地面效应

2021 概念地面效应 F1 汽车

地面效应是一种空气动力学原理，它通过改变赛车底盘下方的空间形状，使一级方程式赛车产生下压力。 一辆底盘设计合理的赛车，实际上就相当于一个倒置的翼型，利用底盘下方产生的低压区将自身吸附在路面上。地面效应定义了20世纪70年代末的莲花时代，在1982年后被禁止，并在2022年的新规中重新生效。

一级方程式赛车中的地面效应是什么？

地面效应是指车辆下方空气加速产生的空气动力下压力。伯努利原理告诉我们，空气速度越快，压力越低。如果车辆底盘的形状能够加速下方气流，那么车底压力就会低于环境压力，车顶环境压力与车底低压之间的压差会将整个底盘吸附在路面上。这种垂直力就是下压力，而且不会显著增加阻力。

莲花汽车与最初的地面效应时代，1977年至1982年

科林·查普曼的莲花78赛车于1977年率先推出了这一概念，将侧箱底部设计成倒置的翼型。其继任者莲花79赛车在1978年称霸赛场。侧箱边缘的弹簧式裙板能够有效隔绝低压区与路面的接触。其他车队纷纷效仿，推出了越来越激进的设计，弯道速度和车手承受的横向加速度也随之攀升至令国际汽联警觉的程度，最终这项技术被禁止，国际汽联于1983年强制规定赛车必须采用平底设计。

2022年地面效应回归

地面效应再次成为2022年空气动力学规则的核心，并根据现代需求进行了重新设计，强制采用文丘里隧道几何形状，且取消了裙板。现代赛车中约60%的风阻都来自地面效应。 F1 汽车的下压力来自地板及其 diffuser既定目标是减少脏空气损失，让汽车更紧密地跟车行驶，而这一改变确实改善了超车，但并没有消除清洁空气的优势。

海豚式俯冲和地面效应权衡

地面效应赛车对车身高度极其敏感。如果底盘离地面太近，气流就会停滞，下压力消失，赛车反弹，下压力恢复，如此循环往复。这种振荡被称为…… 鼠海豚 这决定了2022赛季的规则，迫使各车队提高车身高度并加固底板。国际汽联出台了技术指令来监管这些影响，并自此逐步收紧了底板刚度规则。

关于地面效应的常见问题

F1赛车中的地面效应是什么？

地面效应是指汽车下方气流加速产生的下压力，这种下压力会在车底形成低压区，将底盘吸附到路面上。

哪支球队率先研发了地面效应技术？

莲花汽车公司在 1977 年推出的 Lotus 78 和 1978 年推出的 Lotus 79 开创了现代地面效应技术。这两款赛车都采用了雕塑般的侧箱和裙板来密封底板下方的低压区。

为什么地面效应在1983年被禁止？

由于过弯速度和车手负荷已达到国际汽联认为不安全的水平，因此从1983年起强制要求赛车采用平底设计，并禁止使用裙边。

现代 F1 利用地面效应？

2022 年的法规重新引入了地面效应，强制要求在地板下方设置文丘里隧道几何结构。大约 60% 的现代建筑采用了这种结构。 F1 现在汽车的下压力来自底板。

什么是海豚式跳跃？

海豚跳现象是指地面效应赛车的底盘过于靠近路面时，下压力骤降，导致车身向上反弹，然后再次重复这一循环，从而产生垂直方向的振荡。这是2022赛季最关键的技术问题。