小米SU7 Ultra是一款改装的原型车,计划挑战纽博格林北环赛道,采用了复杂的空气动力学套件,官方宣称空气下压力可以超过2吨,足以让车辆在天花板上倒置行驶,那么真的能达成这样的数据吗?相比布加迪的赛道车辆Bolide,有何差异,下压力如何产生?下面我们来详细分析。
下压力是什么?
下压力代表车辆的空气动力学特性,和飞机相反,工程师希望让汽车产生向下的升力,把车压在地面上,通过增加轮胎上的垂直力,产生更大的抓地力,让车辆在过弯时速度更快,直线行驶时更平稳。而飞机是产生向上的升力,把整个机身抬起来。
下压力的基本原理
和飞机通过机翼产生升力离开地面的原理相同,汽车通过倒置的翼片来产生反向的力,翼片有一个明显的弧度,当空气流过翼片时,上面的路径更短,下面的路径长,而空气流过的时间一致,这意味着下面的空气流速会增加,流速大的地方压强小,这是我们高中物理学习的知识,下翼面压强小,就会产生下压力。
这种效果被称为“气动抓地力”,与“机械抓地力”不同,气动下压力的产生,往往以增加气动阻力为代价,设置几乎总是两者之间的折衷。同一款车,使用同样的空动套件,如果设置更高的下压力,则风阻越大,比如高下压力的车,极速往往更低,保时捷911 GT3 RS的车速无法突破300km/h,而标准911卡雷拉可以超过300km/h。
有些汽车的空气动力学相当不稳定,因此迎角或车辆高度的微小变化都会导致下压力发生变化。如果设计有问题,车辆还产生升力,而不是下压力;例如,越过赛道上的颠簸处或在爬坡时形成尾流:这可能会造成灾难性的后果,比如1999 年勒芒24小时耐力赛中,马克韦伯和彼得杜姆布雷克驾驶的梅赛德斯奔驰CLR,在紧跟对手的赛车越过一个驼峰后起飞,在空中翻滚多圈。
汽车有哪些装置可以产生下压力
我们常见的汽车不会产生下压力,汽车的整体形状类似于飞机机翼。由于这种形状,几乎所有的公路车都会产生空气升力,比如老款甲壳虫,高速行驶会产生数百公斤的气动升力,影响轮胎抓地性能,这也是车辆高速发飘的原因。
赛车或者运动车型有众多产生下压力的部件,从前到后,包括前分流器(前铲)、两侧的风刀、镂空式轮拱、扩散器和尾翼等,通过协同工作,产生下压力。
小米SU7 Ultra可以在天花板上行驶吗?
小米虽然官方宣称整车的下压力超过2吨,可以让1.9吨的SU7 Ultra在天花板上行驶,从各个独立部件来看,能否达成这样的效果?我们来计算一下,小米官方也列出了各个部件的下压力数据,在350km/h下,前铲和前扩散器可以产生414kg下压力。
前部的U形风刀可以产生30.6kg下压力。
开放式前后轮拱可以产生153kg下压力。
扩散器可以产生245kg下压力。
尾翼是这款车空气下压力的核心来源,可以产生735kg的下压力。
这些数据加起来大约是1577kg的下压力。小米提出数据来自汽车实验室,下压力数据在350km/h下产生,我们也在前文提到过,车身本身还会产生气动升力,即使忽略升力,也无法支撑1900kg的车重。
什么样的速度才能倒置行驶?
由于下压力是汽车翼片上方和下方气流产生的函数,因此下压力会随着汽车速度的平方而增加,简单来说,下压力和速度的平方成正比,那么要超过1900kg的下压力,才可以让车辆在天花板上行驶。
350km/h,下压力数据为1577kg,什么样的速度为1900kg?简单计算一下可以得出,速度需要达到385km/h,才能在天花板上倒置行驶,小米SU7 Ultra的极速无法达到385km/h。当然这都是理论数值,从来没有汽车在倒置的平板上行驶过,因为考虑到加速到385km/h所需的时间,要很长的一段距离,现实世界中没有这样的测试场地。
小米和布加迪Bolide的对比
布加迪Bolide采用了勒芒赛车的激进设计语言,包括标志性的 X 造型(灵感来自贝尔 X-1 飞机),其空气动力学设计可帮助它在320km/h的速度下产生超过2630kg的下压力,其中后翼为1810kg,前翼为820kg,计算可以得出350km/h时下压力高达3146kg,比小米高不少,由于整车重量只有1450kg,理论上,Bolide可以在天花板上行驶。
选车侦探观点:随着自主品牌的发展,越来越多品牌开始在赛道上下功夫,推出赛道化的车型,但小米SU7 Ultra与量产车相差甚远,就是一款改装车,大家觉得能超过保时捷Taycan Turbo GT创造的纽北量产四门车记录吗?欢迎讨论。
放心,小米的性价比工程师计算水平一定有问题[???]有本事就像舒马赫那样拍个广告啊[抠鼻]