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空氣動力學和車輛動力學
圖 16. 10 說明了當升力產(chǎn)生時機翼如何生成阻力。機翼上的阻力由兩部分組成。首先， 機翼本身有自己的阻力， 這由流動中的摩擦效應產(chǎn)生， 本身表現(xiàn)為壓力損失。其次， 升力由機翼下部（壓力邊）的正壓力和上部（吸力邊）的低壓力產(chǎn)生， 這可以通過設置機翼角或者適當?shù)臋C翼輪廓形狀實現(xiàn)。由于壓力邊和吸力邊的壓力差， 壓力在翼尖要平衡， 這就在機翼后產(chǎn)生滾離的邊渦流， 形成所謂的U形渦流， 在機翼后引起向下運動。必須用于產(chǎn)生這種邊渦流對的阻力分量，稱為誘導阻力。
通過使用誘導阻力或渦流阻力的這種模型， 某些空氣動力學的影響可以更好理解。結(jié)合 16.3.2 小節(jié)，可以再次說明為什么不同的后部形狀， 由于不同的設計，具有較小阻力或較低正或負的升力， 圖 16. 11 說明了阻力和升力之間的二次關系。如 16.3.2 小節(jié)所述，在快背式的情況下，形成一對縱向渦流，產(chǎn)生高升力。結(jié)果是高渦流阻力， 因此產(chǎn)生高阻力值。在斜背式和直背式的情況下，縱向渦流通常不占優(yōu)勢， 因此其產(chǎn)生小的渦流阻力。在賽車中，通過增加如翼或者擾流板等部件，產(chǎn)生負升力， 因此也可以導致高渦流阻力。然而，為了完整起見，應當指出，賽車還使用所謂的地面效應。即通過使用車輛底部和路面之間的相互作用[I]' 獲得負升力，僅有較小的誘導阻力。
在空氣動力研發(fā)中，使用這種渦流阻力的解釋也有助于理解每個后部形狀在一定程度上必須單獨處理的原因[11 ,12 ] 。如圖 16. 12 所示，目的是將后擾流板安裝到斜背式和直背式車輛上，以便產(chǎn)生負升力。這種擾流板要充分與車體配合，以避免因擾流板和基本車輛形狀產(chǎn)生分離渦流系統(tǒng)的可能性。由于其升力的關系，斜背式車輛通常位于渦流阻力拋物線最小的右邊。如果這種類型車輛的升力減少，例如安裝擾流板，渦流阻力減少，因此車輛的阻力也減少。既然直背式車輛趨向于顯示負升力，其位于渦流阻力拋物線最小的左邊。如果擾流板安裝到快背式車輛中以產(chǎn)生負升力，則會增加渦流阻力。
這個例子是為了說明，在不同的后部形狀上使用空氣動力措施，可以對阻力 產(chǎn)生相反影響。
空氣動力研發(fā)的目的，是要產(chǎn)生低阻力以及低升力。一方面，這通過優(yōu)化車輛設計和造型達到[ 1 ,7 ,13 - 17 ] 。另一方面，渦流引起低壓區(qū)域，因而增加阻力和升力。應當避免車輛生成渦流，尤其是車輛后部形成縱向渦流。在這種情況下必須注意的是，由于流動在后部分離的特性方式，不同的后部形狀在設計和造型上具有固有的阻力和升力的空氣動力特性，見 16.3.2 小節(jié)。由于渦流阻力存在，阻力和升力的影響不能彼此分開。
16. 4 空氣動力和力矩的確定
車輛空氣動力學研發(fā)和車輛空氣動力及力矩的確定，是在風洞中實現(xiàn)的[ 18 - 21 ] 。典型風洞設計如圖 16. 13 所示?？諝馔ㄟ^風扇加速，通過噴嘴進入測試段，稱為集氣室。在環(huán)流車輛后，空氣通過收集器回收并再回流到風扇。車輛位于集氣室中，在平衡時確定空氣動力和力矩。
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