飛機(jī)飛行過程中阻力計(jì)算公式_飛機(jī)阻力的大小與飛行速度

　　鄭誼

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　　汽車的流體力學(xué)已經(jīng)成為飛機(jī)飛行過程中阻力計(jì)算公式了一項(xiàng)重要的學(xué)科飛機(jī)飛行過程中阻力計(jì)算公式，我覺得它甚至比船舶和飛機(jī)的力學(xué)要更難。因?yàn)榇霸谒兄粫?huì)遇到流水的阻力飛機(jī)飛行過程中阻力計(jì)算公式，而飛機(jī)飛到空中之后，只會(huì)遇到空氣的阻力。但是汽車行駛在路上，即接受地面的摩擦力，同時(shí)也會(huì)遇到空氣阻力。這或許也是為什么民航飛機(jī)，還有游艇的造型基本上都一樣，但是跑車的造型卻千差萬別的原因吧。

　　目前，汽車越來越重視空氣動(dòng)力學(xué)技術(shù)，不管是超級跑車還是民用車都是如此。因?yàn)槲磥砥嚨闹亓吭絹碓捷p，在高速行駛的時(shí)候需要用空氣把汽車“按”在地面上，有利于行車安全。其次空氣阻力的高低也與汽車油耗息息相關(guān)。第三，合理的利用空氣阻力，還可以對發(fā)動(dòng)機(jī)，剎車系統(tǒng)進(jìn)行散熱。因此，目前世界上各家廠商都非常重視空氣動(dòng)力學(xué)的研究。

　　目前在汽車領(lǐng)域，把空氣動(dòng)力學(xué)玩兒到極致的要數(shù)F1賽車，因?yàn)镕1賽車的性能通常是以秒計(jì)算的，所以既要減小空氣阻力，又要給賽車足夠的下壓力，提升性能，就非常重要。除了F1之外的其它賽車也會(huì)最大限度的利用空氣動(dòng)力學(xué)。

　　不過，賽車技術(shù)是很難全部用到民用量產(chǎn)車上的，因?yàn)槊裼昧慨a(chǎn)車要考慮到空間還有實(shí)用性，雖然也會(huì)對空氣動(dòng)力學(xué)進(jìn)行考慮，但是功能比較有限。

　　不過，目前還是有很多廠商使用了空氣動(dòng)力學(xué)零部件，不但能夠提升新能。還能讓整車的氣質(zhì)煥然一新，給人很強(qiáng)的駕駛欲。

　　Spoiler(擾流板)是用在保險(xiǎn)杠下面，是讓空氣上下分離。它的結(jié)構(gòu)是向外突出去的，可以做成不同的形狀和角度。它的作用不但能給汽車一定的下壓力，同時(shí)向上分離的空氣還能通過進(jìn)氣格柵進(jìn)去發(fā)動(dòng)機(jī)艙，給發(fā)動(dòng)機(jī)降溫。

　　汽車的空氣阻力有15%來自輪胎周邊，Air Curtain(風(fēng)幕)的作用就是盡可能的減小輪胎周邊的空氣阻力。它是通過前霧燈處的通風(fēng)口將空氣像后導(dǎo)流，在經(jīng)過輪胎的時(shí)候，空氣變得柔和，從而減少了阻力。當(dāng)然這樣的設(shè)計(jì)也可以使空氣進(jìn)入剎車系統(tǒng)，給剎車系統(tǒng)散熱。

　　Air Scoop是減少空氣流入車身下面，盡量多的把空氣向上導(dǎo)流。并且在引擎蓋上也設(shè)置了出氣口，將空氣引流。提供給車輛最大的下壓力。通常這種賽車的馬力很大，多出現(xiàn)在室內(nèi)場地拉力賽上。

　　在最近幾年新發(fā)布的豪華汽車，或者新能源汽車上普遍使用的主動(dòng)進(jìn)氣格柵。顧名思義，主動(dòng)近期格柵是發(fā)動(dòng)機(jī)在不需要散熱的時(shí)候，進(jìn)氣格柵關(guān)閉。使空氣平緩的流過車頭降低空氣阻力。當(dāng)夏季來臨或者長時(shí)間行駛需要發(fā)動(dòng)機(jī)散熱的時(shí)候，進(jìn)氣格柵會(huì)自動(dòng)打開。

　　Louver類似于百葉窗，主要的作用的調(diào)節(jié)風(fēng)的方向?？梢宰鳛榭照{(diào)送風(fēng)口，發(fā)動(dòng)機(jī)散熱口。之前，越是搭載性能強(qiáng)勁發(fā)動(dòng)機(jī)的車型Louver的個(gè)數(shù)就越多。而現(xiàn)在，隨著汽車設(shè)計(jì)，發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)的進(jìn)步，使用Louver的車型逐漸少了，但是在蘭博基尼等超級跑車上依然能夠見到類似的設(shè)計(jì)。上圖是1940年奔馳賽車上的Louver設(shè)計(jì)。

　　最近幾年在很多民用車上出現(xiàn)了上面這種不起眼的小設(shè)計(jì)，它的作用一是讓空氣柔和的流動(dòng)，二是利用空氣壓力提高穩(wěn)定性，減小車輛左右晃動(dòng)幅度。這種設(shè)計(jì)最早也是出現(xiàn)在F1賽車上，而最近豐田和雷克薩斯的民用車上開始使用這種設(shè)計(jì)。

　　Skirt(側(cè)裙)的主要作用是對車輛側(cè)面流動(dòng)的空氣，和車輛底盤下面流動(dòng)的空氣進(jìn)行干預(yù)。在高速行駛的時(shí)候，抑制向上的升力。同時(shí)穩(wěn)定住車身下面的空氣流動(dòng)，讓底盤下面的空氣不干擾車身側(cè)面的空氣。

　　NACA Duct簡單來說就是賽車側(cè)面的洞。它的作用是將空氣阻力最小化，并且增大進(jìn)氣量。通常用在航空器和賽車上，在很多超級跑車上也能見到。這項(xiàng)技術(shù)從第二次世界大戰(zhàn)期間開發(fā)，一直沿用至今。它的形狀通常都是狹長的三角形，除了側(cè)面以外，也用在引擎蓋上。這樣的造型最有利于空氣的流動(dòng)與提升進(jìn)氣量用于降溫。

　　由于底盤的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，是一個(gè)不規(guī)則的形狀，因此空氣在此經(jīng)過的時(shí)候，也是不規(guī)則的流動(dòng)。如果車速很快，就會(huì)產(chǎn)生不小的噪音，并且提高風(fēng)阻?，F(xiàn)在的汽車普遍會(huì)將底盤做的平整，甚至?xí)~外鋪上一層護(hù)板以提高底盤的平整性。

　　一些新能源汽車上已經(jīng)使用了氣動(dòng)輪圈和低滾阻的輪胎，氣動(dòng)輪圈可以降低車輛在旋轉(zhuǎn)的時(shí)候帶來的阻力。這樣的輪圈在外觀上比較平整，然后盡量不留縫隙。因此不太利于散熱。這種輪圈可以出現(xiàn)在一般民用車上，高性能跑車是不太適合用氣動(dòng)輪圈的。

　　說到尾翼，這可能是我們最早對于汽車空氣動(dòng)力學(xué)了解的零部件了。很多車友為了讓汽車變得有逼格，也會(huì)自己在車尾安裝一個(gè)小尾翼。目前，尾翼也分成了固定式與可伸縮調(diào)節(jié)角度兩種。第一種固定的尾翼，就是給汽車尾部一個(gè)下壓力，同時(shí)干擾空氣，讓空氣通過車頂之后直接向上流走。第二種可伸縮和調(diào)節(jié)角度的電動(dòng)尾翼，比如布加迪等車型，當(dāng)尾翼完全垂直的時(shí)候，可以幫助縮短剎車距離。

　　車尾擴(kuò)散器主要的作用是使空氣散發(fā)，防止車尾產(chǎn)生亂流。它的造型就是保險(xiǎn)杠下方的隔板。它可以使通過底盤的空氣迅速發(fā)散，流走。因?yàn)榭諝獾目焖倭髯?，車底的空氣壓力變低，使得車身更好的貼住地面。擴(kuò)散器也是F1賽車中率先使用的，現(xiàn)在已經(jīng)普及到很多民用性能車上。

　　現(xiàn)在很多車型的尾燈故意做出了邊角，并且這些邊角的突起是高于車身的。其實(shí)它們的作用也是起到對空氣進(jìn)行導(dǎo)流。讓空氣向中間施壓，減少像四周的擴(kuò)散。這樣可以提高車輛的穩(wěn)定性。

　　最后一個(gè)車尾雨刷，它并不能夠?qū)ζ嚨目諝鈩?dòng)力學(xué)產(chǎn)生多少好處，但是它的作用卻是因?yàn)榭諝?。通常來講，三廂轎車的后玻璃是沒有雨刷的，通過后玻璃加熱就能把水汽蒸發(fā)掉。這是因?yàn)槿龓I車有后備箱，空氣通過后備箱流走，順便就把水汽也帶走了。但是coupe車型，或者兩廂車型，SUV等。由于后備箱較短，或者沒有后備箱。因此空氣在車尾會(huì)形成渦流。這些渦流不會(huì)把水汽帶走。因此就只能借助雨刷器了，這就是為什么三廂車沒有后玻璃雨刷，而兩廂車有的原因。

　　這些所謂的空氣動(dòng)力學(xué)套件，還不如不加

　　作者飛機(jī)飛行過程中阻力計(jì)算公式：圖說汽車

　　買車之后，很多人都會(huì)對忍不住對愛車進(jìn)行一些改裝，比如換個(gè)氙氣大燈呀、加一些鍍鉻飾條呀、換個(gè)中網(wǎng)神馬的。除了這些常規(guī)的改裝之外呢，不少男性用戶還非常熱衷于為愛車加裝一些看上去十分炫酷的“空氣動(dòng)力學(xué)套件”，比如發(fā)動(dòng)機(jī)艙蓋導(dǎo)流槽、翼子板導(dǎo)流板、前后下包圍、側(cè)裙板以及非常常見的運(yùn)動(dòng)尾翼。事實(shí)上，在上述空氣套件中，很多套件如果加裝不當(dāng)，很可能會(huì)起到適得其反的效果。

　　像上面這樣的尾翼已經(jīng)不能用夸張來形容了，而這樣浮夸的改裝車也只會(huì)出現(xiàn)在骨灰級改裝發(fā)燒友的車庫中。不過在實(shí)際生活中，我們還是不時(shí)可以看到很多家用轎車加裝很夸張的尾翼的案例。

　　不得不說，像上面這輛飛度，加裝尾翼之后變得非常兇悍，也很吸睛，但是實(shí)際用起來，這樣的尾翼并不能起到增加車身下壓力的作用，反倒會(huì)在低速以及側(cè)風(fēng)較大的時(shí)候增加車身的阻力或者增加車身的不穩(wěn)定性，并由此帶來油耗的增加和失控風(fēng)險(xiǎn)的上升。

　　不過這并不是說所有的尾翼都是不可取的。像上面這款老科魯茲的鴨尾式小尾翼，近年來在國內(nèi)就很受歡迎，這樣的小尾翼在外觀上看上去很不起眼，但事實(shí)上，它的擾流作用要比造型夸張的大尾翼更加明顯，這種小尾翼的低速減阻和高速增穩(wěn)作用非常好，同時(shí)還不會(huì)在低速行駛階段增加車身的阻力，因此不用擔(dān)心帶來額外的油耗。

　　除了尾翼之外，發(fā)動(dòng)機(jī)艙蓋冷卻進(jìn)氣口飾條也是很多車主喜歡加裝的一個(gè)套件。不過對于大多數(shù)家用轎車來說，發(fā)動(dòng)機(jī)艙蓋是沒有冷卻進(jìn)氣口以及導(dǎo)流槽的，馬云家賣的很多所謂的進(jìn)氣口套件，事實(shí)上只是一個(gè)裝飾性的部件，這樣的套件裝上去之后可能會(huì)提升車輛的美觀程度，不過對于發(fā)動(dòng)機(jī)散熱來說，真的是一丁點(diǎn)兒的作用都起不到，而且這些突出的裝飾條還會(huì)增加汽車行駛過程中的空氣阻力，真是加了不如不加的一個(gè)空氣動(dòng)力套件。

　　正經(jīng)跑車發(fā)動(dòng)機(jī)艙蓋的導(dǎo)流槽都是網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，有利于空氣進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)艙，降低發(fā)動(dòng)機(jī)的工作溫度，并起到一定的減阻作用，而改裝店提供的類似部件都是實(shí)心的，無法起到冷卻進(jìn)氣的作用。

　　最后再放一張圖，真正的翼子板導(dǎo)流槽是一個(gè)空腔通道，在它前輪輪拱的后方會(huì)有一個(gè)開口，這個(gè)開口負(fù)責(zé)把氣流通過與翼子板相連的空腔導(dǎo)向車身側(cè)面，而不是車身底部，從而發(fā)揮增加車體下壓力的作用。有興趣的讀者不妨去觀察一下，大多數(shù)改裝店提供的翼子板導(dǎo)流槽都是不是空腔，裝飾意義大于導(dǎo)流作用，實(shí)際效能為零。

　　說了這么多，其實(shí)只想告訴大家，在進(jìn)行外觀裝飾時(shí)，盡量從實(shí)際出發(fā)，避免花里胡哨加裝一些只能看但卻沒有什么實(shí)際作用的所謂“空氣套件”。實(shí)話說，與其在這些中看不中用（有時(shí)候可能還不中看）的套件上浪費(fèi)錢，還不如老老實(shí)實(shí)去換個(gè)車窗切水條去。

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