赛车空动优化的秘密
作者:梁子平 田野
来源:《汽车之友》2014年第23期
作者:梁子平 田野
来源:《汽车之友》2014年第23期
赛车的空气动力学套件前翼,尾翼和扩散器都有一定的攻角,在其工作时气流也面临着边界层分离的情形。优化边界层,就可以保持气流的持续附着,延迟甚至是避免失速,从而大大提高空气动力学套件对环境的适应能力,降低其敏感度。以下是一些优化方案:
翼面开槽
翼面开槽,就是把一块长翼弦、大面积的翼片拆分成若干个部分,使得翼片在迎风行进过程中上翼面的气流可以通过开槽流入下一块翼片的下表面。这部分气流的介入可以弥补翼面下方由于粘滞作用而导致的能量损耗,弥补流速差,削弱逆压梯度。开槽后的翼片更不容易引发失速,因此开槽后的翼片可以比原始翼型具有更大的气动攻角,产生更多的负升力。
涡流发生器
提升空气动力学套件表现、优化边界层的另一种措施就是安装涡流发生器(vortexgener
ator)。
涡流发生器的工作原理与开槽相比略有不同,开槽是将其他区域的气流引导到翼面下表面,为翼面下表面补充能量;而涡流发生器则是利用其尖端产生的翼尖涡为边界层提供能量。但是两者的根本原理都是利用能量削弱逆压梯度,因此从本质上来说,两者又是相似的。
涡流发生器自1947年首次被美国联合飞机公司的Bmynes和Tayler提出,到目前已广泛应用于航空、流体机械、冶金化工、汽车、船舶等领域。涡流发生器实际上是以某一安装角垂直地安装在机体表面上的小展弦比小机翼,所以它在迎面气流中和常规机翼一样能产生翼尖涡,由于其展弦比较小,翼尖涡的强度相对较强。这种高能量的翼尖涡与其下游的低能量边界层流动混合后,就把能量传递给边界层,使处于逆压梯度中的边界层流场获得附加能量后能够继续贴附在机体表面而不致分离。
涡流发生器按大小分三类,即普通涡流发生器(空气动力汽车原理VG)、亚附面层涡流发生器(SBVG)和微型涡流发生器(MVG)。涡流发生器在赛车领域已经有了广泛的应用。目前,涡流发生器已经成为了提升赛车特别是方程式赛车性能的必备组件。
发布评论