賽車發展愈漸快速,也許許多以前不敢想像的未來正在實現

2020-12-05 看科技新周刊

賽車發展愈漸快速,也許許多以前不敢想像的未來正在實現

在汽車的最初幾十年裡,整個發展過程很少關注空氣動力學的概念。這並不奇怪; 雖然伯努利和歐拉的基礎工作可以追溯到18世紀中期,但現有的任何實際應用都集中在走向天空。

當考慮到汽車在空中移動的方式時,它是在最高速度的幫助下。如果你可以降低汽車上的阻力,你可以用更少的馬力讓它更快。20世紀30年代,汽車聯盟和梅賽德斯 - 奔馳為大獎賽車提供了流線型車身,這是德國工業為提升其納粹獨裁者的寶貴自我而作出的努力。

接下來的世界大戰讓我們更多地了解了空氣動力學,因為各方都有聰明的頭腦負責建造更好的戰機。即便如此,這些知識還是花了更多的時間來製造出更快速的賽車更為無聊的追求。Jaguar的Malcolm Sayer ,他將滑行規則應用於Jaguar C-Type的設計,以便在1951年贏得勒芒,然後在1953年再次獲勝。當時空氣動力學原理的應用仍然是為了減少阻力。

隨著汽車越來越快,我們稱之為升力的其他空氣動力學開始斷言(升力與速度成正比)。如果你坐在飛機上想要飛行,那就太好了,但是如果你正坐在一輛試圖滑倒地球上的羈絆的車裡,那就更有問題了。汽車的輪胎只有有限的機械抓地力,必須縱向(加速和制動)和橫向(左轉或右轉)分開。如果你開始在汽車上施加升力,這會減少輪胎的負荷。隨著負載的減少,機械手柄的總量也會減少。充其量,這會導致加速更慢,制動距離更長,轉彎能力更小; 在最壞的情況下,司機將失去控制和崩潰。

事後看來,解決方案顯而易見。如果在空中移動的翼型產生升力,則在空氣中移動的倒置翼型應產生負升力。如此裝備的汽車應該發現自己被推向軌道,這反過來意味著更多的牽引力,而不是走向天空。因此,產生下壓力的汽車可以比沒有下降的汽車更快地轉彎。為了讓事情變得更好,它越快,它產生的下壓力就越大。

事實上,第一輛裝有下壓力發動機翼的汽車是在1929年製造的,火箭動力的歐寶稱為RAK2。但由於歷史上最為人所知的原因,任何人都需要35年才能跟進這個想法。為此,我們要感謝一位名叫Jim Hall的創新德克薩斯人。Hall是Chaparral Cars的賽車手和共同擁有者,他在20世紀60年代中期開始在他的汽車上使用空氣動力學設備,以便提高他們的速度穩定性。起初這些是可移動的擾流板,但是在1966年,Chaparral 2E出現了一個安裝在後甲板上方高架上的喇叭大翼,賽車世界永遠改變了。

Hall實際上為賽車工程師提供了另一種產生下壓力的工具,利用了所謂的地面效應。而不是使用倒置機翼,汽車的整個車身可以通過側裙和特殊形狀的地板(稱為文丘裡管)產生下壓力,在其下方產生負壓區域。地面效應汽車最極端的例子是Hall的1970 Chaparral 2J和Gordon Murray的1978 Brabham BT46B,兩者都使用風扇來進一步降低車身底部氣壓。在這兩種情況下,來自其他競爭對手的騷動導致汽車被禁止(2J)或自願撤銷(BT46B)。

即使沒有技巧球迷,被動地效車也能夠產生巨大的下壓力。在一級方程式賽車中,科林查普曼的蓮花車隊是第一個真正破解它的車隊,而1977年的蓮花78賽車的下壓力比其他任何一輛賽車都多出約40%。地面效應汽車迅速成為現實,而單圈時間也因此而下滑。

通過地面效應而不是機翼產生下壓力具有一些其他好處。地面效應設計每公斤下壓力比機翼產生的公斤阻力更少。它並沒有受到另一輛車後面的空氣湍流的影響,這意味著賽車可以更接近。但是有一個缺點:如果有什麼事情發生破壞密封底部氣流的密封 - 撞擊軌道上的撞擊或損壞側裙 - 效果立即消失。如果在角落裡發生了嚴重的後果。F1在1983年取消了這一做法,儘管在勒芒和IMSA比賽的原型直到20世紀90年代初才繼續使用地面效應。

在這一點上,如果不注意到賽車中的下壓力的出現並不是完全正面的,那將是我的疏忽。轉彎速度上升,單圈時間下降,但許多人認為這是以實際比賽為代價的。今年的IndyCar產生的下壓力明顯低於一年前的水平,這使得賽車的駕駛更加困難,但卻增添了壯觀。一級方程式的規則制定者與車隊進行,以限制這些車輛產生的下壓力。

小編覺得,隨著科技的發展,很多在動漫裡面才能展現的賽車盛況,將會在不久之後成為現實,你覺得會嗎?歡迎點讚或留言至評論區!

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