F1 方程賽車的空氣動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)如何影響性能？

F1 方程賽車的空氣動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)對(duì)性能影響巨大。

前翼的設(shè)計(jì)至關(guān)重要，雖直接提供的下壓力在整車比例不大，但能引導(dǎo)氣流，比如通過增加翼尖端板讓車頭處高速氣流流向有利方向。翼片攻角大，下壓力會(huì)增大，可超過一定幅度會(huì)導(dǎo)致氣流分離、下壓力下降和阻力增加。

后翼的空氣動(dòng)力學(xué)效率低于前翼，為平衡操控性要產(chǎn)生與前翼相當(dāng)或更大下壓力，所以外形要專門優(yōu)化，多為“勺子”形來避讓前部氣流。

邊界層的存在會(huì)產(chǎn)生壁面剪切力、排擠高速氣流、導(dǎo)致邊界層分離產(chǎn)生阻力和損失，工程師通過表面細(xì)化、減小粗糙度、改變外形等措施改善。

F1 賽車在高速行駛時(shí)，流過前翼的氣流被分割，襟翼迎風(fēng)面積大，上表面氣流流速降低。賽車底板和擴(kuò)散器是下壓力重要來源，新規(guī)引入“地面效應(yīng)”后底板作用更突出，高速氣流流經(jīng)會(huì)在車底形成負(fù)壓區(qū)產(chǎn)生下壓力。

天氣也有影響，逆風(fēng)增加下壓力，順風(fēng)相反，高海拔地區(qū)下壓力衰減。

優(yōu)化賽車空氣動(dòng)力學(xué)性能會(huì)用風(fēng)洞測(cè)試、計(jì)算流體力學(xué)軟件分析，風(fēng)洞測(cè)試能模擬條件但成本高。還會(huì)采用航空領(lǐng)域的新材料，如碳纖維復(fù)合材料和鈦合金。

總之，F(xiàn)1 賽車的空氣動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)是復(fù)雜精細(xì)的，要綜合各方面因素提升賽車性能。