第一性原理分子动力学 定风翼 定风翼-起源,定风翼-动力学原理

定风翼是车尾部行李箱盖外端装的一块像是倒装的飞机尾翼。定风翼如同倒装的飞机机翼,机翼产生上升力,而定风翼产生的则是下压力。它可以有效地减少轿车在高速行驶时的空气阻力和节省燃料。


定风翼定风翼是车尾部行李箱盖外端装的一块像是倒装的飞机尾翼。它的主要作用是可以有效地减少轿车在高速行驶时的空气阻力和节省燃料。定风翼作为空气动力装置为赛车在高速过弯时提供下压力。赛例对定风翼的尺寸有严格限制。

定风翼_定风翼 -起源


通用型定风翼

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F1早期的比赛中,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。

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二十世纪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二十一世纪。

定风翼_定风翼 -动力学原理


奔驰车上装有定风翼

汽车在行驶过程中会遇到空气阻力,这种阻力可分为纵向、侧向和垂直上三个方面的作用力,并且车速与空气阻力平方成正比,所以车速越快,空气阻力就越大。一般情况,当车速超过60km/h,空气阻力对汽车的影响表现得就非常明显了。为了有效地减少并克服汽车高速行驶时空气阻力的影响,人们设计了汽车尾翼,其作用就是使空气对汽车产生第四种作用力。即对地面的附着力,它能抵消一部份升力,控制汽车上浮,减小风阻影响,使汽车能紧贴着道路行驶,从而提高行驶的稳定性。

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

  

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