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豆知识

下压力

下压力

下压力是指物体因空气流动而被向下压的力,主要被运用于高速行驶的交通工具的设计中。例如,在F1赛车中,车身下方的空气流动被设计为快速流动,而上方的空气流动则相对缓慢。因此,由于空气速度的差异会产生压力差,使得车身下方形成低压,上方形成高压。这是基于伯努利原理的现象,通过这种压力差形成下压力,特意制造让车辆被牢牢地压向路面的状况,从而让车辆可以在不减速的情况下稳定地行驶。

赛车形成下压力的原理 赛车形成下压力的原理

车辆行驶时,空气在其周围流动,在流动中产生压力差。特别是由于车身的造型以及扰流板(车翼)等的设计会改变空气的流动,产生下压力。当下压力增强时,车辆会具备下述优点:

① 轮胎与路面的接地压力增加,抓地力提升。因此,转弯时的稳定性会提高,可以以更快的速度转弯。

② 高速行驶时通过下压力的作用,可以提升刹车时的稳定性,在更短的距离内停车。

③ 加速时,下压力会增加后轮受力,防止轮胎打滑。这使得实现更高效的加速成为可能。

但是,下压力并不全是优点。如果试图产生下压力,由于空气阻力和与路面的阻力会增加,因此可能会导致燃油经济性变差和最高速度下降。因此,赛车设计者在设计车身时会考虑下压力与空气阻力之间的平衡。

在赛车和高性能车辆中,为了调节下压力,采用了各种各样的技术。例如,除了跑车和高性能车辆上搭载的根据行驶状况改变角度或位置的后扰流板之外,还可安装前分流板和扩散器等各种空气动力学部件,这样就可以根据行驶条件和驾驶者的喜好来调整下压力。另外,悬挂系统的设定和车辆的重心位置也会影响下压力。

下压力是提升汽车性能不可或缺的要素。特别是在赛车等领域,要求最大限度地发挥下压力的效果。通过获得适当的下压力,可以提高操控性和制动性能,实现安全且高效的行驶。随着技术的进步,对下压力的控制和优化将不断发展,今后还有望进一步提升性能。为实现这一目标,准确掌握空气流动和压力变化,并根据行驶状况优化控制的测量与控制技术将变得越来越重要。

主编:东京理科大学 创域理工学部 教授 野口 昭治先生
  • ※本文为2025年10月10日发布的日文版文章的译文。