18新利最新登入汽车空气动力学如何工作

一辆高速行驶的股票的车在飞行过程中穿透空气。空气嗖过车顶，被附在后甲板上的扰流板偏转。如果另一辆车紧跟在后面，从头到尾，它就会不断进入前面汽车影响的空域。

后面的车辆，如果它在一定的距离尾随，可以利用前车的空气动力。空气表现得好像两辆车是一体的。排在前面的汽车后面的空气产生了部分真空，以增加的速度将后面的汽车吸到前面，或者以相同的速度减少发动机的努力和更低的燃料消耗。这叫做起草．两辆车的速度都比任何一辆车的速度快[来源:特纳]。

牵伸可以是一个非常强大的赛车技术，但它有一个严重的责任。后面的车前轮承受的下压力减少，导致出弯时失去稳定性和操控性。这是航空推，也被称为“紧”状态，要求后面的司机放松加速器以重新获得牵引力[来源:ESPN]。

航空推力迫使驾驶员进行仔细的计算。一方面，许多车手可以在一场势均力敌的比赛中保持竞争力，依靠领先的赛车，利用增加的力量和减少的发动机压力。这种效果对直道尤其有益。然而，在弯道，危险开始发挥作用，降低了机动性，更有可能失去控制。

空气动力几乎已经成为纳斯卡比赛的主要特点。车迷们抱怨说，赛车已经失去了一些吸引力，因为车手们在很长一段时间内都保持在固定的位置。司机之间的相互挑战减少了，他们会排成一列，而不是并排行驶。从积极的一面来看，更多的车辆可以留在领头车辆附近。

空气动力——以及所有的赛车空气动力学，就这一点而言——都与下压力有关。

下压力是由空气压力产生的向下的力，它在轮胎和路面之间产生更大的压力。其原理与飞机的升力原理相同，但方向相反。

空气动力来自于运动物体两侧的压力差异。增加车辆下压力的最常见方法包括降低车辆下方的空气压力。

在大多数情况下，任何下压力的增加也会带来空气动力阻力的增加。对于速度魔，更大的阻力意味着更低的速度在直道上，但更大的下压力意味着更好的处理在转弯，因为轮胎抓地力赛道更安全。

汽车工程师和维修站工作人员努力保持两种力量的平衡。在像代托纳这样的赛道上，有长长的直道和倾斜的尖角，设计倾向于将阻力降至最低。对于短道速滑比赛，这一策略则是相反的——因为车手在弯道上花了更多的时间，强调下压力将会带来更高的整体速度和更高的安全性[来源:游戏邦]Tierney]。

通过操纵赛车车身来获得更大的下压力是一项令人着迷的任务。也许最好的起点是车辆的前端。一个角度合适的机头，放置在离地面较低的地方，引导大部分空气向上流过汽车顶部。目的是在鼻子下方创造一个低压区域，或部分真空[来源:Circle 304]。

轮井是另一个需要塑造的区域。在轮胎前面的喇叭轮舱开口，将迫使冲入的空气远离汽车侧面和底部，进一步降低空气压力[来源:Boone，《赛车空气动力学》]。

对于所有致力于建立赛车前轮后下压力的技术力量，考虑平衡是至关重要的。汽车的后面必须有它的份额下压力处理得当。

学习下压力意味着关注它的反作用力，升力。

鸟或飞机的翅膀是最明显的电梯．但升力并不一定意味着向上的力与重力相抗衡。事实上，下压力是升力的一种形式——负升力。

升力是垂直于运动物体方向的空气动力。相反,拖是与运动物体平行但方向相反的阻力。升降机——俗称升降机向上的力——通常在运动物体中或多或少地出现。因为升力和下压力是相反的力量，所以制造一辆具有强大下压力的汽车需要克服升力。

工程设计的目标是减少底盘下方的空气流量，以确保轮胎与地面之间的吸引力更大，并为进入底盘下方的空气提供更容易的逸出。

机车的特点是设计有耙这意味着这辆车的后部离地面的高度要高于底盘前端。它能保持汽车下方的压力，防止上升。

扰流板，前气坝和机翼产生这种效果。一个空气阻尼安装在前保险杠下方，以阻止空气在车身下方流动。一级方程式赛车和印地赛车上使用的机翼附件是倒置的，以提供下压力而不是升力。

尽管有这些设备，赛车偶尔也会在空中飞行。当汽车在旋转时，危险尤其明显，因为旋转会从根本上改变空气动力。在高速旋转过程中，空气可以迅速移动到车顶和引擎盖上，产生强大的升力。

为了应对这种紧急情况，纳斯卡汽车上安装了几项安全创新，比如右侧凹陷的窗户。在椭圆形轨道上向左旋转的汽车更有可能在旋转时露出右脸。18新利最新登入右边窗户的锋利边缘使空气偏转，而不是让空气自由地流过屋顶。襟翼嵌在车顶，这是另一个安全功能，如果气压突然下降，襟翼就会开始上升，阻碍气流[来源:Leslie-Pelecky]。

空气阻力是空气沿行驶汽车的长度所产生的力汽车的力。当汽车在空气中穿行时，一些空气分子与前保险杠相撞，产生阻力。

其他分子沿着引擎盖流动，只会碰到挡风玻璃——这是另一个阻力来源。平滑地从车顶滑过的空气在后窗上方和汽车后面形成湍流，对车辆产生向后的力。

速度、空气密度、汽车的大小、形状和设计都决定了汽车阻力的大小。

Diandra Leslie-Pelecky在她的书《纳斯卡的物理学》中解释说:“越快的车会受到更大的阻力，因为它必须更快地将空气分子推开。”“密集的空气会增加阻力，因为有更多的空气分子撞击汽车的每个区域。更大的横截面积增加了阻力，因为更多的空气分子必须被移开”[来源:莱斯利-佩莱克]。

阻力是加速和赛车速度的主要障碍。一辆在高速公路上行驶的乘用车估计要花费60%的能量来克服空气阻力，这一比例远远大于轮胎摩擦和传动系统本身的能量需求。波]。

从20世纪60年代开始，克服阻力是汽车空气动力学的第一个主要关注点。它仍然是比赛条件中最重要的变量，它对下压力的影响较小，比如更长的赛道和更多的直道。

现代赛车和乘用车的光滑线条、倾斜的挡风玻璃和圆角都是为了尽量减少阻力而设计的。但对高净下压力赛车的设计有时会带来额外的阻力。纳斯卡赛车上的后扰流板就是一个很好的例子:它通过将重量从前面分配到后面来增加阻力(来源:Circle Track)。空气动力学仍然是一个充满活力和年轻的工程领域，仍有许多创新的道路。

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