給我下壓力

在所有以量產車型為平臺的改裝車中，空氣動力學組件改動最成功的恐怕就要數德國DTM賽車和日本的Super GT賽車了。這兩個賽事均允許參賽隊伍對賽車空氣動力學進行深度改動(例如多元素尾翼、擾流板、超低的側裙、氣壩和導流板等)，而且對汽車本身的線條破壞很小。這些改動部位協調工作，可以產生巨大的下壓力，在賽車高速過彎時刻將車身牢牢地壓在地面上。不僅如此，由于抓地力提高了，汽車的加速和制動能力也會相應顯著增強。

一味增大下壓力并非全無壞處，付出的代價就是隨之升高的空氣阻力。要利用空氣將車身牢牢地按在地上，勢必會增加汽車前進的阻力。不過這點代價算不上很致命。

阻力的增加會降低汽車的最高車速，但卻能顯著地提高賽車的過彎速度，因此可以大大減少單圈時間。所以人們普遍認為適當地增加一些阻力是完全可以接受的。許多賽車的風阻系數都在1．1以上，而我們普通轎車基本都在0．35以下。對于賽車來說，它們強勁的馬力可以補償增加的空氣阻力帶來的速度降低。

因此，對于賽車來說，最重要的就是產生合適的下壓力來提高過彎速度。過大的下壓力會讓賽車的速度大大降低，而偏小的下壓力又提高過彎速度于事無補。對于一場比賽來說，恰巧合適的下壓力很難把握，大多數車隊都通過不停地試驗來找到下壓力與空氣阻力之間的平衡點。

事實上，幾乎所有的量產轎車不但沒有下壓力，反而會有向上抬升車身的力。更有甚者，這個力對應車速增加呈指數級增加，因此許多量產車在高速時候的操控性非常差，微弱的抓地力不僅使轉向變得遲鈍又模糊，還讓車子的安全性大大降低。如果能適當地增加一些下壓力，以上這些缺點都可以得到徹底解決。

很多空氣動力學組件都安裝在車的前部，剩下的則基本更靠近車的尾部。通常來說，尾翼多出現在后背箱上，而氣壩(前擾流板的下部，用于阻止過多空氣進入車底)則都掛在前保險杠的下面。所有空氣動力學部件產生的力最終都傳遞到這些部件固定的部位，因此，尾翼產生的下壓力大部分都傳遞到了后輪上，前輪就會由于杠桿作用而減小一些下壓力，尾翼上產生的下壓作用讓車頭有翹起來的趨勢。

為了改善高速下的操控性，必須根據汽車的前后載荷比來相應地增加下壓力。大多數的前驅汽車前后輪載荷比在60／40左右，所以增加下壓力的話，也必須按照這一比例來同時增加。只有這樣，車輛的平衡性才不會被破壞掉。

如果給一輛已經前后平衡得很好的賽車加一個尾翼，就會導致這輛車的轉向趨向于不足的特性，因為前輪的下壓力相對于后輪，減小了很多。再加上市場上絕大多數的轎車都設計成輕微的轉向不足特性，所以增加的尾翼會在高速下急劇惡化汽車的轉向不足特點。為了克服這一缺陷，當然要想辦法增加前輪的抓地力。設計合理的氣壩(不管是否具有鴨翼)都會為前輪增加不少下壓力。

如果想同時通加前后輪的下壓力，就可以分別調整車尾部的尾翼或者擾流板與車前端的氣壩或者導流板，使下壓力達到預期的大小。尾翼的造型和大小，以及氣壩、導流板的類型和尺寸對車輛高速下的操控性影響甚巨。通常來說，氣壩的形狀和大小都不能調整，而尾翼則可以調節迎風角來獲得不同的下壓力。在一定范圍內，迎風角越大，尾翼產生的下壓力也就越大，調節尾翼的迎風角會對車輛在高速下的穩定性產生很大的影響。

通過使用下面將要介紹的一些空氣動力學部件，你也可以自己動手調節自己愛車的空氣動力特性，不僅僅包括下壓力，還可以調節制動系統冷卻效果和操縱穩定性等。有些參數也許只有在賽道上不斷地嘗試才能調到接近最佳，但是幾乎所有的調解方式你都可以在下面的介紹中了解到，所用到的工具幾乎每一個改裝愛好者家里都有。

反置翼

我們把汽車上用到的小翼稱為“反置翼”，以便和飛機上面的“翼”區別開來。盡管這兩者形狀很接近，但是就如同名字上的差別一樣，汽車上用到的“翼”都是下表面更加彎曲，與飛機上的剛好相反，這也是“反置”這一名稱的由來。“反置翼”通過在上表面制造較高氣壓，在下表面制造較低氣壓而產生下壓力。前方到來的空氣在翼的最前端分成兩部分，一部分從上面經過；而另一部分從下面經過。由于上下表面形狀的差異，流經上表面的空氣要比下表面的空氣速度慢。根據伯努力方程可以知道，流速越慢，空氣的靜氣壓越高。所以，“反置翼”上表面空氣向下的壓力要比下表面向上的壓力要大，正是這種壓力的差別才產生了一股向下的壓力，就是我們通常說的“下壓力”。而“反置翼”的出現必然會影響車身表面的空氣流動，對車身整體的下壓力產生輕微的影響，這一點需要在增加尾翼的時候考慮到。

大多數的尾翼截面形狀在翼展方向都是不變的，而一些更加復雜的尾翼迎風角和形狀都不是固定的。在接近翼展末端約20-25％尾翼寬度的地方，那里的迎風角和尾翼中央部位的迎風角是不相同的。這樣形狀復雜的“三維”尾翼由于考慮了增加尾翼對車身氣流的影響，所以比那種簡單的尾翼更加有效。在車身寬度方向上，由于流經車頂中央和流經側面門窗處的實際氣流在到達尾翼時會有不同的迎風角，所以設計合理的“三維”尾翼可以更有效地增加下壓力，同時減小空氣阻力。

有些尾翼截面形狀為單一元素，而有些尾翼的界面為多元素構成。通常，一元翼型可以產生非常大的下壓力，單是在一些允許多元翼型的比賽中，多元翼型可以將下壓力提高一倍甚至兩倍！舉例來說，F1賽車的尾翼截面通常為4元素曲線，所以可以產生超過車重好幾倍的下壓力。另外，多元翼型設計也經常應用了較大弦長(尾翼截面的長度)的尾翼中。尾翼的弦長較大時，流經表面的空氣會有加速脫離尾翼的趨勢。而通過多元翼型的設計，可以讓流經前一個元素表面的空氣在脫離翼表面時候恰好遇到下一個元素的表面。這就盡可能地減少了空氣流經大弦長尾翼時候的脫離現象，就像噴氣式客機完全打開副翼以阻止空氣脫離翼面一樣。

另外還有些經過實踐證明確實可以增加反置翼下壓力的部件；比如在賽車中大量使用的格尼冀(指安裝在尾翼末端 與尾翼成一定夾角的豎板)。這個豎板由于增加了尾翼上表面垂直方向上的空氣導流，所以可以大大地增加下壓力。格尼翼的高度以占尾翼弦長的4％為宜，雖然繼續增加格尼翼的高度仍然可以增加下壓力，但是同時也會極大地增加空氣阻力。對于一千20厘米弦長的唯一來說，最適宜的格尼翼高度為0，8厘米，增加這樣一個小豎板可以讓尾翼上的下壓力增加25％。

擾流板

Nismo GT-R的車底部有兩個主擾流板來控制車底部低氣壓空氣的流動，最容易觀察到的那個就位于后保險杠的下面，另外一個不大容易看到的位于前導流板的正后方。從技術上來說，這兩個擾流板的作用都是相同的：盡量減小車底部的空氣壓力。后部的擾流板上還有幾道豎直的隔板，以便空氣更加快速有效地通過車底部。

后擾流板可以將空氣直接排入車后放的低壓紊流區，利用后方的低氣壓來加快車底部空氣的流動。此外，后擾流板還將車底的空氣排入后方盡可能大的區域中，來延緩氣流經過車底之后的混合過程。以上這些途徑都可以加快車底部氣流的流動，從而降低車底部的氣壓。由于車底部表面普遍存在低氣壓，所以車身可以獲得非常大的下壓力。如果車底部的氣壓可以降到0．5個標準大氣壓，即使一個1m×2m的區域也可以產生約538kQ的下壓力。

擾流板上面安裝的垂直隔板可以讓空氣盡可能地貼住擾流板的表面。由于擾流板在車尾部逐漸向上延伸，所以那里的空氣流速會放緩，氣壓會升高。空氣動力學專家們稱這種現象為有害氣壓梯度，而要保持氣流始終貼在擾流板表面的話，肯定要求氣流一直順暢、不減速地通過擾流板。如果不采取措施加以避免的話，空氣分離(空氣流速降低的直接后果)會讓下壓力大大減小。而擾流板上面的豎直隔板會讓空氣在流動時候產生渦流，加強貼在擾流板上的趨勢，延緩車尾部氣流的混合，保證車后的低壓區可以源源不斷地從車底吸走空氣。

鴨式翼

也可以叫做水平舵，因為這樣的小翼在潛艇的塔橋上也能找到，用兩種方式來產生下壓力。第一種，鴨式翼將正前方水平而來的空氣導向上方，空氣會給鴨式翼一個向下的反作用力。這種下壓力并不是很大，因為翼面上的空氣流速要比自由氣流低很多。第二種方式，鴨式翼可以產生強烈的渦流，并導向車身的側面，充當起柵欄的作用。如果這些鴨式翼安裝合理的話，它們產生的強烈渦流會阻止車外面較高氣壓的空氣從側方進入車底部。相對于車底部的低氣壓來說，一旦外部較高氣壓的空氣進入車底部，勢必會升高車底的氣壓。根據上面的分析，這將會減小下壓力。因此，鴨式翼產生的強烈渦流事實上充當起了大壩的作用，阻止外面的空氣進入車底的低氣壓區。由此，車底的低氣壓狀況得以維持，下壓力也得到了保證。不幸的是，鴨式翼的效率非常低，因為伴隨它們會產生非常大的空氣阻力。它們僅對于那些整個車身的空氣動力學部件都進行過合理調校的賽車來說，才有存在的價值。

側向氣道

側向氣道出現于賽車上，主要原因有兩條；第一，賽車的制動系統和發動機冷卻非常重要；第二，大多數的賽車底部都有擾流板將前方的氣流導向前車輪空腔的后部。傳統的車身設計并沒有側向氣道，來自發動機蓋處的紊流和由于車輪轉動而產生的紊流都將匯聚到前車輪后方狹窄的空間中，再加上來自發動機艙和制動系統輻射的灼熱空氣，這都會大大增加車輛的空氣阻力，并影響發動機和制動系統的散熱。側向氣道為這些灼熱的紊流提供了一條出口，將這些紊流變成平滑的層流，流向車身側面。而不是直接排向車身側面。這些層流還可以和鴨式翼產生的渦流一起，阻止其他空氣進入車底部。而發動機艙的空氣被抽出之后，新鮮的冷空氣又能更好地冷卻發動機和制動系統。

氣壩和導流板

氣壩的首要任務就是限制從汽車前部進入車底部的氣流量。氣壩通常由復合材料或者鋁合金片制成，就像一個水平的欄桿，阻擋了大部分本來要鉆入車底的氣流。由于進入車底的氣流少了，更多的氣流就將改道從車頂和側面經過，造成那里的局部氣壓比較高。通過車底的氣流被限制到固定的狹窄通道里面，流速較快，造成的較低氣壓又產生一種虹吸作用，從車底吸取氣流。目前大部分駕駛姿態比較高的量產車均將簡單的氣壩整合到了前保險杠里面。

導流板是位于氣壩下面的水平隔板，原理和氣壩相同，但是工作性質卻不同。多數汽車的車頭部位都接近一個方塊，前方的氣流到來的時候都會在這里減速，形成一個高壓的滯留區。導流板正處于這個高壓區，可以有效地利用這部分的高壓產生下壓力。導流板，正如它的名字那樣，將它上方的高氣壓區與車底的低氣壓區隔離開。車輛周圍的氣壓跟車速的平方成正比的關系，所以隨著速度的增加，下壓力的增加非常快。對于大多數人來說，只有車速達到約120km／h以上，才能明顯地感覺到下壓力的變化，而這個下壓力會隨著車速的變化，或高或低地改變。通過調節導流板的正截面積和延伸長度，前輪的下壓力可以調節到一個合適的程度。Nismo GT-R的導流板和大多數的賽車一樣，用管道將部分高氣壓氣流引入到發動機艙，為發動機艙換氣。

NACA氣道

與F1賽車駕駛員頭部上方巨大的進氣道不同，NACA進氣道被集成到了發動機艙蓋上面。當1945年NACA(美國空氣動力咨詢委員會)開發出這種進氣道的時候，它的名字是“潛水道式進氣口”。NACA氣道是一種低氣阻的進氣道，用來為制動系統，發動機系統，甚至包括坐在駕駛座位接受烘烤的車手提供冷卻空氣。NACA氣道的開口形狀非常特殊，順著氣道往里，開口面積越來越大。通過廣泛的風洞模型試驗，NACA氣道里面的氣流速度和空氣阻力這對矛盾已經逐漸得到了折衷的解決之道。這輛GT-R的NACA氣道將部分空氣引入后方的空隙中，來冷卻制動系統，鋒利的氣道邊角線條可以產生一些渦流，讓空氣可以緊貼著氣道內表面向后擴散。和很多市場上的仿冒品不同，NACA氣道的邊角必須非常銳利，否則會讓向后擴散的空氣脫離氣道內表面，從而減弱NACA氣道的實際作用。