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这样才能让发动机产生的动力变成前进的动力

作者:趣博论坛 发布时间:2020-05-22 08:01 点击数:

  空气动力学在F1的应用 俗话说人如其车。法拉利车队并不是按 照舒马赫的下巴设计他们赛车的鼻子的。法 拉利“女神号”赛车的设计更多的是出自空 气动力学的原因,才形成目前其驰骋赛场的 外形。 先看一个例子:在改造前的德国霍根海 姆赛道直道上,一级方程式赛车可以达到370 公里的时速;而一辆波音747飞机的起飞速度 747 在280-300公里之间。从这个数据,我们不难 看出如果没有一些因素的影响,那么法拉利 赛车就会像断了线的风筝冲出赛道,而舒马 赫则是一位会飞的神男了。 那么究竟是什么因素导致赛车不飞起来 呢? F1赛车前后翼产生的下压力 F1的高速度需要轮胎尽可能的保持与跑道路面接触, 这样才能让发动机产生的动力变成前进的动力。一辆一级 方程式赛车在加满油的状态下车身重量大约在700公斤左右, 但是车身的重量大部分集中在车后部,因此,要足够的下 压力来产生足够的摩擦力,前翼、后翼和侧翼的设置成为 一级方程式赛车成功的关键。 赛车的前后翼的设置在不是每次比赛时都是一样 的,前后翼的角度和赛道有直接的关系,因为空气 的阻力和空气对车身向下的压力(Down-force)成反比 例:如果车翼调得平,那么赛车的空气阻力就小, 最高速度就大,油耗小,但是赛车缺乏稳定性;相 反,如果车翼调得高,那么赛车的阻力就大,最高 速度受影响,油耗大,但是赛车在弯道的稳定性就 强,所以,根据赛道的不同,前后翼设置的角度也 不同。一般来说,如果赛道直道长,那么就会选用 平翼(例如德国霍根海姆和意大利蒙扎);如果赛道弯 道多,那么前后翼设置得就高(例如摩纳哥)。F1赛车 空气学的法宝就是要根据赛道掌握两种力的平衡。 你知道在一部F1研发阶段,最昂贵的投入是什么吗? 风洞 我们将一辆性能非常好的超级跑车、印第赛车或者方程式 赛车倒过来,让轮子贴着天花板。如果这些车的速度足够 高,并且天花板足够长的话,它们可以克服重力,贴在天 花板上飞驰,这就是空气产生的下压力的效果。轻柔的空 气是如何具有力量的呢? 我们来做一个实验。 找一张A4尺寸(297X210毫米)的纸,用食指和拇指捏着两 个长边,让短边贴着自己的嘴唇,此时纸是自然垂下去的, 如果对着纸的上表面吹气,会发现纸飘起来了。 产生这种现象的原因是什么呢? 我们再回到最初的A4纸,由于用空气吹纸的上表面, 上部流速快,压强低,上下的压力差在对抗重力。 其实早在1738年,伯努利就已经暗示了压强与流速之间有直接的关系, 1755年欧拉建立了完整的伯努利方程,这个方程的表述为。 P+1/2ρv2=常数(公式中P是压强ρ是流体密度v是流体速度)


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