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空氣動(dòng)力學(xué)與車身構(gòu)造的影響

要快哦: 問提問者：網(wǎng)友 | 2017-04-15

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　　空氣動(dòng)力學(xué)簡介　　空氣動(dòng)力學(xué)是流體力學(xué)的一個(gè)分支，是研究空氣或其他氣體的運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)時(shí)的相互作用和伴隨發(fā)生的物理化學(xué)變化的學(xué)科。它是在流體力學(xué)基礎(chǔ)上隨航空航天技術(shù)的發(fā)展而形成的一門學(xué)科。　　空氣動(dòng)力學(xué)的研究內(nèi)容根據(jù)空氣與物體的相對速度是否小于約100米／秒(即時(shí)速360公里/小時(shí)，注，也有根據(jù)時(shí)速400公里為界來劃分的)，可分為低速空氣動(dòng)力學(xué)和高速空氣動(dòng)力學(xué)，前者主要研究不可壓縮流動(dòng)，后者研究可壓縮流動(dòng)。F1賽車的研究的內(nèi)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(dòng)力學(xué)和粘性空氣動(dòng)力學(xué)。　　F1空氣動(dòng)力學(xué)研究的目的與核心手段　　在F1中，空氣動(dòng)力學(xué)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(dòng)力學(xué)服務(wù)的部件被稱為空氣動(dòng)力學(xué)套件。　　據(jù)專家統(tǒng)計(jì)，目前F1車隊(duì)在空氣動(dòng)力學(xué)上的花費(fèi)已占到其整個(gè)車隊(duì)年度預(yù)算的15%，是僅次于發(fā)動(dòng)機(jī)研發(fā)的第二大支出項(xiàng)目。在這一筆巨大花費(fèi)中，其中相當(dāng)部分投資于風(fēng)洞建造和測試。風(fēng)洞 (Wind Tunnel)是一個(gè)大型隧道或管道，在管道的中間，安裝有一臺(tái)巨型電扇，它可產(chǎn)生強(qiáng)勁的力流，經(jīng)格柵等裝置整理減少渦流后送入實(shí)驗(yàn)段，吹動(dòng)放置在其中的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ汀? 　　現(xiàn)代風(fēng)洞的主要作用是將賽車模型放在內(nèi)部的鋼鐵傳送帶上模擬賽車在路面上的各種情況。在風(fēng)洞試驗(yàn)中，巨大碳纖維風(fēng)扇極限轉(zhuǎn)速可以達(dá)到600轉(zhuǎn)/分，驅(qū)動(dòng)引擎的峰值功率更可達(dá)到讓人咋舌的4000匹馬力。如此強(qiáng)大的動(dòng)力可以在30秒內(nèi)將靜止的空氣加速到300公里/小時(shí)，此時(shí)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(shí)性和有效性。通過對采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析，可以準(zhǔn)確地檢測到賽車在路面上受到各種因素干擾時(shí)的狀況。這種模擬可以將賽車空氣動(dòng)力學(xué)部件的精度提高30%。如今，領(lǐng)先的F1車隊(duì)都不惜巨資(一套現(xiàn)代化的F1風(fēng)洞造價(jià)高達(dá)4500萬美元以上)，建設(shè)自己專屬的風(fēng)洞，以便及時(shí)和準(zhǔn)確地研究賽車的氣動(dòng)效果，改進(jìn)賽車的氣動(dòng)套件，獲得克敵制勝的殺手锏。　　F1空氣動(dòng)力學(xué)研究最核心的三個(gè)方面　　在空氣動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)中，工程師們最關(guān)注的主要是三個(gè)方面的內(nèi)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(yīng)當(dāng)帶來賽車阻力的增加，但是不可避免的卻會(huì)犧牲賽車的部分極速。賽車的空氣動(dòng)力學(xué)靈敏性(敏感度)則是指賽車的狀態(tài)性能對于空氣動(dòng)力學(xué)環(huán)境改變時(shí)自身變化的強(qiáng)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(shí)，賽車性能所受到的干預(yù)強(qiáng)弱。　　F1空氣動(dòng)力學(xué)逆流而上　　每個(gè)賽季，國際汽聯(lián)都會(huì)對空氣動(dòng)力學(xué)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(kuò)散器高度；2006年，F(xiàn)IA又要求前輪軸心之后330毫米以內(nèi)，參考面30毫米以上的區(qū)域不得安裝任何空氣動(dòng)力學(xué)套件。雖然FIA不斷為技術(shù)發(fā)展設(shè)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(dòng)力學(xué)的研究價(jià)值。: 回答者：網(wǎng)友

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