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空氣動力學效率＝下壓力系數/風阻阻力系數

”

在一些新款車型的宣傳中，偶爾會看到讓人哭笑不得的介紹，比如“風阻係數比肩超跑”。爲什麼說哭笑不得呢，因爲大部分的運動型車，風阻係數並不低。

就拿三大神車來說，它們的風阻係數都在0.35上下。而F1賽車甚至可以做到風阻係數超過1.00甚至更高。這些頂級的速度機器花了大手筆做的空氣動力學優化，反倒和十幾萬元的家用車水平相當？這顯然是不合理的。這是因爲，空氣動力學效率＝下壓力系數/風阻阻力系數。

對超跑來說，風阻係數不必太低，但下壓力系數必須得高。甚至可以說沒有優秀的空氣動力學設計，再大的馬力也沒有用武之地。

空氣動力學設計是如何提高下壓力系數的？要回答這一問題，首先要說到氣動升力的產生原理。

氣動升力最經典的例子是飛機的起飛原理。

飛機機翼主要受到三種氣動升力。

一種是由“攻擊角”將前方空氣分割爲上下兩部分，向下的一部分必然受到機翼向下的阻力，根據牛頓第三定律，這部分空氣給機翼向上的推力。

第二種和汽車的氣動升力關係密切。是由於機翼特殊的形狀設計，導致機翼上方空氣流動速度加快。伯努利方程告訴我們，流速快壓強小，因此機翼上方壓強小於下方壓強，形成氣動升力。第三種當攻擊角較大時出現的渦流升力，此處不再贅述。

如下圖所示，爲了滿足舒適、空間等功能需求，絕大部分車身會被設計成“上凸下平”的形狀。抽象地看，車身截面和機翼截面形狀近似，因此車子在高速行駛時，也將受到氣動升力影響。如果沒有針對性設計，那麼車速越高，升力也就越大，車身就會不穩定。

爲了降低氣動升力帶來的不穩定性，這些設計應運而生。

楔形車身

既然上凸下平的設計會讓車子發“飄”，那上下都平的話，當然就會更穩。同時低矮的車身使得迎風面積較小，從空氣動力學的角度來看，平衡了油耗和穩定性的關係。但缺點非常明顯——空間狹窄，實用性欠缺。

尾翼

尾翼和機翼可以說是伯努利原理完全相反的兩種應用。尾翼的截面和機翼正好相反，也就提供了下壓力。

還有一些可調角度的主動式尾翼，其攻擊角適時調整，當傾斜角度較大時，在尾翼下方將產生渦流，能在極端情況下提供更大下壓力。慕尼黑大學的一項測試表明，對於被測試的一款尾翼，平直襬放時產生下壓力321N；當攻擊角爲12˚時，下壓力可以達到954N，相當於坐上去一個成年人。要知道，這個小小的尾翼只有一公斤左右的重量。

Porsche911 Turbo S

但加裝尾翼往往弊大於利：一方面法規有所限制，另一方面尾翼帶來的阻力提升現象對於城市用車並不友好。相比之下，比較理想的方案是可變尾翼設計，角度可調並且低調內斂，完美應對不同行駛狀態下的需求。

Porsche911 Carrera S

相比前兩者，一個更加經濟實惠的解決方案是加裝一個小鴨尾，高速穩定、低速省油，效果拔羣。但缺點是車尾產生的渦流效應容易吸灰。

BMWM5

車身包圍

車身包圍的存在可以將車底“封閉”得更好，使得車底進入的空氣量減少，達到降低車身底部氣壓的效果。形象地說就是把車變成了一個吸盤，緊緊吸附在地面上。

AstonMartin Vulcan

要達到最佳效果，前鏟和側裙需要儘可能貼近地面，同時地面最好儘量平整。

車尾氣流擴散器

氣流擴散器日常生活中並不常見，但在大部分賽車上都可以看到。

它的原理並不複雜，就是在一個漸擴型通道內，放置若干整流片。一方面漸擴型通道使得車底氣流壓強降低，另一方面在整流片的整流作用下，車底氣流整整齊齊地順暢前行，使得流速加快，車底壓強減小。

McLarenSenna GTR

車身包圍的作用機理是不讓空氣進入車底，而車尾擴散器的作用機理是讓空氣盡快排出，起到“抽氣”效果。

LamborghiniAventador

附壁效應

附壁效應又稱康達效應。這一效應在生活中最常見的例子是我們洗澡的時候，水流沿着身體留下，當流經手指的時候，會吸附在手指上而不發生分離。在邁凱輪車隊MP4-27賽車的排氣區域，就利用這一原理設計了排氣區域。

這樣的設計使得流經車身側面的空氣連同尾氣一同被收入擴散器，完成整流。

當一輛車集齊了以上所有要素，比如F1賽車，就將在高速狀態下獲得遠超車重的下壓力。所以，就算是哈蒙德去開F1，也很難把車開翻。

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