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汽车

伟大的法拉利创新:空气动力学

法拉利公路跑车在过去75年的历史中,在一定程度上也算是空气动力控制发展的历史。
撰文: Jason Barlow
视频: Oliver McIntyre

操控空气在汽车上方、下方和周围流动的方式是法拉利使命的核心部分。

这不仅对冷却发动机部件和散热至关重要,而且也是实现高速稳定性所需操控的力量。

汽车的设计一直着迷于研究空气动力学。在20年代末和30年代初,汽车设计师开始醉心于“流线型”的概念。因此,汽车受到航空领域的影响,采用圆滑的车身和光滑的泪珠形状,旨在最大限度地减少阻力。


但这只是冰山一角,直到60年代初,法拉利的先驱工程师们才真正掌握了下压力等概念。

V12发动机,时速 280 公里的 250 GTO 于 1962 年推出时没有扰流板,但在美国赛百灵赛道首次亮相时安装了一个扰流板

正如我们现在所知,首个扰流板出现在划时代的250 GTO上,“O”代表“omologato(意为认可)”,以表彰其构思过程。工程鬼才乔托·比扎里尼(Giotto Bizzarrini)领导了这款车的开发,最初他将一辆250 GT改装成了一辆他称之为Papera的原型车。尽管他在1961年末离开了法拉利,但恩佐·法拉利委托了塞尔吉奥·斯卡列蒂(Sergio Scaglietti)和一位名为毛罗·福吉里(Mauro Forghieri)的年轻工程天才一起完成这项工作。此后,他也大放异彩...... 


虽然在1962年2月24日向媒体展示的汽车并没有出现特别的车尾,但是GTO车型很快就根据德国空气动力学家乌尼巴尔德·卡姆(Wunibald Kamm)研发的原理进行演变,在车尾打造出“坎背式(Kamm)”造型; 他通过研究发现,突然截断的尾翼不仅能保持气流和最小化阻力,还能降低升力和产生低压区。对于GTO车型而言,结果不言自明:这款车在比赛中力压群雄,在Targa Florio、环法自行车赛和勒芒都取得了傲人成功。既实用且非常俊美。

观看法拉利空气控制 75 年的历史故事,他们不懈地追求提供高速操控稳定性

谈及扰流板,或许其中最优秀的例子体现在法拉利F40车身上,不仅与整体外观完美契合,并为车身增光添彩。F40实际上是一台大型空气动力装置,可以说是80年代最具权威性的高性能汽车,当然也是有史以来最不妥协的法拉利之一。


工程师尼古拉·马特拉奇(Nicola Materazzi)向恩佐·法拉利提出了该项目,建议在Evoluzione版288 GTO(遗憾的是,该车型从未完成B组比赛任务)上进行尝试。F40是恩佐花费了一年多的时间开发,因为这是在恩佐的监督下完成的最后一辆新法拉利,其独特宗旨与恩佐的设计不谋而合。

凭借其明显的扰流板和低发动机罩,F40实际上是一台大型空气动力装置

由宾尼法利纳负责设计,车身结构中使用了碳纤维、凯夫拉材料和铝。双涡轮增压V8发动机产生了大量的热量,所以轻巧的后挡风玻璃配备了百叶窗。还有巨型的尾翼。宾尼法利纳的首席设计师莱昂纳多·菲奥拉万蒂(Leonardo Fioravanti)回忆说:“我们一头扎进了这项工作中。在风洞中进行了大量的空气动力学优化研究,以便获取最适合史上最强法拉利公路跑车的相关系数。其设计风格与性能相得益彰:低矮的发动机罩具有非常细小的悬垂、NACA通风口和后扰流板,我的同事奥尔多·布罗瓦隆(Aldo Brovarone)将后扰流板以直角放置,让该款车型声名远播。” 


当然,空气动力设备有各种形状和尺寸。在599 GTB Fiorano上,抢眼的后扶壁最初更多的是宾尼法利纳设计师的设计特色,直到一位法拉利空气动力学专家发现,它们在车尾形成了一个空气漩涡,在不增加阻力的情况下产生了下压力。

458 Speciale 可以根据需要通过弯道或快速直道采用不同的配置

综合设计得益于F1和XX项目的丰富实战经验,599 GTO提升到了全新水平。前部产生的“尾流”宽度变窄以减少阻力,分流器将气流转移到汽车后部; 其几何形状确保流体始终在同一点分离,最大限度地提高效率。


但扰流板并不是全部。其他近期的空气动力学亮点包括458 Italia的可变形“气动弹性”前小翼,以及其硬核兄弟车型458 Speciale的主动空气动力学特性。它可以根据是否在转弯时产生下压力或在直道上减少阻力而采用不同的配置。Speciale还在前保险杠两侧增加了独特的转向叶片,后轮前面的小空气翼片以增加下压力,重新设计的后扰流板具有更大的表面积。

1000 cv,时速 340 公里的法拉利 SF90 Stradale 有一个两件式尾翼,结合了一个固定元件和一个主动整流罩

F8 Tributo得益于GT和Challenge赛车的空气动力学研究,在车身上继续优化研发的旅程。它的整体效率比488 GTB高出10%,使用了488 Pista上首次出现的S型管道,可以调整气流并增加前轴的下压力。还在前照灯孔的顶部配备了制动冷却进气口,经过重新设计的后扰流板和转向叶片可在不增加阻力的情况下增加下压力,此外,车身底部还增加了涡流发生器。


法拉利的设计中心孜孜不倦地工作,致力于协调空气动力学的苛刻要求和打造美观汽车的需求,打造出目前最先进的车型---SF90。车型满载众多创新功能,搭载一个两件式尾翼,配备一个固定元件和一个主动式绕流装置。


在正常情况下,这两个部件是对齐的,让空气从下面通过。但当汽车在快速转弯或制动时,主动部件会降低并缩小间隙,以产生最大的下压力。它还与SF90的前车身底部协同工作,尤其是当后整流罩处于最大下压力模式时,V形区域将汽车吸到地面。


科学当然非常炫酷,但法拉利更胜一筹。