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[转帖]浅析F1空气动力学：与飞机不一样的翅膀 [复制链接]

solomon242

(U17)Allievi

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发表于 2005-8-14 17:42:51 |只看该作者 |倒序浏览

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特约记者瑞夫报道了解飞机原理的人都知道，飞机能飞上天全都因为其在起飞加速过程中产生的升力，将其送上蓝天，而从飞机诞生之日起一门新的科学也随之诞生了，这就是空气动力学。
与飞机不同的是，F1赛车对于空气动力学应用的追求是完全反向的，为了“防备”赛车在高速行驶中飞起来，需要通过一些空气动力学部件给赛车一定下压力，同时为赛车提
供抓地力，而F1赛车也有了自己的翅膀——前定风翼和后定风翼以及其他空气动力

学部件。空气动力学在F1赛车上的应用主要体现在两个方面：一是让定风翼产生的下压力为轮胎提供足够的抓地力，另一个则是尽量减少赛车行驶中的空气阻力。
在早年的F1比赛中，赛车与普通汽车看起来差别不大，但自从空气动力学引进后，F1赛车开始出现了显著变化，首先就是定风翼的产生。定风翼的基本工作原理其实与我们所看到的一架普通飞机的机翼是一样的，最大的区别在于当飞机机翼因为飞机提速而产生足够升力时，赛车定风翼则将机翼的升力工作原理进行倒置。反向安装的前、后定风翼将会使空气产生下降的力量，一般我们将其称为“下压力”，以保证高速行进中的赛车“抓住”地面不会引起大幅摆动甚至是漂浮乃至侧翻。一辆F1赛车的定风翼能产生相当于赛车重量3.5倍的下压力。
上世纪60年代，定风翼开始应用于F1赛车上，导致F1赛车的速度普遍得到提高，但由于各个车队在定风翼的使用上缺乏足够的安全保障，随之而来的是事故的增加，于是1970年F1规则对于定风翼的尺寸和应用作出了限制，这种限制一直持续到现在。
赛车定风翼处于不同角度下产生的下压力是各不相同的，而前后翼的角度和赛道有直接的关系，因为空气的阻力和下压力是成反比例的，如果定风翼角度小，那么赛车的空气阻力就小，最高速度就大，但是赛车缺乏下压力和稳定性；相反，如果定风翼角度大，那么赛车的阻力就大，最高速度受影响，但是赛车在弯道的抓地力就强。所以，根据赛道的不同，定风翼设置的角度也不同。一般来说，如果赛道直道长例如德国霍根海姆和意大利蒙扎　，那么就调小角度；如果赛道弯道多例如摩纳哥蒙特卡洛　，则调大角度。
名词解释：风洞
为了模拟赛车比赛时的空气动力学效果，几乎所有的F1车队都斥巨资修建风洞。在几乎24小时不停歇运转的风洞中，工程师们所研究的内容本身就是矛盾的，因为减少空气阻力必然影响下压力，他们所能做的只能是寻找一个美妙的平衡点。“空气动力学是赛车的最核心部分，而风洞是研发一辆性能优异赛车的最重要工具。”索伯车队老板皮特·索伯一语中的，索伯车队2004赛季投入使用的豪华新风洞，造价据称超过5000万美元，而其1年的不停歇运转，使用费用甚至会超出造价。虽然国际汽联出于减少车队成本考虑一直限制空气动力学的研究，但根本无法遏制车队间的军备竞赛。