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汽車上的空氣動力學原理

1、F1汽車上的很多部件都利用了空氣動力學，例如尾翼，請詳細介紹一下，專業(yè)F1賽車上是如何利用空氣動力學的。2、普通家用汽車也利用了空氣動力學，例如后備箱蓋后檐會微微翹起，請詳細介紹普通家用汽車都有什么地方用到了空氣動力學，是如何利用的。: 問提問者：網友 | 2017-07-10

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我們通常認為空氣或風不能算作墻。在低速行駛或者無風的情況下，汽車與空氣間的相互作用力通常可以忽略不計。但在高速行駛或遇到大風天時，空氣阻力將對車輛的加速性能、操控性能和燃油效能產生巨大影響。根據空氣動力原理設計的汽車能夠獲得更好的加速性能和燃油效能，因為引擎不需要產生太多能量幫助車輛穿越氣墻。工程師們已經設計出數種方法。比如說，更為圓滑的車身外觀設計，使得空氣從車輛四周平緩流過，將阻力減至最小。一些高性能的車輛甚至連底盤設計也考慮到了空氣動力學的問題。許多車配有阻流板，也稱尾翼，以防止空氣抬升車輪，提高車輛高速行駛時的穩(wěn)定性。不過正如您將在后文中閱讀到的那樣，阻流板的裝飾作用可能還大過實際意義。汽車的空氣動力學性能是用風阻系數來衡量的。從本質上講，風阻系數越小，汽車的空氣動力學特征越明顯，也就越易于穿越阻撓行進的氣墻。為了達到最大的下壓力，F(xiàn)1賽車采用高風阻系數。您可能會認為一級方程式賽車的風阻系數非常低，畢竟空氣動力性能很高的車肯定跑得更快，對吧？但實際情況恰好相反。標準的F1賽車的風阻系數約為0.70。為什么F1賽車能以每小時300余公里的速度行駛，但卻不具備您想象中的高空氣動力性能呢？那是因為F1賽車在設計上必須考慮盡可能產生下壓力。以賽車的行駛速度，再加上自身超輕的重量，F(xiàn)1賽車在達到一定速度時會開始產生提升力，迫使它們像飛機一樣離地。當然汽車不是用來飛行的，一旦飛起來很可能造成毀滅性事故。所以必須最大化下壓力，以確保賽車在地面上的高速行駛。因而采用高的風阻系數也是有必要的。裝在F1賽車前后部的雙翼和阻流板使風阻系數變高成為現(xiàn)實。雙翼穿過氣流產生下壓力，這樣使得轉彎速度達到最大。但是必須保持與提升力之間的平衡，使賽車能夠達到合適的直線行駛速度。在一些家用車上，我們能夠看到阻流板和雙翼，比如本田和豐田轎車。這些配件真的增加了汽車的氣動性空氣動力性能嗎？某些情況下，它能稍許提高高速行駛的穩(wěn)定性。原本奧迪TT（Audi TT）的后行李箱蓋上沒有阻流板。但后來奧迪發(fā)現(xiàn)它渾圓的周身產生了太多提升力而導致幾起事故的發(fā)生，所以決定增加阻流板。然而在多數情況下，在普通車身后固定一個大型阻流板并不能提高駕馭性能、速度、或者整體操控性。有時甚至會產生轉向力不足或者無法轉彎的問題。但如果您認為大大的阻流板并不影響您的本田思域（Honda Civic）的美觀性，您盡可不去理會別人的意見。豐田新普銳斯有很高的燃油效能，這要部分歸功于它獨特的外形。您還記得上世紀七八十年代沃爾沃古老的方塊車嗎？舊款沃爾沃960轎車的風阻系數是0.36；新款沃爾沃的外觀更光滑，更具有流線美感。s80系列轎車的風阻系數只有0.28。這證明了汽車的發(fā)展趨勢是更加光滑，更具流線型的外觀，也就是說更符合空氣動力學原理的設計。讓我們以自然界中最符合空氣動力學性能的物體——眼淚為例。淚滴是光滑圓潤的，它的頂端呈錐形。在眼淚下落的過程中，空氣從周圍順暢滑過。這與汽車一樣，光滑圓潤的車身使得空氣從周圍流過，減少了空氣阻力。許多人曾質疑豐田新普銳斯（Toyota Prius hybrid）的奇特外觀，但它卻有著極佳的空氣動力學性能。它0.26的風阻系數使之達到了很高的燃油效能。實際上風阻系數每減少0.01，每加侖燃油的行駛里程就能增加0.2英里。滿意就選最優(yōu)。: 回答者：網友

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