一种基于升力线理论的方程式赛车前翼制造技术

本发明专利技术公开了一种基于升力线理论的方程式赛车前翼，包括主翼和增升扰流装置，所述增升扰流装置包括两个增升扰流单元，所述增升扰流单元包括端板、三级襟翼、二级襟翼、第一固定板和第二固定板，所述端板固定连接在主翼的一端，第一固定板和第二固定板固定连接在主翼的一侧，第一固定板位于端板和第二固定板之间；二级襟翼固定连接在端板和第一固定板之间，三级襟翼固定连接在第一固定板和第二固定板之间；两个增升扰流单元沿主翼中心线，对称布设在主翼的两侧。该赛车前翼具有高升阻比，且能有效导流。有效导流。有效导流。

【技术实现步骤摘要】
一种基于升力线理论的方程式赛车前翼


[0001]本专利技术属于赛车空气动力学
，具体来说，涉及一种基于升力线理论的方程式赛车前翼。

技术介绍

[0002]方程式赛车的前翼安装在整个赛车的最前部，由主体翼面结构和许多附加结构组成，最前端的水平翼片称为主翼，其后上方有攻角的倾斜翼片称为襟翼或副翼。从翼型的原理可知，有主翼和襟翼就能够产生下压力，但方程式赛车的前翼却并非这种简单结构。
[0003]大学生方程式赛车比赛中，赛车的百公里加速度在4秒左右，动态项目中操控性测试以及8字绕环测试要求赛车在弯道时拥有充足的抓地力。在合理的整车布局条件下，为了提高赛车弯道极速，还需获得气动负升力，保证轮胎抓住赛道。大学生方程式赛车的前翼产生用于平衡整车的下压力，增大前轮的抓地力的同时对来流进行疏导。方程式赛车的前轮因暴露在外，巨大的空气阻力有抬起前轮的趋势，不利于赛车过弯，因此前翼造型在保证下压力的同时需考虑前轮与整车的流场。
[0004]2021年规则规定，前轮中轴线以前和通过轮心高度处的前轮轮胎最内侧以外围成的区域不得高于地面以上250mm处。这条规则限定了今年的赛车不能像往年一样通过简单地在外侧使用多层襟翼遮挡轮胎从而阻止气流抬升轮胎。大部分的赛车会选择在展向的外侧加装襟翼，通过弦长较长的直主翼获得较大下压力，但是这样设计的前翼风阻较大，主翼外侧受到的载荷较大导致车体高速行驶时若受到路面激振前翼变形较大，前翼升阻比较低，并且一般的前翼无法起到导流作用，无法使其后方的气动套件效率升高。

技术实现思路
r/>[0005]技术问题：本专利技术旨在解决上述方程式赛车前翼存在的问题，提供一种基于升力线理论的方程式赛车前翼，具有高升阻比，且能有效导流。
[0006]技术方案：为解决上述技术问题，本专利技术实施例采用以下的技术方案：
[0007]一种基于升力线理论的方程式赛车前翼，包括主翼和增升扰流装置，所述增升扰流装置包括两个增升扰流单元，所述增升扰流单元包括端板、三级襟翼、二级襟翼、第一固定板和第二固定板，所述端板固定连接在主翼的一端，第一固定板和第二固定板固定连接在主翼的一侧，第一固定板位于端板和第二固定板之间；二级襟翼固定连接在端板和第一固定板之间，三级襟翼固定连接在第一固定板和第二固定板之间；两个增升扰流单元沿主翼中心线，对称布设在主翼的两侧。
[0008]优选的，所述主翼使用Wortmann FX 74
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CL5
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140 Modified高升力翼型，靠近主翼中间的翼型攻角为正攻角，靠近主翼两端的翼型攻角为负攻角，从而在主翼上形成椭圆形环量分布，主翼翼型沿展向的攻角分布为
‑2°
～4.39
°
。
[0009]优选的，所述三级襟翼包括从下向上依次、且错位布设的内侧一级襟翼、内侧二级襟翼和内侧三级襟翼；内侧一级襟翼和内侧二级襟翼之间，以及内侧二级襟翼和内侧三级
襟翼之间分别形成内通道；内侧一级襟翼、内侧二级襟翼和内侧三级襟翼形成内合成翼型。
[0010]优选的，所述二级襟翼包括从下向上依次、且错位布设的外侧一级襟翼和外侧二级襟翼，外侧一级襟翼和外侧二级襟翼之间形成外通道；外侧一级襟翼和外侧二级襟翼形成外合成翼型。
[0011]优选的，所述内合成翼型的弯度大于外合成翼型的弯度。
[0012]优选的，所述内通道的宽度大于外通道的宽度。
[0013]优选的，所述内侧一级襟翼、内侧二级襟翼、内侧三级襟翼、外侧一级襟翼和外侧二级襟翼均采用profili翼型库中高升力翼型s1223翼型；内侧一级襟翼的攻角为16
°
～19
°
,沿展向逐渐减小；内侧二级襟翼的攻角为29
°
～33
°
，沿展向逐渐减小；内侧三级襟翼的攻角为39
°
～44
°
，沿展向逐渐减小；外侧一级襟翼的攻角为8
°
～10
°
，沿展向逐渐减小；外侧二级襟翼的攻角为25
°
～27
°
，沿展向逐渐减小。
[0014]优选的，所述增升扰流单元还包括半圆形保压条，保压条固定连接在端板外侧下沿。
[0015]有益效果：本专利技术实施例采用了主翼、三级襟翼和二级襟翼组合的气动布局，这样的布局具有更好的扰流效果，可以使得水平来流在通过前翼后向车身中轴线聚拢，进入位于车身中部的扩散器入口，增加扩散器的效率，同时这样的设计会使部分气流绕过滚动车轮，大大减小由于马格努斯效应造成的滚动车轮升力和由于滚动车轮与来流较高的相对速度引起的阻力。
附图说明
[0016]图1是本专利技术实施例的结构示意图；
[0017]图2是本专利技术实施例的正视图；
[0018]图3是本专利技术实施例的俯视图；
[0019]图4是本专利技术实施例与赛车其他部件的安装图。
[0020]附图标记：1、主翼；2、保压条；3、外侧一级襟翼；4、端板；5、外侧二级襟翼；6、内侧一级襟翼；7、内侧二级襟翼；8、内侧三级襟翼；9、第一固定板；10、第二固定板。
具体实施方式
[0021]下面结合附图，对本专利技术的技术方案进行详细的说明。
[0022]如图1至图4所示，本专利技术实施例的方程式赛车前翼，包括主翼1和增升扰流装置。增升扰流装置包括两个增升扰流单元。增升扰流单元包括端板4、三级襟翼、二级襟翼、第一固定板9和第二固定板10。端板4固定连接在主翼的1一端，第一固定板9和第二固定板10固定连接在主翼1的一侧，第一固定板9位于端板4和第二固定板10之间。二级襟翼固定连接在端板4和第一固定板9之间，三级襟翼固定连接在第一固定板9和第二固定板10之间。两个增升扰流单元沿主翼1中心线，对称布设在主翼1的两侧。
[0023]上述实施例中，在主翼1两端加装大小合适的端板4，用以隔断下翼面低压区和上翼面高压区与外界气流的直接接触造成的下压力损失。端板4切割成适宜大小，达到轻量化的效果。将端板4切割至能覆盖上翼面，高于来流常压。主翼1的上表面为上翼面。主翼1的下表面为下翼面。上述实施例的赛车前翼包括主要下压力产生结构与起辅助作用的增升扰流
装置。其中，主要下压力产生结构为主翼1；增升扰流装置由三级襟翼和二级襟翼，端板4与端板4下沿的保压条2结构组成。主翼1与襟翼、端板等结构通过固定板进行固连，主翼同时可以通过铝制的天鹅颈零件与单体壳中的预埋件相固连。
[0024]上述结构的赛车前翼能通过主翼的几何扭转设计与主翼与襟翼形成的缝道提升前翼的升阻比，并且通过三级襟翼与二级襟翼布置方式，实现导流作用，使气流流过前翼后向车身中轴线收集，从而增加赛车其他空气动力学套件的效率。
[0025]优选的，所述主翼1使用Wortmann FX 74
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140 Modified高升力翼型，根据最小升力使用升力线理论进行设计，靠近主翼1中间本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于升力线理论的方程式赛车前翼，其特征在于：包括主翼(1)和增升扰流装置，所述增升扰流装置包括两个增升扰流单元，所述增升扰流单元包括端板(4)、三级襟翼、二级襟翼、第一固定板(9)和第二固定板(10)，所述端板(4)固定连接在主翼的(1)一端，第一固定板(9)和第二固定板(10)固定连接在主翼(1)的一侧，第一固定板(9)位于端板(4)和第二固定板(10)之间；二级襟翼固定连接在端板(4)和第一固定板(9)之间，三级襟翼固定连接在第一固定板(9)和第二固定板(10)之间；两个增升扰流单元沿主翼(1)中心线，对称布设在主翼(1)的两侧。2.按照权利要求1所述的基于升力线理论的方程式赛车前翼，其特征在于：所述主翼(1)使用Wortmann FX 74
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CL5
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140 Modified高升力翼型，靠近主翼(1)中间的翼型攻角为正攻角，靠近主翼(1)两端的翼型攻角为负攻角，从而在主翼(1)上形成椭圆形环量分布，主翼(1)翼型沿展向的攻角分布为
‑2°
～4.39
°
。3.按照权利要求1所述的基于升力线理论的方程式赛车前翼，其特征在于：所述三级襟翼包括从下向上依次、且错位布设的内侧一级襟翼(6)、内侧二级襟翼(7)和内侧三级襟翼(8)；内侧一级襟翼(6)和内侧二级襟翼(7)之间，以及内侧二级襟翼(7)和内侧三级襟翼(8)之间分别形成内通道；内侧一级襟翼(6)、内侧二级襟翼(7)和内侧三级襟翼(8)形成内合成翼型。4.按照权利要求3所述的基于升力线理论的方程式...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖苏阳，庄伟超，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：