就拿三大神车来说,它们的风阻系数都在0.35上下。而F1赛车甚至可以做到风阻系数超过1.00甚至更高。这些顶级的速度机器花了大手笔做的空气动力学优化,反倒和十几万元的家用车水平相当?这显然是不合理的。这是因为,空气动力学效率=下压力系数/风阻阻力系数。
对超跑来说,风阻系数不必太低,但下压力系数必须得高。甚至可以说没有优秀的空气动力学设计,再大的马力也没有用武之地。
空气动力学设计是如何提高下压力系数的?要回答这一问题,首先要说到气动升力的产生原理。
气动升力最经典的例子是飞机的起飞原理。
飞机机翼主要受到三种气动升力。
一种是由“攻击角”将前方空气分割为上下两部分,向下的一部分必然受到机翼向下的阻力,根据牛顿第三定律,这部分空气给机翼向上的推力。
第二种和汽车的气动升力关系密切。是由于机翼特殊的形状设计,导致机翼上方空气流动速度加快。伯努利方程告诉我们,流速快压强小,因此机翼上方压强小于下方压强,形成气动升力。第三种当攻击角较大时出现的涡流升力,此处不再赘述。
如下图所示,为了满足舒适、空间等功能需求,绝大部分车身会被设计成“上凸下平”的形状。抽象地看,车身截面和机翼截面形状近似,因此车子在高速行驶时,也将受到气动升力影响。如果没有针对性设计,那么车速越高,升力也就越大,车身就会不稳定。