一種賽車變截面尾翼的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及賽車技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種賽車變截面尾翼。
【背景技術(shù)】
[0002]FSAE方程式(Formula Sae)是美國汽車工程協(xié)會(huì)主辦的，由本科生、研宄生團(tuán)隊(duì)構(gòu)思、設(shè)計(jì)、制造和駕駛的小型方程式賽車的國際性賽事。近年來，F(xiàn)SAE賽車以其開放、設(shè)計(jì)原創(chuàng)在世界范圍內(nèi)迅速發(fā)展。隨著比賽水平的不斷提高，賽車發(fā)動(dòng)機(jī)、底盤技術(shù)日益走向成熟，賽車設(shè)計(jì)者們試圖從空氣動(dòng)力學(xué)技術(shù)上尋求更高的突破?？諝鈩?dòng)力學(xué)特性對(duì)FSAE賽車各方面性能有重要的影響，其中，氣動(dòng)阻力系數(shù)和負(fù)升力系數(shù)是衡量賽車空氣動(dòng)力學(xué)特性的兩個(gè)關(guān)鍵參數(shù)。
[0003]氣動(dòng)阻力系數(shù)保證賽車具有高速行駛性能，負(fù)升力系數(shù)衡量賽車能夠形成何種程度的下壓力。據(jù)統(tǒng)計(jì)，賽車大約80%的附著力是由下壓力產(chǎn)生，剩余20%由輪胎提供。足夠的下壓力可以提高FSAE賽車的抓地力，縮短制動(dòng)距離，提高過彎速度，增加賽車在高速行駛過程中的穩(wěn)定性，而賽車尾翼正是產(chǎn)生下壓力的主要結(jié)構(gòu)。未安裝尾翼的FSAE賽車，隨著賽車車速增加，整車的附著力會(huì)減小，導(dǎo)致后輪抓地力不足，在高速入彎時(shí)會(huì)出現(xiàn)賽車側(cè)滑，難以操控的現(xiàn)象，不僅影響比賽成績，而且對(duì)車手以及賽車存在重大的安全隱患。
[0004]在國內(nèi)，隨著空氣動(dòng)力學(xué)在汽車上的應(yīng)用與發(fā)展，各大高校的方程式團(tuán)隊(duì)相繼在各自設(shè)計(jì)、制造的FSAE賽車上安裝尾翼，以求提高賽車的下壓力。但是，絕大多數(shù)車隊(duì)均采用直板式尾翼，而這種尾翼由于車架主環(huán)和車手頭盔的影響，難以有效利用車身中間部位的氣流，無法有效提高賽車的下壓力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種可有效利用車身中間部位的氣流，提高賽車下壓力的賽車變截面尾翼。
[0006]本實(shí)用新型為解決上述問題所采用的技術(shù)方案是:一種賽車變截面尾翼，包括上下平行設(shè)置的上層主翼片和下層翼片，上層主翼片和下層翼片的兩側(cè)對(duì)稱設(shè)置有側(cè)板，所述上層主翼片、上層副翼片和下層翼片的兩端均連接在側(cè)板上；所述上層主翼片上表面的中間部分呈向上凸起的弧面，弧面半徑沿上層主翼片寬度方向逐漸減小。
[0007]所述上層主翼片上表面凸起的弧面最大半徑為180-220mm。
[0008]所述上層主翼片、上層副翼片和下層翼片的厚度均沿各翼片的寬度方向逐漸變化，上層主翼片、上層副翼片和下層翼片截面均呈梭形。
[0009]所述上層主翼片、上層副翼片和下層翼片兩端端面之間的距離均為10-1lOmm ;所述上層主翼片與下層翼片的垂直距離為550-600mm ;所述下層翼片距側(cè)板底端所在平面的垂直距離為70-80mm。
[0010]所述上層主翼片上端面水平向下傾斜，上層主翼片上端面與水平地面的夾角為5_8 度。
[0011]所述上層副翼片上端面水平向下傾斜，上層副翼片上端面與水平地面的夾角為50-60 度。
[0012]所述下層翼片上端面水平向下傾斜，下層翼片上端面與水平地面的夾角為8-15度。
[0013]所述側(cè)板上與上層主翼片兩端連接處的上方間隔設(shè)置有三個(gè)弧形進(jìn)氣口，間隔距離為25-35mm ;所述側(cè)板上與下層翼片兩端連接處的上方間隔設(shè)置有三個(gè)弧形進(jìn)氣口，間隔距離為15-25mm。
[0014]所述的一種賽車變截面尾翼還包括格尼襟翼，所述格尼襟翼通過環(huán)氧樹脂垂直連接在上層副翼片的頂端。
[0015]本實(shí)用新型的變截面尾翼上層主翼片凸起的弧面是以車架主環(huán)位置為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的，其優(yōu)點(diǎn)在于:1、使得車身中部氣流通過變截面的導(dǎo)流作用，最大程度地被上層主翼片所利用，相比直板式尾翼的賽車，本實(shí)用新型可以提高10%的氣流利用率，由此產(chǎn)生的下壓力占整車下壓力33%左右；2、空氣阻力在一定程度上得到了降低；3、結(jié)構(gòu)簡單，拆裝方便，性能可靠，值得推廣。
【附圖說明】
[0016]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖2為上層主翼片和下層翼片的軸測圖。
[0018]圖3為上層副翼片與格尼襟翼的連接示意圖。
[0019]圖4為本實(shí)用新型一個(gè)具體實(shí)施例與賽車的連接示意圖。
[0020]其中:1、上層副翼片；2、進(jìn)氣口 ；3、上層主翼片；4、側(cè)板；5、下層翼片；6、格尼襟翼；7、車架主環(huán)。
【具體實(shí)施方式】
[0021]為了更好的理解本實(shí)用新型，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明。
[0022]如圖1-2所示的一種變截面下賽車尾翼，包括上下平行設(shè)置的上層主翼片3和下層翼片5，上層主翼片3和下層翼片5的兩側(cè)對(duì)稱設(shè)置有側(cè)板4，所述上層主翼片3連接有上層副翼片1，上層主翼片3、上層副翼片I和下層翼片5的兩端分別通過螺栓連接在側(cè)板4上；所述側(cè)板4上與上層主翼片3兩端連接處的上方間隔設(shè)置有三個(gè)弧形進(jìn)氣口 2，間隔距離為25-35mm，側(cè)板4上與下層翼片5兩端連接處的上方也間隔設(shè)置有三個(gè)弧形進(jìn)氣口 2，間隔距離為15-25mm (上下各開三個(gè)側(cè)面進(jìn)氣口 2，充分利用側(cè)向氣流，并減小側(cè)向風(fēng)的影響)；上層副翼片I的頂端通過環(huán)氧樹脂連接有格尼襟翼6，格尼襟翼6垂直于上層副翼片1，如圖3所示(格尼襟翼6增加了 2%的下壓力，增大了尾翼的升阻比，改善了賽車的氣動(dòng)性能);所述上層主翼片3、上層副翼片1、下層翼片5、側(cè)板4和格尼襟翼6均采用碳纖維-環(huán)氧樹脂復(fù)合材料制成；本實(shí)用新型以車架主環(huán)7為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)，與車身尾部固定無縫連接。
[0023]其中，所述上層主翼片3為變截面翼片，上表面的中間部分呈向上凸起的弧面，弧面半徑沿上層主翼片寬度方向逐漸減小，弧面最大半徑為180-220mm;上層主翼片3、上層副翼片I和下層翼片5厚度均沿各自的寬度方向逐漸變化，上層主翼片3、上層副翼片I和下層翼片5的截面均呈梭形；所述上層主翼片3、上層副翼片I及下層翼片5兩端端面之間的距離均為10-1lOmm ;上層主翼片3與下層翼片5的垂直距離為550_600mm ;下層翼片5距側(cè)板4底端所在平面的垂直距離為70-80mm ;所述上層主翼片3上端面水平向下傾斜，裝車后，上層主翼片3上端面與地面的夾角為5-8度；所述上層副翼片I上端面水平向下傾斜，上層副翼片I上端面與地面的夾角為50-60度；所述下層翼片5上端面水平向下傾斜，下層翼片5上端面與地面的夾角為8-15度。
[0024]優(yōu)選地，如圖4所示，上層主翼片3上表面凸起弧面的最大半徑為205mm ;上層主翼片3、上層副翼片I及下層翼片5兩端端面之間的距離均為106mm ;上層主翼片3與下層翼片5的垂直距離為570mm ;下層翼片5的下表面距側(cè)板4底部所在平面的垂直距離為76mm ;工作狀態(tài)下，上層主翼片3上端面與水平地面的夾角為6度，上層副翼片I上端面與水平地面的夾角為56度，下層翼片5上端面與水平地面的夾角為12度；側(cè)板4上與上層主翼片3兩端連接處的上方間隔設(shè)置有三個(gè)弧形進(jìn)氣口 2，間隔距離為30mm，側(cè)板4上與下層翼片5兩端連接處的上方也間隔設(shè)置有三個(gè)弧形進(jìn)氣口 2，間隔距離為20mm。本實(shí)施例中的側(cè)板4底部端面的形狀與車身后部相適應(yīng)，與車身后部固定無縫連接。
[0025]本實(shí)用新型上層主翼片凸起的弧面以車架主環(huán)位置為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)，使得在賽車行駛過程中，被車架主環(huán)擾亂的車身中部氣流，能通過變截面的導(dǎo)流作用，使氣流緊貼上層主翼片上下端面，最大程度地被上層主翼片利用，相比安裝上層主翼片上表面為直板式尾翼的賽車，本實(shí)用新型可以提高賽車10%的氣流利用率，產(chǎn)生的下壓力占整車下壓力33%左右；同時(shí)，由于氣流在上層主翼片得到了很好的流動(dòng)，空氣阻力在一定程度上得到了降低。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種賽車變截面尾翼，包括上下平行設(shè)置的上層主翼片(3)和下層翼片(5)，上層主翼片(3)連接有上層副翼片(I)，上層主翼片(3)和下層翼片(5)的兩側(cè)對(duì)稱設(shè)置有側(cè)板(4)，上層主翼片(3)、上層副翼片(I)和下層翼片(5)的兩端均連接在側(cè)板(4)上，其特征在于，所述上層主翼片(3)上表面的中間部分呈向上凸起的弧面，弧面半徑沿上層主翼片(3)的寬度方向逐漸減小。
2.如權(quán)利要求1所述的一種賽車變截面尾翼，其特征在于，所述上層主翼片(3)上表面凸起的弧面最大半徑為180-220mm。
3.如權(quán)利要求1所述的一種賽車變截面尾翼，其特征在于，所述上層主翼片(3)、上層副翼片(I)和下層翼片(5)的厚度均分別沿各自的寬度方向逐漸變化，上層主翼片(3)、上層副翼片(I)和下層翼片(5)截面均呈梭形。
4.如權(quán)利要求1所述的一種賽車變截面尾翼，其特征在于，所述上層主翼片(3)、上層副翼片(I)和下層翼片(5)兩端端面之間的距離均為10-1lOmm ;所述上層主翼片(3)與下層翼片(5)的垂直距離為550-600mm;所述下層翼片(5)距側(cè)板(4)底端所在平面的垂直距離為 70_80mm。
5.如權(quán)利要求1所述的一種賽車變截面尾翼，其特征在于，所述上層主翼片(3)上端面水平向下傾斜，上層主翼片(3)上端面與水平地面的夾角為5-8度。
6.如權(quán)利要求1所述的一種賽車變截面尾翼，其特征在于，所述上層副翼片(I)上端面水平向下傾斜，上層副翼片(I)上端面與水平地面的夾角為50-60度。
7.如權(quán)利要求1所述的一種賽車變截面尾翼，其特征在于，所述下層翼片(5)上端面水平向下傾斜，下層翼片(5)上端面與水平地面的夾角為8-15度。
8.如權(quán)利要求1所述的一種賽車變截面尾翼，其特征在于，所述側(cè)板(4)上與上層主翼片(3)兩端連接處的上方間隔設(shè)置有三個(gè)弧形進(jìn)氣口(2)，間隔距離為25-35mm ;所述側(cè)板(4)上與下層翼片(5)兩端連接處的上方間隔設(shè)置有三個(gè)弧形進(jìn)氣口(2)，間隔距離為15_25mm0
9.如權(quán)利要求1所述的一種賽車變截面尾翼，其特征在于，還包括格尼襟翼(6)，所述格尼襟翼(6)通過環(huán)氧樹脂垂直連接在上層副翼片(I)的頂端。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種賽車變截面尾翼，包括上下平行設(shè)置的上層主翼片和下層翼片，上層主翼片和下層翼片的兩側(cè)對(duì)稱設(shè)置有側(cè)板，所述上層主翼片連接有上層副翼片，上層主翼片、上層副翼片和下層翼片的兩端均連接在側(cè)板上；所述上層主翼片上表面的中間部分呈向上凸起的弧面，弧面半徑沿上層主翼片寬度方向逐漸減??；所述上層主翼片上表面凸起的弧面最大半徑為180-220mm。本實(shí)用新型的變截面尾翼上層主翼片凸起的弧面是以車架主環(huán)位置為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的，使得車身中部氣流通過變截面的導(dǎo)流作用，最大程度地被上層主翼片所利用，相比直板式尾翼的賽車，本實(shí)用新型可以提高10%的氣流利用率，由此產(chǎn)生的下壓力占賽車下壓力的33%左右。
【IPC分類】B62D37-02
【公開號(hào)】CN204488985
【申請?zhí)枴緾N201520037088
【發(fā)明人】王輝, 柏秋陽, 郝旭飛, 林建陽, 趙寧
【申請人】武漢理工大學(xué)
【公開日】2015年7月22日
【申請日】2015年1月20日