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好戏在后面

2020-10-27红衣棒糖人

名车志 2020年10期
关键词:尾翼立柱动力学

红衣棒糖人

这几年最火的汽车模型注定是被各大厂商疯狂刷色的RWB保时捷。背后的原因很多,不过最重要的是RWB的辨识度实在高,几乎不可能被错认成其他改装厂的作品——除开中井启独到的宽体风格,每一台RWB都有极其夸张的尾翼,让保时捷柔润的脊背一下子变得有棱有角,有了浓烈的竞速感。

“不加尾翼算什么改装?”诚然,尾翼是凸显一台车“运动元素”“赛车血统”的最重要部件。但它究竟是如何从赛车上实用性的空气动力学套件,逐步转为量产改装车上象征意味大于实用的部件呢?

高耸的尾翼营造了巨大的下压力,让赛车后轮牢牢抓地,有效地增加了过弯稳定性。

下压力的营造源

赛车诞生的头几十年间,设计师们并不确定空气动力学到底有什么用。直到1966年,Jim Hall才将空气动力学套件真正带入了赛车的世界,开创了新纪元。Chaparral 2E是第一款装配了尾翼的赛车,在当时的赛车场上可谓是鹤立鸡群,而它的成绩也同样出类拔萃,在Laguna Seca包揽了冠亚军。高耸的尾翼营造了巨大的下压力,让赛车后轮牢牢抓地,有效地增加了过弯稳定性,有效提升速度。更令人惊奇的是,这赛车历史上的第一款尾翼,就是可以由踏板控制的可变尾翼,过弯时车手释放踏板,尾翼就会变得更加倾斜,从而切换为高下压力模式。

这样早熟的作品仿佛是在造价高昂的风洞和CAD设计软件中诞生的,然而事实并非如此,它诞生于Jim Hall天才的大脑里,诞生于每日工作长达16小时的纸笔之间。这名毕业于名校加州理工的车手兼工程师,是这样阐述他的设计理念和研发过程的:“我们的车一贯与众不同,因为我在大学里学习工程学,我深入理解它,并将它应用在赛车上以求获得升级,我首先进行测量并记录数据,然后分析涉及的力,代入公式计算,从而建立理论。这是一个科学性的尝试。”

莲花(后改名“路特斯”)车队创始人科林·查普曼在1968年的摩纳哥大奖赛上,把尾翼带进了F1的世界。这版尾翼同Chaparral 2E很类似,只有一个宽大的平面用纤长的立柱撑在车尾,没有两侧垂直的端板。新套件引入了新问题,没有经过空气动力学设计的车体加装尾翼之后,整体的空气动力学特性都发生了改变,变得非常不稳定,甚至几乎酿成了死亡悲剧——Jochen Lindt因为赛车加装尾翼后的不稳定导致严重碰撞,一度陷入昏迷。薄弱的立柱也无法承受尾翼带来的巨大下压力,出现了很多起尾翼折断的事故。不久后,赛会决定禁止使用高尾翼。

车队们不希望低尾翼重复高尾翼的不可控性。F1的尾翼连接变成了刚性的立柱,这样就不再有折断之虞。F1之外,依旧采用高尾翼的赛车同样改变了连接方式。在美国,1969年和1970年的NASCAR賽场上相继出现了两款“空力赛车”(AeroSupercar),也被人称作“高尾翼双雄”。它们是道奇挑战者Daytona和普利茅斯Superbird,两者都采用刚性扁平立柱从两端支撑高过车顶的单片尾翼。

当时的人们认为这两款车很丑,把NASCAR变成了“滑稽车(Funny Car)跑道”。并且,尽管Daytona赢下了1969年剩下的10场比赛中的7场,也并不能全部归功于尾翼产生的空气动力学效应。尾翼的确增大了下压力从而稳定了车尾,但它也带来了巨大的空气阻力,使得赛车在加速过程中被拖慢,在直道上落后于对手,并以更低的速度入弯,这样一来,所谓的空气动力学优势就荡然无存了——除非时速超过100公里,尾翼才开始发挥作用,否则加装高尾翼的赛车速度还不如未加装版本。这就是为何Daytona的战绩煊赫一时,而继任者Superbird进行了更多升级却收获平平。没有全面应用风洞测试,以赛道测试作为粗略替代,就会产生这样的后果。

但时过境迁,在车迷眼中它们的成绩已不那么重要,“高尾翼双雄”已经成为最优美最经典的肌肉车代表作。《汽车总动员》里的“车王”就采用了它们的形象。

赛场尾翼的革新与“复古”

1970年,莲花49C首次采用了端板,它是加装在多层水平尾翼两端的垂直的扁平翼片,并不起支撑作用,但能够有效减少扰流,降低风阻。这项设计一出现,F1的尾翼就变得和现在的更加接近。在此之后也偶尔出现过一些非主流尾翼,比如1975年的March751,端板下方带了两片贴地的扁平翼片,尾翼仿佛像是一个博古架。虽然赢得了奥地利大奖赛的冠军,然而不稳定性让它在不久后告别了赛场。

1977年的雷诺RS01和布拉汉姆BT45B两款赛车率先扩展了端板的面积,这个做法逐渐被F1赛场广泛接受,端板变得越来越大。并且,随着材料科学日渐发达,端板本身的强度就足以支撑尾翼并承受它带来的下压力,因此进入80年代,支撑尾翼的中柱就已并非必需品。至此,我们今天常见的F1尾翼已经大致定型。

但F1赛场上尾翼的研发并非就此停滞。进入新千年,空气动力学竞赛持续统治赛场,F1赛车的外观日渐变得叠床架屋,尾翼也一直在进行着多样的局部修饰。许多车队都在尾翼端板上开出缺口或百叶窗腮孔,以及在上层翼片上端加装Gurney襟翼,就为了追求那些微的空气动力学提升。

尽管如此,我们也要牢记一条定律:F1并不总是朝着更快的方向发展。规则总在限制赛车的无限升级。尾翼自诞生起就是可动的,但F1长期禁止可动套件;然而2011年,为了增加超车,挽救日渐低迷的收视率,F1又强制引入了DRS,让车手在规则允许的情况下改变尾翼的倾角从而调节下压力。对于带着镣铐跳舞的F1,DRS为已经发展到了极限的尾翼增添了一些新玩法,也的确增加了比赛的看点。DRS同样在德国房车大师赛DTM上得到了应用。

观赏大于实用的房车跑车尾翼

对于方程式和原型赛车以外的赛车,由于来源于量产车,必然会有一个相对臃肿的尾部,而非配合扩散器和尾翼共同设计的低尾,因而无法安放较大的端板,此时尾翼能取得的空气动力学效应就远没有那么大,并且还会产生不小的风阻。权衡利弊之后,赛场上普遍选择了较小的单片为主的尾翼,除了极个别急弯为主的比赛如派克峰爬山赛,对过弯稳定性有变态程度的要求,才会安装高于车顶的大型尾翼(必须配合巨大的前唇使用,以获得下压力平衡)。

尾翼的观赏性必须和赛车纳入一体来考量,过于突兀的设计往往既不实用也不美观。

总体而言,当前各大房车跑车赛事中最好看的尾翼设计,还属DTM的“天鹅颈”,连接尾翼和尾箱的立柱曲线十分优美,将车身线条衬托得更为标致。Super GT原本采用豪横的大尾翼,配合凸出的尾部扩散器,产生了非常强烈的速度机器感,不过随着与DTM合并,这种大尾翼最终也成为了回忆。

尾翼的观赏性必须和赛车纳入一体来考量,过于突兀的设计往往既不实用也不美观。因此,大尾翼赏心悦目,小尾翼也往往成就经典。比如科林·麦克雷驾驶的斯巴鲁翼豹,它的尾翼不论相比之前的B组赛车还是现在的WRC赛车都较小,位置也低,但是它已经成为经典的一部分,令人难以忘怀。

对于量產跑车而言,尾翼往往是一种情怀的象征,能让观者嗅到赛场的气息就已经足够了。至于这些尾翼的效果究竟有多好?笔者认为,赛场上的设计通常都是最快的,如果夸张到赛场上都用不到(如RWB那样的),那就是观赏大于实用。但倾向于观赏性并没有错,好比一部电影,不见得要给人传播多少人生启迪,只要给人几个小时的视觉欢愉,就足够了。

有喜欢大尾翼的,就必然有青睐小尾翼的。有许多车厂推出了隐藏式尾翼,不以喧宾夺主的方式破坏车身静止状态下的优雅,只在极速奔驰时自动打开,让跑车更具运动感,并且多一些些下压力。隐藏式尾翼通常不大,用点到为止刚刚好的程度,让人在合法范围内过把瘾——交警叔叔在微博普法视频上不是说了吗,“只要动力好就不怕尾翼小”。而且即使是赛车,想要用尾翼达到更好的效果,也必须配合整体空气动力学设计来实现,随心所欲装一个,难免重蹈60年代F1的覆辙。

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