擾流板

擾流板

汽車的擾流板(Slingshot Autosculpt)是指在車尾上方安裝的附加板,也稱為汽車尾翼

飛機擾流板的作用是輔助操縱系統提供起飛、著陸的增升動力,改善飛機的操縱性能,主要由擾流板、減速板系統、水準安定面配平操縱系統、後緣襟翼及前緣增升裝置等組成。

  • 中文名稱
    擾流板
  • 正文
    減少車車尾部升力
  • 介紹
    成正比
  • 時速
    120公裏

主要作用

擾流板的作用主要是為了減少車輛尾部的升力。如果車尾的升力比車頭的升力大,就易導致車子轉向過多、後輪抓地力減小、高速穩定性差。

升力與風阻一樣,與車速的平方成正比,也就是說,在時速120公裏的升力,是時速60公裏的4倍,是時速40公裏的9倍。因此行駛速度較高的汽車,如高級轎車和跑車,一般都裝有擾流板。

汽車上的擾流板有多種式樣。如賽車上的擾流板較高,這是為了充分發揮擾流作用,使沒有亂流的氣流直接作用在擾流板上,而且使它產生的下壓力不致作用于車身而抵消其效應。因此必須將擾流板離開車身表面安裝。

有些旅行轎車的頂蓋後緣安裝擾流板,使頂蓋上一部分氣流被引導流過後窗表面。這樣既可使後窗後部的升力降低,也可引導氣流將後窗表面浮塵消除,避免塵污附著而影響汽車後視野。在許多普通轎車上,也裝有擾流板。其實由于這些車的速度都不是很高,因此擾流板難以發揮實際作用,而美化車身面板則成了裝擾流板的最大目的。

擾流設計

理論基礎

瑞士物理學家伯努利(Bernoulli)曾證明了空氣動力學的一條理論,即空氣流動的速度與壓力成反比。也就是說,空氣流速越快,壓力越小;空氣流速越慢,壓力越大。例如飛機的機翼是上面呈正拋物形,氣流較快;下面平滑,氣流較慢,形成了機翼下壓力大于上壓力,產生了升力。如果轎車外形與機翼橫截面形狀相似,在高速行駛中由于車身上下兩面的氣流壓力不同,下面大、上面小。這種壓力差必然會產生一種上升力,車速越快壓力差越大,上升力也就越大。這種上升力也是空氣阻力的一種,汽車工程界稱為誘導阻力,約佔整車空氣阻力的7%。雖然比例較小,但危害很大。其它空氣阻力隻是消耗轎車的動力,這個阻力不但消耗動力,還會產生承托力危害轎車的行駛安全。因為當轎車時速達到一定的數值時,升力就會克服車重而將汽車向上托起,減少了車輪與地面的附著力,使汽車發飄,造成行駛穩定性變差。

車身設計

為了減少轎車在高速行駛時所產生的升力,汽車設計師除了在轎車外形方面做了改進,將車身整體向前下方傾斜而在前輪上產生向下的壓力,將車尾改為短平,減少從車頂向後部作用的負氣壓而防止後輪飄浮外,還在轎車前端的保險杠下方裝上向下傾斜的連線板。連線板與車身前裙板連成一體,中間開有合適的進風口加大氣流度,減低車底氣壓,這種連線板就是導流板。在轎車行李箱蓋上後端做成像鴨尾似的突出物,將從車頂沖下來的氣流阻滯一下形成向下的作用力,這種突出物就是擾流板。導流板限製空氣流過下部車身(使汽車下面的湍流處于最小值,並且使空氣的流動阻力降低),而且使前部的車輪不致抬起。邊裙引導氣流離開後輪,這樣可減少氣流擾動和氣流阻力。擾流板改變了車身後端氣流的方向,減少了氣流的阻力並可阻止後部車輪抬起.。

機翼啓發

還有一種擾流板是人們受到飛機機翼的啓發而產生的,就是在轎車的尾端上安裝一個與水準方向呈一定角度的平行板。這個平行板的橫截面與機翼的橫截面相同,隻是反過來安裝,平滑面在上,拋物面在下。這樣車子在行駛中會產生與升力同樣性質的作用力,隻是方向相反利用這個向下的力來抵消車身上的升力,從而保障了行車的安全。這種擾流板一般安裝在車速比較高的跑車上。不少轎車都裝有導流板和擾流板,以提高轎車的性能。

安裝條件

時下流行個性化改裝,年輕車主會跟風而上,擾流板是對汽車兩翼的氣流進行控製。如加裝隻在賽車上使用的擾流板。有關專家表示,加裝擾流板,對汽車的構造和擾流板本身的材質都有著非常高的要求。所以,追求個性的車主最好不要隨意給車加裝擾流板。不適當的加裝,隻能使汽車看起來特別"扎眼"而別無用處,此外還大大增加了汽車的風阻系數,提高了車輛的實際油耗,並且車速越高,油耗增加得越多。

所以說,安裝擾流板要慎重。很多車主們給自己的轎車加裝上擾流板,主要的改進集中在車尾,也就是我們所說的尾翼,但是你真正了解加裝尾部擾流板的利或弊嗎?擾流板真的適合你嗎?

專家理論一

加裝擾流板為何能減少尾部升力?利用擾流板的傾斜度,使風力直接產生向下的壓力,如F1賽車尾部的擾流板一般傾斜15度,高速行駛時可達1000公斤以上的壓力。但是,擾流板同時也增加了風阻,如Fl的風阻系數接近1.0(一般轎車為0.3~0.5)。這裏就要求在設計時必須恰到好處,使增加的風阻與改善的性能相對非常小。

專家理論二

根據空氣動力學原理分析,我們知道汽車在行駛過程中會遇到空氣阻力,這種阻力可分為縱向、側向和垂直上升3個方面的作用力,並且空氣阻力與車速平方成正比,所以車速越快,空氣阻力就越大。一般情況,當車速超過60km/h時,空氣阻力對汽車的影響表現得就非常明顯了。為了有效地減少並克服汽車高速行駛時空氣阻力的影響,人們設計使用了汽車尾翼,其作用就是使空氣對汽車產生第四種作用力,即對地面的附著力,它能抵消一部分升力,控製汽車上浮,減小風阻影響,使汽車能緊貼著道路行駛,從而提高行駛的穩定性。我們觀註F1賽事會發現,F1賽車的前後都安裝有定風翼,它們為車體提供了近60%的下壓力,從而保證了高速下輪胎具有足夠的抓地力來保持車身的穩定性。

專家理論三

加裝擾流板對于節省燃油也有一定幫助。在一般道路上行駛,耗油量減少或許不明顯,如果在高速公路上以120km/h以上的時速行駛,則此時汽車尾翼的作用就很明顯了。但是一般來說不建議小排量的汽車加裝擾流板,因為擾流板主要是用來增加車身的穩定性的,針對大排量車來說很重要,但小排量的車安裝誇張的尾部擾流板反而會影響車速。

專家理論四

在一些旅行轎車的車頂後部安裝有小型擾流板,這些擾流板使車頂上的一部分氣流被引導流過後車窗表面,這樣既可使車輛後部的升力降低,也可利用氣流將後車窗表面浮塵清除,避免灰塵附著影響車後視野。

專家理論五

按材質來分,市場上的擾流板主要有三種:

第一種是以原廠生產的玻璃鋼材質的擾流板,相對比較貼合車身的線條。

第二種就是鋁合金的擾流板,給人感覺比較誇張,但導流效果不錯,而且價格適中,不過重量要比其他材質的擾流板稍重些。

第三種就是最好的擾流板材質--碳纖維的擾流板,是高剛性和高耐久性的完美結合,並廣泛被F1賽車採用,F1賽車上擾流板的空間位置有些是可以調校的,調校方式分為手動和自動兩種,其中自動調校型多了液壓立柱,可根據車速自動調整擾流板的角度。一般建議消費者選擇手動調校型的,液壓自動調校型的不僅價格較貴,而且不如手動型操作方便。

好多人認為擾流板越大越好。其實不然!安裝擾流板除了美觀作用外,更大的作用是高速時候為愛車提供必要的穩定性。由于大多數轎車以城市道路行駛為主,車輛根本達不到擾流板能夠發揮作用的時速,體積越大,低速阻力就越大,再加上很多車主安裝的是鋁合金擾流板,車身整體重量的增加,也勢必導致油耗的上升。因此這樣做是得不償失的,選擇一個大方得體美觀實用的擾流板才是改裝之真諦。絕大多數的的車型都是普通轎車,但是很多車主也加裝有擾流板,由于這些車的速度不是很高,因此擾流板很難發揮實際的作用,而美化車身面板則成了裝擾流板的最大目的。

通過以上敘述,我想我們應該對加裝擾流板有了更高的認識,不管您的愛車是否需要加裝擾流板,安全駕駛才是最重要的。

F1擾流板

隨著風洞測試能力的增強和電腦仿真手段的出現,F1賽車上採用了大量的空氣動力學裝置。最明顯的就是在賽車的前部和後部安裝著一排排的定風翼,這些定風翼起到擾流板的作用,能產生下壓力,但同時又會產生氣動阻力。前定風翼大約提供了賽車總下壓力的25%,後定風翼可提供總下壓力的約1/3。前後定風翼包含了許多元件,風翼的角度都是獨立可調的。在最外端,定風翼與縱向端板相接,最大限度導引氣流,防止氣流從風翼末端溢出而降低效率。

不同賽道有不同空氣動力學要求,一般直道短、彎道多的所謂低速賽道需要有較高下壓力,如摩納哥的蒙特卡洛賽道,需要將定風翼的角度調大一些;而一些擁有長直道的高速賽道,如義大利的蒙扎賽道,為了減少在直道上的氣動阻力,則需要較小的定風翼角度。但實際上,大量的F1賽道並非能簡單歸類為低速或高速賽道,新增的賽道往往都是混合型賽道,同時具備慢彎、高速彎和長直道,定風翼的調整需要和試車資料緊密結合起來。

賽車的底板同樣也是重要的空氣動力學裝置,它是將碳纖維板直接安裝在底盤下部。底板和賽車後定風翼下方的擴散器之間的關系非常關鍵,向上翹起的擴散器增加了賽車底板和跑道面的距離,降低了那個部位空氣流動的速度,就相當于在一個河流變寬的時候,減低了水流的速度。降低賽車速度必須降低下壓力,國際汽聯近幾年來對前定風翼高度、後定風翼的位置、底板尺寸等進行了嚴格限製,尤其是2005賽季的規則使得使F1賽車下壓力減少了近20%,果然05賽季初的平均單圈成績比2004賽季相應增加了2-3秒。其他F1賽車空氣動力學裝置還包括裝在車身上的各種導流板和翼板等,這些裝置的作用主要用于疏導氣流,如在前輪後部的導流板是為了梳理車輪後部產生的亂流,使其平順進入賽車側箱的散熱器口,提高冷卻效率。

盡管空氣動力學裝置在F1賽車上起到了關鍵作用,但包括法拉利車隊技術總監羅斯·布朗在內的相當多業界人士卻對空氣動力學的濫用很是反感,他們認為提高機械抓地能力才是賽車技術發展的光明大道,過度依賴空氣動力學"製造"下壓力是沒有前途的。畢竟,F1賽車在追求極限速度的同時,也應該對民用車技術的進步作出示範,過多的空氣動力學套件很難套用在民用車上。羅斯·布朗說:"我們應該通過規則的約束來製造全新概念的賽車,新賽車應擺脫所有附加空氣動力學零件,那些前後翼還有附加小翼都應該消失。"

飛機擾流板

波音737-3/4/5型飛機擾流板分為二組:地面擾流板和飛行擾流板。地面擾流板僅起地面減速作用;飛行擾流板可在空中與地面滑跑飛機結構。

飛機結構飛機結構

起減速作用,並且在需要高傾斜率飛行時,為橫滾控製與副翼一起工作。每個機翼的上表面,後緣襟翼的前面,各安裝了五塊液壓驅動的擾流板。自左向右編號為:左機翼0 號到4 號,右機翼5 號到9 號;飛行擾流板為2號、3 號、6 號和7 號、其餘6 塊是地面擾流板。

當飛行擾流板作為副翼的補償操縱時,隻有位于副翼上偏的機翼上的飛行擾流板升起,而另一邊機翼上的飛行擾流板則仍貼在機翼表面上。當作減速板時,左、右飛行擾流板都升起。在空中,既為了減速,又為了增大副翼效能,則飛行擾流板不僅都升起,而且副翼向上偏轉的機翼上的擾流板升起的角度要更大些,另一側的擾流板則要適當減小角度。飛行擾流板升起的最大角度是40°。飛行擾流板隻靠液壓動力工作,而不能由人力操縱。A 系統向3 號、6號,B 系統向2 號、7 號提供液壓操作動力。

減速板操縱系統是飛機在著陸或中斷起飛時,使左、右機翼上的地面擾流板和飛行擾流板都升到最高位,以增大阻力,同時降低升力來達到減少飛機滑跑距離的目的。地面擾流板隻在飛機著陸接地後使用,分為外側地面擾流板(編號為0 號、1 號和8 號、9 號,安裝在飛行擾流板外側)和內側地面擾流板(編號分別為4 號和5 號,安裝在發動機內側)。

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