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空氣動力學和車輛動力學
16.1 引言
空氣動力學和車輛動力學之間的聯(lián)系， 已經(jīng)得到了特別的關(guān)注。在現(xiàn)代研發(fā)過程中， 這種關(guān)注日益重要。當車輛處于研發(fā)階段時， 要求兩種技術(shù)領(lǐng)域的知識。本章的目的， 是提供理解這些聯(lián)系的基礎(chǔ)。
首先， 將解釋空氣動力如何產(chǎn)生及其如何相互作用。也將說明空氣動力如何依賴于車輛基本形狀的設(shè)計， 尤其是后部形狀。假設(shè)升力和阻力之間的關(guān)系起著中心作用， 將闡明在空氣動力研發(fā)的目標之間產(chǎn)生什么類型的矛盾。
此外， 將說明空氣動力和空氣動力矩如何影響車輛的行為。這方面的一個中心議題是升力的影響， 而另一個是車輛對側(cè)風的響應(yīng)。側(cè)風行為的研究， 尤其需要綜合考慮駕駛員－車輛系統(tǒng)的空氣動力特性和底盤特性。最后， 也將討論非穩(wěn)態(tài)流動條件下空氣動力對車輛的影響。
本章故意回避了有關(guān)優(yōu)化車輛形狀采取的措施， 例如減少阻力， 其目的是解決空氣動力學的影響及其與車輛動力學的聯(lián)系。
16.2 空氣動力和力矩的定義
圍繞車輛的空氣流動導致了合力和合力矩， 其可分解為車輛坐標系中的三個力和力矩， 如圖16. 1所示。選擇軸距中心的位置作為參考點， 升力FL和俯仰力矩MY、側(cè)向力Fs和橫擺力矩Mz 都可以被作用在地面上車輪的力代替。通過使用這些定義， 可以考慮前軸和后軸的空氣動力， 代替力通過下述關(guān)系給出：
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