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插翼能飛

Posted 01/10/18

笨蛋也看得懂的街車主動擾流武裝指南。警告:內容涉及物理。

Words: Paul Horrell   Translation: Tony

汽車賽例大多禁用主動擾流技術,現今街車卻經常採用主動擾流裝置,形式諸如活動翼片和匠心獨具的隱藏襟翼,無不支持了在下長期以來力指所謂「秉承賽車血統的街車」往往只是推銷伎倆的見解。

本月拜Zenvo TSR-S所賜,我們見識到可能是同類裝置中最異乎尋常的「活色」設計。這一招確有十分扎實的理論根據。須知飛機靠傾側機體轉向,機翼在此狀態下形成的力並不限於升力,還會形成一股指向內側的向量分佈力(vector component)。Zenvo正是活用了同一道理,分別在於汽車擾流翼相當於底面倒置的飛機翼。理所當然嘛,因為這些擾流翼的目的是讓你緊貼地上。所以跟飛機轉彎時垂下彎內翼尖相反,Zenvo會升高彎內那邊的翼尖。

如是者尾翼實際上等於把車尾推向彎道內側,於是形成一股獨立於輪胎抓著力的向心力,而且這一招還有另一妙處——尾翼形成的非垂直方向作用力會令彎內車輪承受的下壓力大於彎外車輪,既可促使車身左右平衡,又有助彎內車輪發揮抓著力,因為輪胎抓著力會隨著施加於其上的下壓力而增加。

用非對稱方式運用尾翼乃是現代產物,部分原因在於這種應用手法需要動用龐大電腦運算能力。Pagani Huayra是第一款應用這類技術的街車,車頭和車尾各有一對活動襟翼。跟絕大部分活動尾翼一樣(包括Zenvo在內),Huayra的車尾襟翼在煞車時會加大攻角,藉此增加阻力和抑制車身俯仰。不過前後兩組襟翼還可以獨立升降,從而控制個別車輪所承受的下壓力。只是礙於形狀細長狹小,安裝位置又相當靠近車體中部,這些襟翼不會對攸關吸力的車底形成實際有效的擾流作用,Pagani在Huayra BC上似乎也有點傾向偃旗息鼓。

不過此風已成氣候。以藍寶堅尼Huracan Performante為例,尾翼兩端根本看不出有甚麼擾流玄機,實際上卻又十分管用,簡直神乎其技,支撐尾翼的中空支架原來內藏了一個小型蝴蝶瓣,蝴蝶瓣一旦關閉,尾翼就會發揮平常作用。不過這樣便無法擺脫天下尾翼的通病——下壓力越大,空氣阻力也越大。所以直線高速推進時,上述蝴蝶瓣會打開,讓空氣通過尾翼支架內部捲至翼片底部,藉此減低阻力。此外,這道活門在煞車期間也會關上,幫助Huracan Performante的下壓力暴增至七倍。

ALA(Aerodinamica Lamborghini Attiva)的妙處可不止於此,兩邊支架內的通道還可以獨立開關。譬如拐右彎時,系統可以單獨打開左邊支架的活門,實際上等於在車身右邊施加更多下壓力,如同Zenvo那樣提高彎內車輪的抓著力,較大的內側阻力亦有助促使車體向彎內旋轉。

ALA其中一個發人深省之處,是蝴蝶瓣和相關致動器既小巧,又輕盈,功效卻勝似改變整幅尾翼的攻角。你要是見識過活動尾翼常用的大型支撐結構和致動器,自然會明白ALA大大有利於削減重量。

麥拉倫Senna的尾翼樞軸支架不像P1或Bugatti那樣可升可降,也許就是出於機關相對簡單的考慮。此外,由於支架不用伸縮,尾翼也就可以裝上翼端板阻止氣流溢散,於是顯著提高整流功效,可想而知當年法拉利F40採用環狀尾翼實在非常高明。

不過Senna的尾翼造型更加凶險邪惡,調節翼片的樞軸居然從上而下倒扣翼頂,翼底反而一馬平川,皆因彎彎翼底才是發揮最大整流作用的部位。此外,Senna跟Aston Valkyrie一樣設有可變防傾功能,進入Track模式的話會自動降低懸吊高度,好讓車底的擾流設計發揮更佳效果。

Koenigsegg ONE:1的雙層尾翼是倒扣翼頂的另一示範,不過鰭狀支撐臂恍若從座艙翻出來的鍘刀,設計上能令Koenigsegg一貫偏近圓渾的車體變得較為穩定。反觀Senna,整個車身本來就滿佈棱邊,實在很難相信一對鰭狀支架會換來甚麼額外好處。

賓士AMG Project One也有背鰭。Project One靜止不動時,這根背鰭的尖削形狀似乎相當古怪。其實背鰭末端之所以切割成這幅模樣,都是為了配合升起來的尾翼和尾翼暗藏的二級airbrake襟翼。對呀,正是主動翼中翼。

這些跑車的前衛外形與身上沒有顯眼擾流翼的麥拉倫F1超跑真可謂大相徑庭。不過在此得提醒大家一句,F1超跑的高明之處並不限於基本形狀設計得法,主動擾流功夫其實也有一手,除了用風扇導引氣流通過車底和車身內部,還有一幅煞車時自動彈出的車尾襟翼。這幅翼片有兩大功用,既可強化車尾散氣槽的作用,又可以打開後輪煞車碟的冷卻風道。

這些深藏不露的擾流功夫,與我這一類人當年最愛掛在房間牆上的海報大俠簡直相差了十萬八千里。君不見藍寶堅尼Countach LP5000S的V形尾翼何其張狂吧,實際效果卻不外乎增加負重和阻力,以及把本來已經非常不堪的後方駕駛視野變得更不堪,對於整頓車身氣流根本毫無實效,卻令整部車看起來格外飛快,真是令人不得不服。

行筆至此,不得不談談另一個徒具虛形的典範。我說的是寶馬i8座艙後邊兩旁的養眼S形部分。我在i8的發表大會上曾經詢問這個設計是否有助遏抑風阻,對方卻予以否定。那麼是增強下壓力嗎?非也;有助車窗保持清潔嗎?非也非也。聽某位設計師說,這個設計對你我來說雖然十分養眼,「對空氣來說其實如同無物」。