优化,使用了新的空气动力学套件并经过风洞试验,使赛车在行驶时能够获得更多的下压力。要知道,在解决上述的赛道难题,需要通过高科技、高技术来解决。况且,“连续多弯、赛道落差”考验着车手的驾驶水平和赛车的开发水准。

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无限制组参赛车在外观上最明显的特征就是拥有夸张的空气动力组件,超大的前唇和尾翼作为“登山工具”,是它们让赛车稳定地达到200公里以上的山路速度。

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【NASCAR(纳斯卡)】

不同于其他赛事、也是不同的赛道,NASCAR赛事的赛道就是简单的椭圆形,你可以理解为“在椭圆形赛道上一圈一圈瞎跑”,但其实,这就是NASCAR的精髓,也是最吸引观众的核心所在。

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NASCAR赛车的动力性能达到750匹马力的水准,达到超过350km/h的速度。然而,赛车在NASCAR赛道发生碰撞事故的几率非常大,280km/h的速度在赛车场上失控翻滚或直冲向混凝土防护墙,车手也被保护得非常到位,这就说明一点——NASCAR赛车的设计颇有讲究。

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赛车发生的碰撞概率是无法把控的,而这么高的速度行驶,NASCAR赛车的高速稳定性显得非常重要,NASCAR赛车上几乎每个部分均由手工做成,引擎是由金属模块组装而成,由平板金属片做成的流畅车体,由钢管构成的车架,而大面积的“鸭尾翼”对紧急减速的作用十分明显。

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大角度的尾部扰流板能在赛车起步的同时开始整理尾部气流,将赛车狠狠地压在贴地飞行,高速飞奔的赛车,其扰流板迎风后所产生的背部负压会导致变形,稳稳定定地固定也是这类赛车的基本诉求。

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【民用尾翼】

对于民用车来说,尾翼更多的作用只是起到装饰作用。一方面是,城市道路上行驶的车速未达不到“用尾翼提供下压力”的要求,当车辆行驶的速度低于100km/h时,车体表面的突出物越小,车身的线条越流畅,风阻系数才会越小,而在这种理论下,加装尾翼只会增加前进的空气阻力。当车速超过120km/h时,尾翼的优势才能凸显出来。

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另一方面,想要获得良好的下压力,尾翼的材质、角度的调整范围,甚至要经过风洞测试才能达到理想的下压力。

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所以说,即使是经验丰富的改装店家,也要通过赛道测试的经验来频繁调整,但具体的空气动力学数据,只有具备风洞试验的改装厂家才知道。

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不过,有一点可以确定,大型的GT尾翼装在民用车型上一定能改善原车的制动性能——因为车辆的行进阻力也变大了!

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