空气动力学原理.

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空气动力学工作原理

空气动力学工作原理

空气动力学工作原理空气动力学是研究飞行器在空气中运动的科学,主要涉及气流力学、机翼气动力学、飞行器升力和阻力等问题。

了解和应用空气动力学原理对于飞行器的设计、控制和性能优化至关重要。

本文将详细介绍空气动力学的工作原理。

一、气流力学气流力学是空气动力学的基础,研究空气在运动中的物理特性。

空气由于受到各种力的作用,会形成各种气流现象,如湍流、层流、颠簸等。

气流力学研究了空气的流体力学性质,包括速度、密度、黏性等,这些因素直接影响飞行器在空气中的运动。

二、机翼气动力学机翼气动力学是空气动力学中的重要分支,研究了机翼在飞行过程中所受到的气动力。

机翼的形状、面积和角度等因素会影响气流对机翼的影响,进而影响到飞行器的升力和阻力。

为了减小阻力、增加升力,机翼的设计需要考虑气动力学原理,采用合理的机翼翼型和控制面。

三、升力和阻力升力和阻力是飞行器在运动中的两个关键力。

升力使得飞行器能够克服重力,并产生向上的浮力。

阻力是飞行器在空气中运动时受到的阻碍力,直接影响飞行器的速度和能耗。

通过调整机翼的形状和角度,可以改变升力和阻力的大小,实现飞行器的稳定飞行。

四、空气动力学模拟空气动力学模拟是利用计算机技术对飞行器在空气中的运动进行数值模拟和分析的方法。

通过建立数学模型和计算流体力学方法,可以预测飞行器的气动性能和飞行状态。

空气动力学模拟可以为飞行器设计提供理论支持和优化指导,可以节省实际试验的成本和时间。

五、应用领域空气动力学工作原理被广泛应用于航空航天领域。

航空器设计师通过研究空气动力学原理,设计出具有优异性能的飞机和导弹。

同时,空气动力学原理也被应用于空气动力学模拟、气象学、建筑设计等领域,为人们提供更加安全、高效的工程设计和科学研究方法。

结语空气动力学的工作原理是研究飞行器在空气中运动的基础知识,涉及气流力学、机翼气动力学、升力和阻力等方面。

了解和应用空气动力学原理可以优化飞行器设计、提高飞行性能,同时也可以为其他工程领域提供重要的理论支持和指导。

空气动力学原理

空气动力学原理

空气动力学原理空气动力学是研究空气在固体或流体物体表面上流动的力学原理,应用于各种工程领域,如飞行器设计、汽车运动等。

在空气动力学中,涉及到了气体性质、速度场、压力分布等多个因素,影响了物体在空气中的运动和稳定性。

1. 流体介质与空气动力学空气是一种气体,是一种流体的形式。

流体是一种物质状态,在外力作用下会变形流动。

在空气动力学中,我们通常考虑空气是连续性不可压缩的流体,这有助于简化问题的分析。

流体的运动受牛顿力学定律的支配,同时还受到黏性和非黏性力的影响。

2. 马赫数和气动声速马赫数是描述物体运动速度与声速之比的无量纲数。

当物体运动速度接近声速时,会产生类似于音爆的效应,这种效应称为激波。

激波的产生会影响物体周围的流场,进而影响着物体的运动和稳定性。

3. 升力和阻力在空气动力学中,升力和阻力是两个非常重要的概念。

升力是垂直于流体运动方向的力,通常用于支持物体在空中的飞行。

而阻力则是与物体运动方向相反的阻碍力,会对物体的速度和稳定性产生影响。

4. 翼型和气动外形翼型是指通过空气动力学设计的具有特定截面形状的物体。

在飞行器设计中,翼型的选择会直接影响着飞行器的升力和阻力特性。

通过合理设计翼型和气动外形,可以提高飞行器的性能和稳定性。

5. 迎角和失速迎角是指空气动力学中流体与物体运动轨迹之间的夹角。

通过调整迎角可以改变物体所受到的升力和阻力大小。

然而,过大的迎角可能导致失速现象,使得飞行器丧失升力,造成危险。

结语空气动力学原理是现代工程领域中重要的基础理论,涉及到了流体力学、热力学等多个学科知识,并应用于飞行器、汽车等领域中。

通过深入理解空气动力学原理,可以更好地设计和改进各种工程设备,提高其性能和安全性。

空气动力学原理

空气动力学原理

空气动力学原理空气动力学原理是研究空气在物体表面作用下产生的力的学科,主要用于飞行器、汽车、建筑物等工程设计中。

空气动力学原理的理论基础包括气体力学、流体力学和运动学,它们解释了空气对物体的压力、阻力和升力产生的原理。

本文将介绍空气动力学原理的基础概念和应用。

1. 气体力学气体力学是研究气体的性质和行为的学科。

在空气动力学中,气体力学的基本原理包括气体的状态方程、气体分子的速度分布和气体分子与物体之间的碰撞。

根据气体力学的原理,我们能够计算流经物体表面的气体的压力和温度分布,从而理解空气对物体表面产生的力。

2. 流体力学流体力学是研究流体(液体和气体)的运动规律和性质的学科。

在空气动力学中,流体力学的基本理论包括连续性方程、动量方程和能量方程。

这些方程描述了空气在不同速度和压力下的流动方式,通过解析这些方程,我们可以预测空气在物体表面的流动情况。

3. 升力和阻力在空气动力学中,升力和阻力是两个重要的概念。

升力是空气对物体垂直于运动方向的力,而阻力是空气对物体平行于运动方向的力。

升力和阻力的产生与物体表面的形状、大小和运动状态有关。

对于飞行器来说,升力的产生是通过翼型的气动性能,而阻力则与飞行器的阻力系数和速度有关。

4. 翼型与气动力性能翼型是飞行器上机翼的横截面形状。

在空气动力学中,翼型的形状决定了空气在其上表面和下表面的流动情况,进而影响了升力和阻力的产生。

常见的翼型包括对称翼型、半对称翼型和非对称翼型,它们具有不同的气动力性能。

通过对翼型的气动力学性能进行研究和优化,可以提高飞行器的升力和降低阻力。

5. 应用领域空气动力学原理在多个领域有广泛的应用。

在航空航天工程中,空气动力学原理被用于设计和改善飞机、火箭和卫星的气动外形,以提高其飞行性能。

在汽车工程中,空气动力学原理被用于减少汽车在高速行驶时的空气阻力,从而提高燃油经济性。

在建筑工程中,空气动力学原理被用于对高层建筑、桥梁和其他结构物的风载荷进行估算和设计。

汽车底盘设计中的空气动力学原理与应用

汽车底盘设计中的空气动力学原理与应用

汽车底盘设计中的空气动力学原理与应用在汽车设计中,底盘是一个至关重要的部分,它直接影响着汽车的操控性、稳定性以及燃油经济性。

而在底盘设计中,空气动力学原理起着至关重要的作用。

本文将探讨汽车底盘设计中的空气动力学原理及其应用。

一、空气动力学原理空气动力学是研究空气与物体相互作用的科学。

在汽车底盘设计中,空气动力学原理主要体现在气动力和气动噪声两个方面。

1. 气动力气动力是指空气对汽车底盘的压力和阻力。

在高速行驶时,空气会产生较大的压力和阻力,影响汽车的行驶性能。

因此,设计合理的底盘结构能够减小气动力的影响,提高汽车的速度和燃油经济性。

2. 气动噪声气动噪声是由空气相互摩擦和振动所产生的噪音。

底盘的设计不仅要考虑到降低气动力的影响,还要考虑到减小气动噪声的产生。

通过优化底盘的形状和结构可以有效降低气动噪声的水平,提高车辆的乘坐舒适度。

二、空气动力学在底盘设计中的应用在汽车底盘设计中,空气动力学原理被广泛应用,以优化汽车的性能和舒适性。

1. 底盘结构设计通过优化底盘的形状和结构,可以降低汽车在高速行驶时的气动力,提高汽车的稳定性和操控性。

同时,合理设计的底盘结构还可以减小气动噪声的产生,提高车辆的乘坐舒适度。

2. 底盘悬挂设计底盘悬挂系统对汽车的操控性和舒适性有着重要影响。

空气动力学原理可以帮助设计师优化底盘悬挂系统的结构,提高汽车的通过性和舒适性。

通过合理设计底盘悬挂系统,可以有效减小气动力的影响,提高汽车的性能表现。

3. 底盘通风设计在底盘设计中,通风系统的设计也是十分重要的。

通过合理设计底盘通风系统,可以有效降低车辆在高速行驶时的气动力,提高汽车的速度和燃油经济性。

同时,优化通风系统也可以减小气动噪声的产生,提高车辆的乘坐舒适度。

总结在汽车底盘设计中,空气动力学原理是一个不可忽视的因素。

通过充分理解空气动力学原理,并将其应用于底盘设计中,可以提高汽车的性能和舒适性,让驾驶者拥有更好的驾驶体验。

希望本文能够对读者对汽车底盘设计中的空气动力学原理有所启发。

空气动力学效应

空气动力学效应

空气动力学效应空气动力学效应是指在空气中物体运动时所受到的力学效应。

它在许多领域中都有重要的应用,特别是在航空航天、汽车工程、建筑设计等领域。

本文将介绍空气动力学效应的基本概念、原理和应用。

一、空气动力学效应的基本概念空气动力学效应是指当物体在空气中运动时,由于空气的存在而对物体产生的力学效应。

空气动力学效应的主要原因是空气分子与物体表面发生碰撞,从而产生了气动力。

这种气动力包括了阻力、升力、侧力等。

1.1 阻力阻力是物体在空气中运动时所受到的阻碍力。

当物体在空气中运动时,空气分子与物体表面发生碰撞,使物体受到反向的力,从而减小物体的运动速度。

阻力的大小与物体的形状、速度、密度等因素有关。

1.2 升力升力是物体在空气中运动时所受到的向上的力。

升力的产生主要是由于物体表面的气流分离和气压差异所引起的。

升力的大小与物体的形状、速度、密度等因素有关。

在航空领域中,升力是飞机能够飞行的基本原理。

1.3 侧力侧力是物体在空气中运动时所受到的垂直于运动方向的力。

侧力的产生主要是由于空气动力学效应导致物体受到横向的气流作用。

侧力的大小与物体的形状、速度、密度等因素有关。

在汽车工程中,侧力对于提高车辆的操控性能具有重要意义。

空气动力学效应的原理是基于流体力学的基本原理和空气的物理性质。

流体力学是研究流体运动规律的学科,它是研究空气动力学效应的基础。

2.1 流体力学的基本原理流体力学的基本原理包括连续性方程、动量方程和能量方程。

连续性方程描述了流体的质量守恒定律,动量方程描述了流体的力学运动规律,能量方程描述了流体的能量守恒定律。

这些基本原理是研究空气动力学效应的理论基础。

2.2 空气的物理性质空气是一种气体,具有质量、体积和压力等物理性质。

空气的密度是指单位体积空气中所含的质量,密度越大,空气对物体的气动力越大。

空气的压力是指单位面积上空气对物体施加的力,压力越大,空气对物体的气动力越大。

三、空气动力学效应的应用空气动力学效应在许多领域中都有重要的应用。

空气动力原理和概念

空气动力原理和概念

空气的组成
总结词
空气主要由氮气和氧气组成,还 包含少量其他气体,如二氧化碳 、氩气等。
详细描述
空气的组成比例相对稳定,氮气约 占78%,氧气约占21%,其他气体 合计约1%。这种组成比例对生物 呼吸和大气环境具有重要意义。
空气的密度和粘度
总结词
空气的密度和粘度随温度和压力的变化而变化。
详细描述
空气的密度是指单位体积内的空气质量,随着温度升高而减小,随着压力升高 而增大。空气的粘度是指气体分子间的内摩擦力,也随温度升高而增大。这些 特性对空气动力学有重要影响。
空气动力原理和概念
目录
• 引言 • 空气的物理性质 • 流体动力学基础 • 空气动力学原理 • 空气动力学的应用 • 空气动力学的未来发展
01
引言
主题简介
空气动力原理和概念是研究空气与物 体相互作用规律的学科领域。
它涉及到流体力学、物理学、化学等 多个学科,是航空航天、交通运输、 能源等领域的重要基础。
通过数值模拟和计算流体动力学的方法,可以模拟和分析复杂的气流流动和物理现 象,从而更好地理解空气动力学的原理和应用。
随着计算机技术和数值算法的不断发展,数值模拟与计算流体动力学在空气动力学 领域的应用将更加广泛和深入。
THANKS
感谢观看
绿色能源技术
随着环境保护意识的提高,绿 色能源技术成为了空气动力学 领域的一个重要发展方向。
绿色能源技术包括太阳能、风 能、地热能等可再生能源,以 及燃料电池、核聚变等清洁能 源。
这些技术的发展将有助于减少 对化石燃料的依赖,降低碳排 放,保护环境。
数值模拟与计算流体动力学
数值模拟与计算流体动力学是现代空气动力学研究的重要手段之一。Fra bibliotek 空气的压力和温度

空气动力学原理

空气动力学原理
• 一种是定桨距(失速)调节方法; • 一种是变桨距调节方法。•1、定桨距(失速)调节方法
叶片与轮毂刚性联结。
失速控制主要是通过确定叶片翼型的扭 角分布,使风轮功率达到额定点后,减少 升力提高阻力来实现的。 在一般运行情况下,风轮上的动力来源 于气流在翼型上流过产生的升力。由于风 轮的转速恒定,风速增加叶片上的迎角随 之增加,直到最后气流在翼型上表面分离 而产生脱落,这种现象称为失速。
• 圆柱表面的压强分布
2、翼型受力 分析
环流的存在 导致了叶片的 工作。
F—翼叶上受的气动力,与翼弦AB垂直; FL—作用在风轮旋转平面上升力; FD—作用在垂直风轮旋转平面上阻力。
翼型绕流图画
0迎角绕流 (a) 0 (a) 00迎角绕流
(b) 50迎角绕流
(c) 150迎角绕流
方气流的吸力,这些力可用一个合力来表 示,该力与弦线(翼片前缘与后缘的连线) 的交点即为翼片的压力中心。对于普通薄 翼型,在攻角在5至15度时,压力中心约在 翼片前缘开始的1/4的位置。
翼的俯仰力矩
M
1 2 A L C v M 2
翼的俯仰力矩系数
C
L-翼的弦长
M

M 1 2 A v L 2
由图可知: 切点处升阻比最大
cot CL / CD
叶素弦长、安装角 在叶尖(r>0.8R)选用最佳安 装角,靠近叶跟处增大攻角来 减小弦长,且功率下降不多。
叶片翼型的空气动力学基础
1、叶片翼型几何参数: (1)翼的前缘; (2)翼的后缘; (3)翼弦; (4)翼的上表面 (5)翼的下表面 (6)翼的最大厚度h (7)叶片安装角
升力系数 阻力系数 总的空气动力系数
CL
C

空气动力学原理及其在飞行器设计中的应用

空气动力学原理及其在飞行器设计中的应用

空气动力学原理及其在飞行器设计中的应用1.引言飞行器的设计与性能优化离不开对空气动力学原理的深入理解和应用。

本文将介绍空气动力学的基本原理,并探讨其在飞行器设计过程中的应用。

2.空气动力学基本原理2.1 气流流动空气动力学的基础是研究气流在飞行器表面的流动。

气流可以分为层流和湍流,层流为流体沿着平行且相互不干扰的路径运动,湍流则是气流呈现不规则的涡旋结构。

在飞行器设计中,通常需要考虑气流的湍流特性,因为湍流会对飞行器的稳定性和飞行性能产生影响。

2.2 升力和阻力升力是指垂直于气流方向的力,用来支撑和提升飞行器。

根据伯努利定律,当气流通过飞行器的上表面时速度更快,压力更低,而通过下表面时速度更慢,压力更高,从而产生垂直于气流方向的升力。

阻力是指与气流方向相反的力,阻碍飞行器运动。

在飞行器设计中,需要在保证足够升力的同时尽量减小阻力,以提高飞行性能。

2.3 机翼和襟翼机翼是飞行器产生升力的关键部件。

机翼的形状和结构会影响气流的流动和升力的产生。

翼型的选择和机翼的横截面形状要考虑气流的流动特性和期望的升力分布。

襟翼是机翼上可以调节的部件,用于调整升力和阻力的分布,以满足不同飞行状态下的需求。

3.飞行器设计中的应用3.1 飞行器气动外形设计在飞行器设计中,气动外形的设计是一个重要的环节。

合理的气动外形可以减小阻力、提高升力效率,并保证飞行器具备稳定的飞行特性。

通过运用空气动力学原理,设计师们可以优化飞行器的外形,使其在不同飞行状态下都能保持稳定和高效的性能。

3.2 风洞试验风洞试验是飞行器设计和性能测试的重要手段。

通过在风洞中模拟真实飞行条件下的气流流动,可以提前评估飞行器的气动特性,包括升力、阻力、稳定性等。

通过风洞试验结果的反馈,设计师可以调整飞行器的设计参数,以获得更好的飞行性能。

3.3 数值模拟和计算流体力学方法随着计算机技术的发展,数值模拟和计算流体力学方法成为飞行器设计中不可或缺的工具。

通过建立数学模型和运用数值方法,可以模拟飞行器在气流中的运动和相互作用。

空气动力学飞机在空中飞行的原理与分类

空气动力学飞机在空中飞行的原理与分类

空气动力学飞机在空中飞行的原理与分类空气动力学飞机是目前最常见的航空器,它是通过利用空气动力学原理在大气中实现飞行的。

本文将介绍空气动力学飞机在空中飞行的原理以及常见的分类。

一、空气动力学飞机的原理1. 升力与重力平衡原理空气动力学飞机能够在空中飞行的关键在于升力与重力的平衡。

升力是飞机在飞行过程中产生的垂直向上的力,它是由飞机的机翼通过气动力学原理产生的。

重力是由地球对飞机的吸引力产生的垂直向下的力。

飞机需要通过调节升力和重力的平衡来保持稳定的飞行。

2. 推力与阻力平衡原理推力是飞机的发动机产生的向前的力,它推动着飞机在空中前进。

阻力是由空气对飞机运动的阻碍力,包括飞机外形的阻力、空气黏性产生的阻力以及升力产生的阻力。

飞机需要调节推力和阻力的平衡来保持适当的速度和飞行方向。

3. 控制与稳定原理飞机的控制与稳定是空中飞行的另一个重要因素。

飞机通过控制机翼、尾翼、副翼、方向舵等控制面来控制飞行姿态和方向。

稳定性是指飞机在飞行过程中保持稳定状态的能力,它与飞机的气动特性密切相关。

飞行员通过控制飞机的操纵杆和脚踏板来实现对飞机的控制与稳定。

二、空气动力学飞机的分类1. 固定翼飞机固定翼飞机是最常见的空气动力学飞机,它通过机翼产生升力来实现飞行。

固定翼飞机包括民用客机、货机、军用飞机、喷气式飞机、涡桨飞机等。

固定翼飞机具备较高的速度、较大的载重能力和较长的续航能力,其设计和制造具有较为成熟的经验和技术。

2. 直升机直升机是一种能够垂直起降并在空中悬停的飞行器。

它通过旋转桨叶产生升力,实现飞行和悬停。

直升机具备垂直起降的能力和悬停能力,适用于狭小的起降场地和特殊任务,如救援、运输、巡逻和医疗等。

3. 无人机无人机是一种没有驾驶员的遥控飞行器。

它由电池供电,通过遥控器或自主飞行系统进行控制和导航。

无人机的应用领域广泛,包括军事侦查、航拍摄影、物流配送、农业植保、科学研究等。

无人机的设计和制造也在不断发展和改进。

航天的原理

航天的原理

航天的原理
航天技术是指人类利用航天器在地球大气层之外进行探索、科研、应用和开发的领域。

而实现航天的原理主要涉及以下几个关键方面:
1. 空气动力学原理:航天器的离地运行需要战胜地球引力,并在大气层外进行飞行。

利用空气动力学原理,通过提供足够的推力,航天器能够克服重力并建立加速度,将自身推向太空。

2. 火箭推进原理:航天器通常采用火箭发动机作为主要推进装置。

火箭发动机通过排放燃料和氧化剂的喷射,根据牛顿第三定律反作用原理提供巨大的推力。

燃料和氧化剂的燃烧释放了大量的热能和高速气体,产生巨大的喷射速度。

3. 物体运动定律:航天器运动的基本原理符合牛顿运动定律。

航天器在太空中运动时,受到引力、空气阻力等外力的作用,同时也具有自身的惯性。

借助这些力和动量的平衡,航天器可以在空间中保持稳定的飞行轨迹。

4. 轨道力学原理:为了实现航天任务,航天器需要进入特定的轨道。

航天器的运行必须满足天体力学中的几个基本定律,例如开普勒定律和牛顿引力定律。

通过合理调整航天器的初始速度和方向,可以使其进入特定的轨道,实现各种科学探测和运输任务。

综上所述,航天的实现离不开空气动力学、火箭推进、物体运
动定律和轨道力学等基本原理。

通过合理应用这些原理,人类可以征服太空,实现太空探索和利用。

空气动力学效应

空气动力学效应

空气动力学效应空气动力学效应是指空气对物体运动产生的力学效应,它在飞行器、汽车、船舶等运输工具的设计和运行中起着重要的作用。

本文将从空气动力学效应的基本原理、应用领域以及对设计和性能的影响等方面进行探讨。

一、空气动力学效应的基本原理空气动力学效应的产生是由于物体在运动过程中与空气发生相互作用。

空气分子与物体表面发生碰撞时会产生压力,从而产生力的作用。

根据流体力学的基本原理,当物体在流体中运动时,流体分子对物体表面的作用力可以分为阻力和升力两个方向。

阻力是垂直于物体运动方向的力,它的大小与物体运动速度、流体密度以及物体形状等因素有关。

阻力的存在使得物体需要消耗更多的能量来维持运动,因此在设计运输工具时需要考虑减小阻力的方法。

升力是与阻力相对的力,它的方向垂直于物体运动方向。

升力的产生主要是由于空气在物体上表面与底表面之间的流动引起的。

当物体表面与底表面之间的流速不同,空气分子受到不同的压力作用,从而产生了升力。

升力在飞行器设计和运行中起着至关重要的作用。

空气动力学效应的应用领域非常广泛,包括航空航天、汽车工程、船舶工程等。

在航空航天领域,了解和研究空气动力学效应是飞行器设计和性能评估的重要基础。

通过优化飞行器的机翼、机身等结构,可以减小阻力、增大升力,提高飞行器的速度和燃油效率。

在汽车工程领域,空气动力学效应的研究可以优化汽车的外形和底盘设计,减小空气阻力,提高汽车的燃油经济性和稳定性。

在赛车运动中,空气动力学效应的应用更加突出,通过改变车身的空气动力学特性,可以提高赛车的速度和操控性能。

在船舶工程领域,空气动力学效应的研究可以优化船体的外形和舵翼的设计,减小阻力,提高船舶的速度和操纵性。

同时,通过改变船体的空气动力学特性,还可以减小波浪对船体的影响,提高船舶的航行平稳性。

三、空气动力学效应对设计和性能的影响空气动力学效应对设计和性能有着直接的影响。

在设计过程中,合理地利用空气动力学效应可以减小阻力、增大升力,提高运输工具的性能。

空气动力学原理(经典)

空气动力学原理(经典)

空气动力学原理空气动力学在科学的范畴里是一门艰深的度量科学,一辆汽车在行使时,会对相对静止的空气造成不可避免的冲击,空气会因此向四周流动,而蹿入车底的气流便会被暂时困于车底的各个机械部件之中,空气会被行使中的汽车拉动,所以当一辆汽车飞驰而过之后,地上的纸张和树叶会被卷起。

此外,车底的气流会对车头和引擎舱内产生一股浮升力,削弱车轮对地面的下压力,影响汽车的操控表现。

另外,汽车的燃料在燃烧推动机械运转时已经消耗了一大部分动力,而当汽车高速行使时,一部分动力也会被用做克服空气的阻力。

所以,空气动力学对于汽车设计的意义不仅仅在于改善汽车的操控性,同时也是降低油耗的一个窍门。

对付浮升力的方法对付浮升力的方法,其一可以在车底使用扰流板。

不过,今天已经很少有量产型汽车使用这项装置了,其主要原因是因为研发和制造的费用实在太过高昂。

在近期的量产车中只有FERRARI 360M 、LOTUS ESPRIT 、NISSAN SKYLINE GT -R还使用这样的装置。

另一个主流的做法是在车头下方加装一个坚固而比车头略长的阻流器。

它可以将气流引导至引擎盖上,或者穿越水箱格栅和流过车身。

至于车尾部分,其课题主要是如何令气流顺畅的流过车身,车尾的气流也要尽量保持整齐。

如果在汽车行驶时,流过车体的气流可以紧贴在车体轮廓之上,我们称之为ATTECHED或者LAMINAR(即所谓的流线型)。

而水滴的形状就是现今我们所知的最为流线的形状了。

不过并非汽车非要设计成水滴的形状才能达到最好的LAMINAR,其实传统的汽车形态也可以达到很好的LAMIAR的效果。

常用的方法就是将后挡风玻璃的倾斜角控制在25度之内。

FERRARI 360M和丰田的SUPRA就是有此特点的双门轿跑车。

其实仔细观察这类轿跑车的侧面,就不难发现从车头至车尾的线条会朝着车顶向上呈弧形,而车底则十分的平坦,其实这个形状类似机翼截面的形状。

当气流流过这个机翼形状的物体时,从车体上方流过的气体一定较从车体下方流过的快,如此一来便会产生一股浮升力。

空气动力学原理

空气动力学原理

空气动力学原理空气动力学是力学的一个分支,它主要研究物体在同气体作相对运动情况下的受力特性、气体流动规律和伴随发生的物理化学变化。

它是在流体力学的基础上,随着航空工业和喷气推进技术的发展而成长起来的一个学科。

最早对空气动力学的研究,可以追溯到人类对鸟或弹丸在飞行时的受力和力的作用方式的种种猜测。

17世纪后期,荷兰物理学家惠更斯首先估算出物体在空气中运动的阻力;1726年,牛顿应用力学原理和演绎方法得出:在空气中运动的物体所受的力,正比于物体运动速度的平方和物体的特征面积以及空气的密度。

这一工作可以看作是空气动力学经典理论的开始。

1755年,数学家欧拉得出了描述无粘性流体运动的微分方程,即欧拉方程。

这些微分形式的动力学方程在特定条件下可以积分,得出很有实用价值的结果。

19世纪上半叶,法国的纳维和英国的斯托克斯提出了描述粘性不可压缩流体动量守恒的运动方程,后称为纳维-斯托克斯方程。

到19世纪末,经典流体力学的基础已经形成。

20世纪以来,随着航空事业的迅速发展,空气动力学便从流体力学中发展出来并形成力学的一个新的分支。

航空要解决的首要问题是如何获得飞行器所需要的举力、减小飞行器的阻力和提高它的飞行速度。

这就要从理论和实践上研究飞行器与空气相对运动时作用力的产生及其规律。

1894年,英国的兰彻斯特首先提出无限翼展机翼或翼型产生举力的环量理论,和有限翼展机翼产生举力的涡旋理论等。

但兰彻斯特的想法在当时并未得到广泛重视。

约在1901~1910年间,库塔和儒科夫斯基分别独立地提出了翼型的环量和举力理论,并给出举力理论的数学形式,建立了二维机翼理论。

1904年,德国的普朗特发表了著名的低速流动的边界层理论。

该理论指出在不同的流动区域中控制方程可有不同的简化形式。

边界层理论极大地推进了空气动力学的发展。

普朗特还把有限翼展的三维机翼理论系统化,给出它的数学结果,从而创立了有限翼展机翼的举力线理论。

但它不能适用于失速、后掠和小展弦比的情况。

空气动力学的原理和应用

空气动力学的原理和应用

空气动力学的原理和应用1. 空气动力学的概述•空气动力学是研究物体在空气中运动时受到的力和力的作用产生的效果的科学。

•空气动力学主要研究物体在空气中的运动、流动和受力情况,并应用于航空、航天、汽车等领域。

2. 空气动力学的基本原理•麦克斯韦方程组:描述电磁场在空气中传递的行为。

•高斯定理:描述电场通过闭合曲面的总电量。

3. 空气动力学的应用领域3.1 航空领域•飞机设计:空气动力学理论用于设计飞机的机翼形状、机身外形以及其他的部件。

•飞行过程中的气动力学特性:空气动力学理论用于分析飞行中的空气动力学特性,如飞机的升力、阻力、滚转力等。

3.2 航天领域•火箭发射:空气动力学理论用于火箭的发射过程中,研究火箭在大气中飞行时受到的空气力和空气动力学效应。

•航天器回收:空气动力学理论用于研究航天器在大气中再入过程中受到的热负荷和空气力。

3.3 汽车工程领域•汽车设计:空气动力学理论用于优化汽车外形以减小空气阻力,提高燃油效率。

•汽车制动:空气动力学理论用于研究汽车制动时产生的气动力,以保证制动效果。

4. 空气动力学的数学模型和计算方法•空气动力学的数学模型:空气动力学理论基于连续介质力学和流体力学,通过数学模型描述了物体在气体中运动时受到的力和力的作用产生的效果。

•空气动力学的计算方法:常用的计算方法包括CFD(Computational Fluid Dynamics)以及基于物理模型的数值模拟方法。

5. 空气动力学研究的难点和挑战•临界流动问题:当物体的速度接近音速时,会出现升力和阻力等特殊现象。

•多相流动问题:当流体中存在气液两相时,会有液滴的形成和破裂等影响空气动力的现象。

6. 空气动力学的发展趋势•高速飞行器:随着科技的发展,超音速飞行器、高超声速飞行器等的研究成为空气动力学领域的重要课题。

•注重环保和能源效率:在汽车工程领域,注重降低汽车空气阻力、提高能源效率,减少对环境的影响。

空气动力学作为一门重要的科学,对航空、航天、汽车等领域的发展起着至关重要的作用。

空气动力学原理

空气动力学原理

空气动力学原理一、引言空气动力学是研究物体在空气中运动时所受到的力和运动规律的学科。

它对于理解飞行器的飞行性能和改进设计具有重要意义。

本文将介绍空气动力学原理的基本概念、主要定律和应用领域。

二、空气动力学基本概念1. 空气动力学:空气动力学是研究物体在空气中受到的力和运动规律的学科。

它是力学的一个分支,主要研究速度较大的流体中物体受力和运动的规律。

2. 流体力学:流体力学是研究流体(包括液体和气体)运动规律的学科。

空气动力学是流体力学中的一个分支,专门研究空气中物体受力和运动的规律。

三、空气动力学定律1. 法向力和阻力:当物体在空气中运动时,空气对其表面施加的力主要分为法向力和阻力。

法向力垂直于物体表面,阻力与物体的运动方向相反,阻碍物体继续前进。

2. 升力和重力:空气动力学中一个重要的概念就是升力和重力。

升力是垂直于运动方向的力,使得物体能够在空气中飞行。

重力是向下的力,使得物体保持在地面上。

3. 薄翼剖面理论:薄翼剖面理论是空气动力学研究中的基本模型,它假设翼面是一条紧密地包绕在地面上的非常薄的曲线。

根据薄翼剖面理论,翼面受到的升力主要与运动速度、攻角以及翼面的形状等因素有关。

四、空气动力学的应用1. 飞行器设计:空气动力学原理对于飞行器设计具有重要意义。

通过研究升力和阻力等参数,可以优化飞行器的外形和机翼设计,提高飞行性能和燃油利用效率。

2. 汽车工程:空气动力学原理也在汽车工程中得到广泛应用。

研究车辆在高速行驶时的空气阻力,可以减少车辆的空气阻力,提高燃油经济性和行驶稳定性。

3. 建筑设计:空气动力学原理在建筑设计中也有实际应用。

通过在建筑物表面设计气动流线型,可以减少气流的阻力,提高建筑物的抗风性能。

4. 能源利用:空气动力学原理还可以应用于风能和水力发电等能源利用领域。

通过优化叶片形状和位置,可以提高风能和水力的转化效率。

五、结论空气动力学原理是研究物体在空气中运动时所受力和运动规律的学科,在飞行器设计、汽车工程、建筑设计和能源利用等领域都有广泛的应用。

汽车设计中的空气动力学原理

汽车设计中的空气动力学原理

汽车设计中的空气动力学原理现代汽车设计注重提高行驶速度、燃油效率和稳定性,而汽车的空气动力学性能对于实现这些目标起着至关重要的作用。

本文将深入探讨汽车设计中的空气动力学原理,并分析其在提升汽车性能方面的应用。

一、背景介绍汽车行驶时,空气对车身的作用会产生阻力和升力,这会影响车辆的速度、操控稳定性和燃油经济性。

空气动力学原理研究了空气在汽车表面流动的规律,通过对车身外形、气动力辅助设备和底部设计等方面进行优化,可以降低阻力、提高下压力,使汽车在各种条件下都能具备良好的行驶性能。

二、减小阻力1. 流线型设计流线型设计是减小阻力的关键。

通过车身前端、车顶、车尾等部位的空气动力学优化设计,使空气能够顺利地流过车身,并减少空气的湍流产生,从而减小阻力。

例如,车身的平滑过渡、减少边缘角度、降低前大灯高度等设计都能有效地减小阻力。

2. 空气动力辅助设备在车身的前后部分安装空气动力辅助设备也是减小阻力的有效方法。

例如,使用空气动力学原理设计的前保险杠和后扰流板可以改变空气的流向,减小阻力。

另外,选择合适的车轮造型和轮胎纹路,也能减少轮胎与空气的摩擦力,进一步减小阻力。

三、提高下压力1. 尾翼设计尾翼的设计可以增加车身后部的下压力,提高车辆的稳定性。

翼型的选择和尾翼位置的优化都会对下压力的生成和分布产生影响。

合理的尾翼设计可以在提供足够下压力的同时,减小阻力的增加。

2. 底部设计底部的空气动力学优化设计可以增加下压力,改善车辆的稳定性。

采用平滑的底板设计,并在底部增加导流板或风洞设计,都能减小底部的气流湍动,提供足够的下压力。

四、优化车轮造型车轮造型的优化也能影响汽车的空气动力学性能。

对车轮进行空气动力学设计,如减小进气孔尺寸、优化辐条形状等,可以显著减小车轮与空气之间的相互作用,降低阻力。

五、结论汽车设计中的空气动力学原理对于提升汽车性能至关重要。

通过减小阻力、提高下压力和优化车轮造型等手段,可以降低燃油消耗、提高行驶速度和操控稳定性。

民航飞机的原理

民航飞机的原理

民航飞机的原理民航飞机的原理是基于科学和工程的原则,包括空气动力学、力学、热力学等多个学科的知识。

下面我将详细介绍民航飞机的原理。

1. 空气动力学原理:民航飞机的动力来源于对空气的作用力。

飞机的机翼利用空气动力学原理产生升力。

机翼的上表面比下表面更为凸起,空气从上表面流过时速度加快,气压减小,而从下表面流过时速度减慢,气压增加。

这样就形成了机翼上下两侧的气压差,产生一个向上的升力。

升力的方向垂直于机翼的平面,使得飞机能够克服重力,实现飞行。

2. 力学原理:民航飞机利用牛顿第三定律,通过喷射高速气流产生反作用力。

飞机的发动机燃烧燃料产生高温高压气体,推动涡轮转动,进而带动风扇旋转。

风扇加速大气的流动速度,通过喷射气流,产生反作用力推动飞机向前飞行。

3. 热力学原理:民航飞机的燃料燃烧产生的热能,经过热能转换系统转化为机械能,推动飞机发动机旋转,并进一步转化为推进力。

同时,热能还可用于提供舒适的客舱环境并供应飞机系统的需要。

4. 控制原理:民航飞机的飞行控制涉及到姿态控制、航向控制和高度控制。

姿态控制主要通过改变机翼表面的副翼、升降舵和方向舵等来调整飞机的姿态。

航向控制则利用方向舵和偏航阻尼器来调整飞机的行进方向。

高度控制则通过改变发动机推力和机翼的攻角来调整飞机的飞行高度。

5. 电子技术原理:民航飞机使用复杂的电子系统来监控和控制各个部件。

飞机的航电系统包括飞行仪表、导航系统、通信系统、自动驾驶系统等。

这些系统利用电子传感器、计算机等先进的电子技术,实时监测飞机的状态、位置和各种参数,并提供准确的数据和信息。

6. 结构设计原理:民航飞机的结构设计基于材料力学原理,力求既要保证飞机结构的强度和刚度,又要尽量减轻飞机的重量,提高飞机的性能。

常见的材料包括铝合金、钛合金、复合材料等。

飞机的结构设计还需要考虑飞机的气动布局、振动特性、抗疲劳和碰撞安全等方面的问题。

综上所述,民航飞机的原理涉及空气动力学、力学、热力学等多个学科,通过空气动力学原理产生升力和推力,利用力学原理和热力学原理实现发动机工作和飞机推进,通过控制原理实现飞行各项动作,利用电子技术实现飞行监测和控制,通过结构设计原理保证飞机的结构强度和性能。

飞行器中的空气动力学原理

飞行器中的空气动力学原理

飞行器中的空气动力学原理飞行器的空气动力学原理是实现飞行的关键。

空气动力学是研究空气流动行为对物体的影响的学科,它揭示了飞行器如何受到空气的支持和阻力。

在飞行器中,空气动力学原理包括升力、阻力、推力和重力四个主要方面。

首先,升力是支持飞行器在空中飞行的力量。

升力产生的原理是由于流经飞行器表面的空气流动速度不同,形成上、下表面的气压差,从而使得飞行器受到垂直向上的力量。

这是由于飞行器的机翼形状、攻角和飞行速度决定的。

当飞行器增加攻角(对流体流动体来说,攻角是指对象相对于流速方向的夹角)时,可以增加升力的大小,但在一定攻角范围内,过大的攻角会导致气流分离,升力减小,产生失速现象。

而当流速增加时,也会增加升力的大小,但超过一定速度后由于空气无法及时流经机翼,会导致升力减小。

其次,阻力是飞行器飞行过程中需要克服的阻碍力量。

阻力来源于空气对飞行器的阻碍及摩擦力。

空气动力学中,阻力分为两个主要部分,即压力阻力和摩擦阻力。

压力阻力是由于飞行器的形状引起的,当飞行器移动时,空气对其正、侧面施加压力,从而产生阻力。

而摩擦阻力是由于飞行器表面与空气的摩擦而产生的,它与飞行器表面的粗糙度、空气粘性以及速度等因素相关。

飞行器的设计通常会考虑如何减小阻力,以提高飞行器的性能和效率。

第三,推力是使飞行器向前运动的力量。

推力是由发动机产生的,它使飞行器克服阻力向前运动。

推力原理是通过发动机燃烧燃料产生高温高压气体,然后通过喷射或推进的方式将气体排出,产生反作用力从而推动飞行器。

不同类型的飞行器使用不同的推进方式,如喷气发动机、螺旋桨、火箭等。

推力的大小与喷出气体速度和喷射质量有关,可以通过改变喷射速度和质量来调节飞行器速度。

最后,重力是地球对飞行器施加的向下的力量。

地球的引力使得飞行器在飞行过程中需要克服重力才能保持在空中飞行。

飞行器需要产生足够的升力与重力平衡,以保持平稳飞行。

当升力小于重力时,飞行器下降;当升力大于重力时,飞行器上升。

汽车空气动力学原理

汽车空气动力学原理

汽车空气动力学原理汽车空气动力学原理引言在汽车设计中,空气动力学原理起着至关重要的作用。

一辆优秀的汽车需要具备低阻力和稳定的空气流动,以达到更好的燃油经济性和稳定性能。

本文将从浅入深地解释汽车空气动力学原理。

空气阻力的影响空气阻力是指汽车在运动过程中与空气相互作用所产生的阻力。

它的大小取决于车辆速度、形状和空气密度等因素。

汽车在高速行驶时,空气阻力会显著影响燃油经济性。

因此,降低空气阻力是提高汽车燃油经济性的关键。

汽车空气动力学设计为了减小空气阻力,汽车设计师使用多种手段来改善空气动力学性能。

以下是一些常见的方法:•优化车身外形:通过改变车身线条和曲面,可以使空气在车身表面流动更加平滑,减少阻力。

•添加空气动力学套件:例如车前进气格栅和后扰流板等设备,可以改善气流的流向和分离,减少阻力产生。

•减小空气有效面积:通过缩小车身截面积、收紧底盘等方式,可以降低空气阻力。

•优化底部设计:设计底部护板、隔板和下风帘等装置,能够减少底部气流的干扰和阻力。

空气流动的分析空气动力学原理也关注汽车在运动状态下空气流动的稳定性。

以下是一些相关概念:•空气分离:当空气经过车身表面时,由于曲面变化和局部阻挡等原因,空气流动会分离开来,形成湍流和涡流。

空气分离会增加阻力和噪音,因此需要尽量减少分离现象。

•升力和下压力:除了空气阻力外,汽车运动过程中还会产生升力和下压力。

升力会导致车身抬升,降低操控性能,而下压力能够增加车轮和地面的接触力,提高操控稳定性。

•气流分布:改变车身线条和安装空气动力学套件等措施,能够改变气流在车身上的分布情况,从而影响空气阻力和车辆稳定性。

先进的空气动力学技术随着科技的进步,汽车空气动力学设计也在不断发展。

以下是一些先进的技术:•流线型车身:通过使用流线型车身设计,可以减小阻力和空气分离的发生。

一些超级跑车和电动轿车采用了这种设计,以提高燃油经济性和速度性能。

•主动空气动力学:有些高端汽车配备了主动空气动力学系统,可以根据车速和操控情况主动调节车身上的空气套件,以优化空气流动,提高操控性能。

空气动力学原理

空气动力学原理

空气动力学原理
空气动力学原理是指研究空气在物体表面上受到静压、动压、旋度、
粘性等不同影响而形成的气动力。

空气动力学的研究集中在研究受影
响的表面的外部流体(空气)的特性和性能。

空气动力学拓展了实验物
理学,以空气作为研究流体,用来研究物理流体对物体表面的作用,
包括气流速度、气动力、压强和温度等。

空气动力学的研究是有许多分支的,例如气动力学、气动学、流体动
力学等。

有了这些基础的知识,以及涉及的许多计算公式和实验知识,可以帮助我们更好地了解在物体表面发生的空气动力学变化。

气动力学是空气动力学最重要的研究分支,其中研究空气动力对表面
产生的动力效应。

气动力可以在气动学中用各种方法来分析,包括紊流、旋转流、湍流、冲击波等,这些流体动力学理论都可以用来估计
一个物体表面受到的气动力大小。

空气动力学的研究也可以帮助工程师们用于设计和分析各种设备的性能,从风力发电机、风机、飞机翼、飞行器和船体等受力影响的设备,都可以应用空气动力学原理来实现更好的性能和效率。

而空气动力学
原理也可以应用于新型飞行器的设计中,例如无人机、火箭等,帮助
研究者们优化飞行器的结构和控制,以实现飞行器的预期性能。

因此,空气动力学是一门极其重要的科学,它的研究不仅影响到了空
气动力的理解和应用,而且也可以用于设计新型的飞行器、优化空气
中的湍流和紊流等,从而实现更高的性能和效率。

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空气动力学原理空气动力学在科学的范畴里是一门艰深的度量科学,一辆汽车在行使时,会对相对静止的空气造成不可避免的冲击,空气会因此向四周流动,而蹿入车底的气流便会被暂时困于车底的各个机械部件之中,空气会被行使中的汽车拉动,所以当一辆汽车飞驰而过之后,地上的纸张和树叶会被卷起。

此外,车底的气流会对车头和引擎舱内产生一股浮升力,削弱车轮对地面的下压力,影响汽车的操控表现。

另外,汽车的燃料在燃烧推动机械运转时已经消耗了一大部分动力,而当汽车高速行使时,一部分动力也会被用做克服空气的阻力。

所以,空气动力学对于汽车设计的意义不仅仅在于改善汽车的操控性,同时也是降低油耗的一个窍门。

对付浮升力的方法对付浮升力的方法,其一可以在车底使用扰流板。

不过,今天已经很少有量产型汽车使用这项装置了,其主要原因是因为研发和制造的费用实在太过高昂。

在近期的量产车中只有FERRARI 360M 、LOTUS ESPRIT 、NISSAN SKYLINE GT-R还使用这样的装置。

另一个主流的做法是在车头下方加装一个坚固而比车头略长的阻流器。

它可以将气流引导至引擎盖上,或者穿越水箱格栅和流过车身。

至于车尾部分,其课题主要是如何令气流顺畅的流过车身,车尾的气流也要尽量保持整齐。

如果在汽车行驶时,流过车体的气流可以紧贴在车体轮廓之上,我们称之为ATTECHED 或者LAMINAR(即所谓的流线型)。

而水滴的形状就是现今我们所知的最为流线的形状了。

不过并非汽车非要设计成水滴的形状才能达到最好的LAMINAR,其实传统的汽车形态也可以达到很好的LAMIAR的效果。

常用的方法就是将后挡风玻璃的倾斜角控制在25度之内。

FERRARI 360M和丰田的SUPRA就是有此特点的双门轿跑车。

其实仔细观察这类轿跑车的侧面,就不难发现从车头至车尾的线条会朝着车顶向上呈弧形,而车底则十分的平坦,其实这个形状类似机翼截面的形状。

当气流流过这个机翼形状的物体时,从车体上方流过的气体一定较从车体下方流过的快,如此一来便会产生一股浮升力。

随着速度的升高,下压力的损失会逐渐加大。

虽然车体上下方的压力差有可能只有一点点,但是由于车体上下的面积较大,微小的压力差便会造成明显的抓着力分别。

一般而言,车尾更容易受到浮升力的影响,而车头部分也会因此造成操控稳定性的问题。

传统的房车、旅行车和掀背车这类后挡风玻璃较垂直的汽车,浮升力对它们的影响会较为轻微,因为气流经过垂直的后窗后就已经散落,形成所谓的乱流效果,浮升力因此下降,但是这些乱流也正是气流拉力的来源。

有些研究指出像GOLF之类的两厢式掀背车,如车顶和尾窗的夹角在30度之内,它所造成的气流拉力会较超过30度的设计更低。

所以有些人就会想当然的认为只要将后窗的和车顶的夹角控制在28至32度之间,就能同时兼顾浮升力和空气拉力的问题。

其实问题并没有那么简单,在这个角度范围里气流既不能紧贴在车体上也不足以造成乱流,如此一来将很难预计空气的流动情况。

因为汽车在行驶时并非在一个水平面上行驶,随着悬挂系统的上下运动,其实汽车的离地距离是一个变量,而气流在流过车体上下所造成的压力差也会随时改变,同时在车辆过弯时车尾左右的气流动态也会对车尾的气流情况造成影响。

当尾窗与车顶的夹角介于28至32度时,车尾将介于稳定和不稳定的边缘,这其实非常危险的。

举个例子,AUDI TT在推出时曾经发生高速翻车的问题,当时的事故调查报告指出AUDI TT的后轴在高速时浮升力过高,造成后轮抓着力太弱。

而TT在设计时以风格作为首要前提,在空气动力学上有所牺牲。

后窗与车尾的弧度就介于以上那个尴尬的角度之间。

车厂在设计掀背车时宁愿将车尾设计的平直一点,一来可以增加车内的空间,二来也克服了空气动力学上的不足。

尾翼的基本设计尾翼和扰流器的诞生正是要解决气流和浮升力的问题。

我们见到过的尾翼可谓五花八门、千万百怪。

不过它们却有着相同的特点:表面狭窄、水平面离开车身安装(如果尾翼紧贴在车身安装,如果它不仅仅起到装饰作用,便只有扰流器般的作用,这两者是不同的。

)尾翼的主要作用是增加下压力,所以尾翼的外形必须像倒置的机翼才行,这样的设计会使流经尾翼下端的气流的速度较流经尾翼上端的来得高,从而产生下压力。

还有一种产生下压力的方法是将尾翼前端微微向下倾斜,虽然这种设计会比水平式的尾翼产生更大的空气拉力,但是在调节下压力大小的方面却较有弹性。

WING和SPOILER的分别尾翼和车尾扰流器的分别是后者与车尾连为一体,或者干脆就是车身整体设计的一部分。

车尾扰流器其实也可以用来制造下压力,但是常见的功能扔是减少浮升力和气流拉力。

掀背车的尾扰流器集结了大量的空气于扰流器的前方,目的是分隔车尾的气流,从而降低浮升力。

后扰流器也可以令气流更顺畅的流经车尾,避免气流长时间的徘徊或紧贴在车尾上,如此一来便可以减少空气拉力,同时也可以减低导致浮升力的车底气压。

所以,有很多车书喜欢统称车尾上的凸出物为尾翼是很不专业的行为,比如普通版的911那个可以自动升降的东西该被称为扰流器,而GT2上的那个才是货真价实的尾翼。

一般来说,欧洲的车厂比较注重汽车的美学设计,同时也很在意SPORTS SEDAN和RACING EDITION之间的分别。

所以,欧洲的车厂比较忌用尾翼,而日本的车厂则将尾翼作为卖点推给顾客,从这种分别中也可以轻易的体会出不同国家造车哲学的不同。

尾翼和扰流器的简史早在上世纪30年代,各大车厂已经开始致力于降低气流拉力,而对于浮升力的研究,各车厂大致要到60年代才开始关注。

FERRAR的赛车手RICHIE GINTHER于1961年发明了能产生下压力的车尾扰流器,他也因此闻名于世。

随后的FERRARI战车也都使用此项设计。

而第一部使用前扰流器(俗称气霸)的汽车应该是大名鼎鼎的FORD GT40。

这部车在超越时速300KM/H时所产生的浮升力令其成为一部根本无法驾驭的汽车,据说在加装了前气霸之后,GT40在达到极速时前轮的下压力由原来的310磅激增至604磅!!!至于第一部使用尾翼的汽车我没有准确的资料,不过据说时道奇于60年代末生产的CHARGER DAYTONA PL YMOUTH SUPERBIRD。

韵敕洲车厂方面,保时捷可以算首家兼顾扰流器的功能和美学设计的车厂。

1975的911 TUBRO的一体式的气霸和鲸鱼尾式的扰流器大副降低了浮升力的产生,其效用高达90%。

于是在70年代末,气霸和扰流器更成为保时捷的标志。

当时有很多以高性能作为卖点的车厂也跟随保时捷的步伐以气霸和扰流器作为卖点。

(说到这里,我到想起了一些题外话。

其实车厂都要经过一个发展阶段才能走向成熟,其实日本车与欧洲车的差距就体现在日本车其实在走欧洲车曾经走过的一条道路,这条路每个车厂都必须经历。

如果以后中国真正的拥有自己的汽车工业的话,那么中国的车厂也必须走这条道路。

一般我认为欧洲车厂的空气动力学水平要较日本车厂来的高一点,就拿对空气动力学要求很高的F1赛事来说,所有空气动力学高手都是欧洲人,而这些欧洲人也无一例外的供职酉敕洲车厂,英美车队在空气动力学方面的研究在它这几年来几乎没有进步,从这一点上面就可以看出欧洲车厂于日本车厂之间的差距。

不过,这些差距是由时间造成的,我想技术上的差距相对比较容易弥补。

而文化背景的不同才容易造成真正的差异,而这种差异如果产生不良性的发展,日本车厂就真正的危险了。

)现在气霸和扰流器已经非常非常的普通了,几乎时速可以达到百余公里的汽车都使用这些东西。

其实如果你的车速并不高,这些东西并不起作用。

当车速介于60到80之间时,气流的拉力根本高不过车轮的运动阻力,如果要感受尾翼和扰流器在浮升力和下压力方面的明显作用,时速必须高于160KM。

其中的原因是因为气流的动力往往是车速的二次方,一部汽车从130KM/H加速至260KM/H,浮升力和空气拉力将会有四倍的增加。

同时,所有汽车所有的气霸,在降低气流拉力方面都具有一定的作用。

一般来说可以减少5~10%的整体气流拉力。

另一方面,气霸也有助于冷却引擎,亦方便了雾灯的安装。

不过仍然有为数不少的车厂认为尾翼和扰流器是为了美观而设的。

不过总体来说,这些空气动力部件都具有一定的实际作用,以上代凌志SC系列来说,加装原厂车尾扰流器之后,汽车的Cd数值(气流拉力)由原来的0.32降至0.31。

但是FORD ADV ANCED DESIGN STUDIO 的设计师GRANT GARRISON曾经说过:如果尾翼和扰流器不是那么受欢迎,我们是不会加在车身上的,但是我们可以用其它方法来把车辆设计得具有同样的空气动力学效果。

持相同观点的还有大名鼎鼎的FERRARI,众所周知FERRARI为了迁就车身设计的美感是很忌讳在车身上使用尾翼的,而即使以快跑作为最高目的的ENZO FERRARI也使用的是可升降的尾扰流板,其原因是FERRARI的主席认为一部静止的FERRARI不需要任何扰流器!!!对Cd值的一为什么释最后值得一提的倒是普遍存在的对Cd值的一些误解。

在许多车厂的产品介绍书中,常常会提及新车的风阻系数降低至多少多少Cd,而Cd所指的并不简单是指我们一般所说的空气阻力,而是流气拉力系数(DRAG COEFFICIENT),一般而言气流在车尾造成的拉力,数值越低,表示车尾气流处理的越流畅,该部分的浮升力亦会越小,相对而言,车辆行走时的阻力会低一点,后轮的下压力也会好一点。

说到这里我们就应该明白,加装尾翼并不一定会增加Cd值!如果加装尾翼和尾扰流器后,车辆尾部气流通过的流畅度增高,那么这辆车的Cd值反而应该降低。

汽车设计的空气动力学问题并不止于车尾,其实车头的长度和宽度也会影响一部汽车的总拉力数值。

比如前纵置引擎的中心点要比前轴的中心点更前,车头就容易造得很长,而如果加阔前轮距来横置摆放引擎,车头部分就会随着加阔,以上两种情况都会影响到整体的气流拉力(CdA)。

虽然有可能一辆车的Cd造得很低,但是同样难以弥补车头部分增加的长度和宽度所带来的整体气流拉力数值的上升,举个例子来说,一部汽车的风阻系数由原来的Cd0.40下降至Cd0.38,但是车头的宽度却增加了75MM,这时它的CdA 数值约会上升5%,这样一来等于完全抵消了Cd下降的效果。

(比如新款的ACCORD,虽然风阻系数达到了惊人的Cd0.25,可是因为车体全面比上一代要加大许多,所有在高速时的稳定性表现,我个人估计不会有大幅的攀升,如果这方面的表现的确有所改进,也首先应该归功于轴距的加长和悬挂设定的改进,空气动力学的成就反而是次要的。

因为民用车的空气动力学表现必须兼顾降低风噪和燃油经济性,所有在设计时必然会对汽车的下压力作出一定的牺牲。

)因此,在大家谈论Cd时,不应该认为Cd代表了一部汽车的整体空气动力表现,更不能轻易的认为随便加装一只尾翼或者巨型扰流器就必然可以获得更好的空气动力学表现!其实充其量它只不过改善了空气动力学中某个部分的表现而已。

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