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路特斯如何成为超跑品牌空气动力技术引领者?

  来源:汽车零部件网 有168人浏览 日期:2021-07-30放大字体  缩小字体

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                每个人都会对“世界之最”感兴趣,对于喜欢车的人来说,都想知道 “地表最速”汽车到底能跑多快?
 
                在我们的印象里,地表最速大概要么是布加迪,要么就是欧美小厂做的hypercar,但实际上这些极速400km/h+的超跑在专门为了创造记录的速度机器面前还是太弱了,毕竟在半个多世纪之前陆地最速就已经达到了400km/h。而在20多年前,地表最速机器Thrust SSC的速度记录已经突破了1200km/h,这个速度已经接近音速,比普通民航客机还快。
 
                Thrust SSC这些“车”看起来像是去掉翅膀的飞机,显然是没有办法买菜带娃的。为了极速,Thrust SSC把所有的设计都向速度靠拢,其它作为“车”的功能全部砍掉。可以想见汽车设计一直都是多维度妥协的艺术,今天要聊的汽车空气动力也是如此,在快慢之间取舍才能让汽车跑的又快又稳。
 
                空气阻力VS空气“动“力
 
                但凡一个术语里带一个“力” 字,就离不开牛顿力学三大定律,即便是看起来高大上的空气动力也是如此。我们可以思考一个问题,力的作用是相互的,汽车的极速除了和动力有关,那肯定也和阻力有关,可以说在动力单元相同的情况下,阻力决定了汽车极速的上限。在汽车工程力学中,随着车速增加,车辆受到整体阻力最大的部分是风阻。
 
                一般来说,当一辆汽车以80km/h的速度行驶时,约有60%的阻力来自空气;当速度攀升至200km/h,空气阻力几乎占所有行车阻力的85%。车速持续增加,最后汽车动力的绝大部分都是用来和空气battle了。
 
                对于汽车来说,风阻来源有两个方面,一是来自空气对车身的正面冲击压力(空气被压缩了),类似在水中前行时,水对你的阻挡。第二个来自于空气流过车身表面产生的摩擦。其实还有一个,汽车穿过空气时会产生湍流,湍流会  使尾部会形成部分真空,这样就会由前向后形成空气压力“阻止”汽车前进。
 
                那么为什么还会有空气“动“力的说法呢?
 
                其实空气阻力属于空气动力学范畴,我们这里说空气“动“力,是想聊一聊哪些对驾驶有利的空气动力。除了前文提到的空气阻力,其实对于驾驶来说,还有一类的空气动力是”有害”的,这就是空气升力——汽车在行驶的时候,底盘之上的空气被压缩流速加快,下方正常通过,下面的气压高于上面的气压产生了升力。如果这是一台飞机那还好,但可这是汽车!所谓的汽车高速发飘主要原因正是如此…所以降低升力是很有必要的。
 
                尤其是对于赛车和跑车来说,降低空气阻力和空气升力非常重要,一个让车跑的更快,一个是让车跑的更稳。在把空气动力玩到极致的比赛——F1中,由科林·查普曼创立的路特斯首次将空气动力设计引入F1。1968 年,人类第一次乘坐阿波罗 8 号飞船绕月飞行;也是 1968 年,路特斯将第一批固定翼装在了F1赛车Type 49B上,前者将人类带到比以往任何时候都更高的太空,而后者的功能是让他们更靠近地面。
 
                路特斯Type 49B的做法很简单,就是将两片“机翼“倒置放在车头和车尾,这样赛车高速行驶的时候会产生巨大的下压力,将车牢牢的按在地面上,在高速行驶的时候稳定性更好,更重要的是极大地提升了弯道表现,赛车比赛能拉开差距的往往是弯道上的表现。
 
                凭借Type 49B的强大性能,路特斯车队获得了1968年的车队车手双料冠军。但是风翼也并非没有缺点,事实上多出来的部件增加了不必要的风阻,就像时至今日很多厂家都会标榜的低空气阻力系数。但作为赛车,F1赛车使用了大量的空气动力套件后风阻系数常常超过1。除了风翼外,有没有别的办法可以更高效地让车牢牢吸在地面上?
 
                路特斯的另外一个创举是将地面效应引入F1赛车,实现这一突破的是1977年的路特斯Type 78。空气在流经车身两侧的通道时,由狭窄的入口通向中央,然后在后轮和悬架前方的侧箱出口处突然膨胀扩散出去,气流加速,气压力降低,上下产生气压差增加了巨大的下压力。路特斯将F1带入了地面效应的时代,Type 78赛车的继承者——路特斯Type 79成为第一款赢得世界冠军的地面效应车。
 
                除了两款革命性的F1赛车,在民用领域,路特斯在2019年发布了全球最大马力、重量最轻的纯电量产超跑Evija,不仅拥有2000马力的夸张动力,出色的空气动力学设计能够提供超越自身车重的1.8吨强大下压力,这也是截止目前量产车中最大下压力的车型,理论上可以倒过来贴着屋顶行驶。
 
                在Evija车身上有两个鲜明的设计,从车身两侧贯穿至车尾巨大的“洞”,被称为“文丘里管道”,该结构形成的“风眼”在Evija的设计中得到强化,其独有曲率表面、截面梯度、路径都经过上千小时CFD和风洞验证,让气流自然地穿过车身,以降低整车的风阻;在高速过弯时,风眼又能够帮助车辆更加灵活快速地调整方向;高速制动时,风眼可以优化尾部气流,使车身更稳定。

                汽车空气动力还能做到什么样?关于未来,路特斯推出E-R9告示了未来的风向。E-R9车身线条流畅,最大的亮点是搭载的主动式空气动力控制系统,可以通过车身变形(调整车身面板角度)改变整车的空气动力学性能。巨大的垂直“尾翼”不仅可以提升直线稳定性,还可以通过尾垂的摆动,在不依靠轮胎抓地力的情况下,改变行驶方向,这样可以协助E-R9在弯道上达到更高的极限,实现真正的“贴地飞行”。
 
                从过去到现在,路特斯一直是一个给人感觉很偏执的品牌,当人们提到路特斯的时候,我想大多数车迷心理想到的是——纯粹。路特斯73年的历史中,一直秉承着For the Drivers的理念。7个F1厂商车队年度总冠军、6个F1年度车手总冠军、81个F1分站赛冠军、9个勒芒大奖赛冠军……无论是轻量化单体壳的路特斯Type 25、还是开创性的将空气动力套件引入F1的Type 49B,还是地效强大到被禁赛的Type 79,亦或是让人津津乐道的E系列跑车,轻量化、空气动力学还有纯粹的操控一直都是路特斯的三大基因。
 
                在即将All in 新能源时代的最后一刻,路特斯发布了燃油时代的绝唱——Emira。Emira沿袭纯电超跑Evija设计语言,基于最新跑车平台打造,中置引擎布局。搭载AMG 2.0T涡轮增压发动机与8速湿式双离合变速器,经路特斯工程的调校,功率360hp,0-100km/h加速时间小于4.5s。
 
                延续了Evija设计的Emira车头下方设计有三段式的格栅与风道,整体造型遵循空气动力学,Emira是同级车型中唯一能够在任何速度下产生被动下压力的车型,这意味着随着速度的增加,下压力随之增加,不仅提升弯道极限,操控特性也更加稳定。
 
                很多人一直以为一款好车只要发动机、变速箱和底盘好就行了,但其实这远远不够。否则F1各支车队也不会每年花费重金去研究空气动力学,造就夸张的F1赛车造型。符合空气动力学的车身造型设计对车辆性能和操控的影响,远比大家想象的重要得多。路特斯在赛车上引入的汽车空气动力学的开创性设计,证明了其在技术上的前瞻性。如今,Emira和Evija也表明了路特斯无论在燃油时代还是新能源时代,它都依然是超跑品牌中空气动力技术引领者。

   
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