这辆凯迪拉克跑得越快就越重——这是件好事

这辆凯迪拉克跑得越快就越重——这是件好事

飞机之所以能飞,是因为机翼能产生升力。发动机提供推力,飞机向前飞驰,机翼的升力帮助飞机飞上天空。

当然,汽车则不同。它们没有翅膀,也不能飞,除非你在看《速度与激情》电影中的场景或某种危险的特技。(尽管有些公司确实在研究飞行出租车。)但汽车设计师仍需要考虑车辆的空气动力学如何影响其在道路上的性能,而不仅仅是阻力或油耗等因素。他们希望轮胎在沥青路面上具有良好的抓地力,以便驾驶员在高速公路上有一种控制感。

“汽车在高速行驶时会像机翼一样,”凯迪拉克 2022 CT4-V Blackwing 首席工程师托尼·罗马 (Tony Roma) 表示。这款高性能豪华轿车是通用汽车旗下品牌凯迪拉克今年夏末推出的。他说,汽车之所以会这样,主要原因是空气加速通过车顶,以及空气冲进散热器并将前端向上推。这是老款汽车的一个大问题。“我们都开过高速行驶的汽车和卡车,你可以感觉到转向开始变轻。”

因此,对于像 Blackwing 这样的车辆,工程师会仔细调整空气动力学,以使车辆不会因轮胎重量减轻而失去性能和稳定性。如果飞机的空气动力学设计是为了让它飞起来,那么像这样的汽车的设计是为了让它紧贴路面。“我们不想让它离开地面,”他说。“我们希望它尽可能牢固地贴在地面上,因为与飞机不同,我们没有方向舵来改变方向——我们需要轮胎来完成所有这些工作。”

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为了让这款凯迪拉克保持低调,工程师们调整了车上和车下的气流方式。他们采用的方法之一是使用许多汽车后部很容易看到的东西:扰流板。

有些汽车后部的扰流板因其影响流经其上的空气的方式而得名。“它会扰乱汽车后部的空气,”罗马说。(想象一下在高速公路上将手伸出车窗:这会扰乱空气流动。)“扰流板会带走后部的部分升力。”

车辆的扰流板。凯迪拉克

换句话说,它可以防止车辆尾部在高速行驶时变轻。这通常是汽车制造商在车尾安装扰流板的原因,但这样做还有其他原因。一种原因实际上恰恰相反:工程师可能希望平滑气流以减少阻力。如果汽车制造商没有制造高性能汽车,也不关心减轻升力,那么在车尾添加扰流板式装置可以起到平滑气流的作用。但对于像 Blackwing 这样的车辆,扰流板完全是为了解决升力问题。“我们这样做是为了减轻升力,并尽量不增加太多阻力。”请记住,他们这样做都是为了减轻升力,而不是造成升力。

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Roma 还担心汽车的前部,那里存在同样的问题:他们希望让前部紧贴地面,或者至少不要抬得太高。虽然前部的多个部件会影响气流,但最容易理解的是下翼。下翼是前端下方的弯曲部件,旨在加速汽车下方的空气流动,形成一个低压区,将汽车的这一部分向下拉。简而言之,后部的扰流板和前部的下翼共同作用,使汽车的橡胶紧贴地面。

下翼位于汽车前端下方。这是图片底部的光滑部分。凯迪拉克

事实上,Roma 表示,在高速行驶时,下翼、扰流板和其他部件的综合作用实际上会通过向下推压来增加汽车的重量,CT4-V Blackwing 的一款更高级的碳纤维选配车型就体现了这种效果。(起价为 64,570 美元。)后部的向下力大于前部的向下力——扰流板会在后部产生下压力,而在前部,下翼和其他部件几乎抵消了前端受到的升力。

想象一下风洞测试,快速的空气吹过车辆,四个轮胎下方都有秤来测量它们对地面的推力。“当你提高风扇速度时,汽车会变得更重——后端秤会测量到更大的力,”Roma 解释道。与此同时,前部的升力由于其空气动力学设计而减轻,仅略有增加。“前端几乎没有变化,这在量产汽车领域是一个巨大的成功。”总的来说,凯迪拉克表示,如果你以每小时 160 英里的速度驾驶配备一级碳纤维套件的 CT4-V Blackwing,该车将产生约 133 磅的下压力。

下次你看到汽车后部的扰流板时,你可以将其存在归因于汽车制造商要么想减轻升力,要么想减少阻力。哦,汽车可能拥有扰流板还有第三个原因。“有时造型师只是觉得它看起来很漂亮,”罗马说。“有时它们只是装饰。”

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