我们经常在视频中提到空气动力学效率这个概念,很多车迷误认为这是指赛车的下压力增大或减少了多少,其实并不是这样。所谓的气动效率是指下压力系数除以阻力系数得出的百分比,它是指下压力和阻力之间的相对关系,因此当我们说某某赛车的空气动力学效率很高往往是指该车在产生相同下压力的情况下,它所受到的阻力要比其他赛车更小,或者是在受到相同阻力的情况下,这辆车可以比其他赛车产生更多的下压力,简言之就是下压力系数除以阻力系数之后得到的商变大了。
举个例子,比如赛车的尾翼,如果我们只考虑尾翼而不是整车的空气动力学效率,当气流流向尾翼时,由于流经尾翼下表面的路劲更长,因此尾翼上下表面的气流流速会出现速度差,这个速度差会导致上下表面之间形成一个压差,这个压差就是我们平时所说的下压力。
但是在实际情况中,尾翼虽然产生了下压力,但会在红色线条所在的区域形成扰流,同时经过尾翼下表面的气流不得不与曲率更大的下表面过早的分离,如图中蓝色线条所示区域,这会导致尾翼的后方会产生非常大的空气滞留区域,空气会在这个区域不规则的运动,因此气流不再高速流经尾翼,从而产生了阻力。
而且随着尾翼攻角变大,虽然下压力也会增加,但一定会伴随着阻力的增加,所以在每年的摩纳哥,F1赛车所受到的阻力也是最大的。
所以车队在每个比赛周末必须根据赛道的布局对尾翼的主翼面积和襟翼的攻角进行调整,以实现下压力系数与阻力系数之比的最大化。因此在设计和调教F1赛车时,并不是下压力越大越好,而是空气动力学效率越高越好,即下压力尽可能大,同时阻力尽可能小,但说说容易,要想实现起来却很难。