一种赛车变截面尾翼的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及赛车技术领域，具体涉及一种赛车变截面尾翼。
【背景技术】
[0002]FSAE方程式(Formula Sae)是美国汽车工程协会主办的，由本科生、研宄生团队构思、设计、制造和驾驶的小型方程式赛车的国际性赛事。近年来，FSAE赛车以其开放、设计原创在世界范围内迅速发展。随着比赛水平的不断提高，赛车发动机、底盘技术日益走向成熟，赛车设计者们试图从空气动力学技术上寻求更高的突破。空气动力学特性对FSAE赛车各方面性能有重要的影响，其中，气动阻力系数和负升力系数是衡量赛车空气动力学特性的两个关键参数。
[0003]气动阻力系数保证赛车具有高速行驶性能，负升力系数衡量赛车能够形成何种程度的下压力。据统计，赛车大约80%的附着力是由下压力产生，剩余20%由轮胎提供。足够的下压力可以提高FSAE赛车的抓地力，缩短制动距离，提高过弯速度，增加赛车在高速行驶过程中的稳定性，而赛车尾翼正是产生下压力的主要结构。未安装尾翼的FSAE赛车，随着赛车车速增加，整车的附着力会减小，导致后轮抓地力不足，在高速入弯时会出现赛车侧滑，难以操控的现象，不仅影响比赛成绩，而且对车手以及赛车存在重大的安全隐患。
[0004]在国内，随着空气动力学在汽车上的应用与发展，各大高校的方程式团队相继在各自设计、制造的FSAE赛车上安装尾翼，以求提高赛车的下压力。但是，绝大多数车队均采用直板式尾翼，而这种尾翼由于车架主环和车手头盔的影响，难以有效利用车身中间部位的气流，无法有效提高赛车的下压力。
【发明内容】
[0005]本实用新型针对现有技术的不足，提供一种可有效利用车身中间部位的气流，提高赛车下压力的赛车变截面尾翼。
[0006]本实用新型为解决上述问题所采用的技术方案是:一种赛车变截面尾翼，包括上下平行设置的上层主翼片和下层翼片，上层主翼片和下层翼片的两侧对称设置有侧板，所述上层主翼片、上层副翼片和下层翼片的两端均连接在侧板上；所述上层主翼片上表面的中间部分呈向上凸起的弧面，弧面半径沿上层主翼片宽度方向逐渐减小。
[0007]所述上层主翼片上表面凸起的弧面最大半径为180-220mm。
[0008]所述上层主翼片、上层副翼片和下层翼片的厚度均沿各翼片的宽度方向逐渐变化，上层主翼片、上层副翼片和下层翼片截面均呈梭形。
[0009]所述上层主翼片、上层副翼片和下层翼片两端端面之间的距离均为10-1lOmm ;所述上层主翼片与下层翼片的垂直距离为550-600mm ;所述下层翼片距侧板底端所在平面的垂直距离为70-80mm。
[0010]所述上层主翼片上端面水平向下倾斜，上层主翼片上端面与水平地面的夹角为5_8 度。
[0011]所述上层副翼片上端面水平向下倾斜，上层副翼片上端面与水平地面的夹角为50-60 度。
[0012]所述下层翼片上端面水平向下倾斜，下层翼片上端面与水平地面的夹角为8-15度。
[0013]所述侧板上与上层主翼片两端连接处的上方间隔设置有三个弧形进气口，间隔距离为25-35mm ;所述侧板上与下层翼片两端连接处的上方间隔设置有三个弧形进气口，间隔距离为15-25mm。
[0014]所述的一种赛车变截面尾翼还包括格尼襟翼，所述格尼襟翼通过环氧树脂垂直连接在上层副翼片的顶端。
[0015]本实用新型的变截面尾翼上层主翼片凸起的弧面是以车架主环位置为基础设计的，其优点在于:1、使得车身中部气流通过变截面的导流作用，最大程度地被上层主翼片所利用，相比直板式尾翼的赛车，本实用新型可以提高10%的气流利用率，由此产生的下压力占整车下压力33%左右；2、空气阻力在一定程度上得到了降低；3、结构简单，拆装方便，性能可靠，值得推广。
【附图说明】
[0016]图1为本实用新型的结构示意图。
[0017]图2为上层主翼片和下层翼片的轴测图。
[0018]图3为上层副翼片与格尼襟翼的连接示意图。
[0019]图4为本实用新型一个具体实施例与赛车的连接示意图。
[0020]其中:1、上层副翼片；2、进气口 ；3、上层主翼片；4、侧板；5、下层翼片；6、格尼襟翼；7、车架主环。
【具体实施方式】
[0021]为了更好的理解本实用新型，下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的说明。
[0022]如图1-2所示的一种变截面下赛车尾翼，包括上下平行设置的上层主翼片3和下层翼片5，上层主翼片3和下层翼片5的两侧对称设置有侧板4，所述上层主翼片3连接有上层副翼片1，上层主翼片3、上层副翼片I和下层翼片5的两端分别通过螺栓连接在侧板4上；所述侧板4上与上层主翼片3两端连接处的上方间隔设置有三个弧形进气口 2，间隔距离为25-35mm，侧板4上与下层翼片5两端连接处的上方也间隔设置有三个弧形进气口 2，间隔距离为15-25mm (上下各开三个侧面进气口 2，充分利用侧向气流，并减小侧向风的影响)；上层副翼片I的顶端通过环氧树脂连接有格尼襟翼6，格尼襟翼6垂直于上层副翼片1，如图3所示(格尼襟翼6增加了 2%的下压力，增大了尾翼的升阻比，改善了赛车的气动性能);所述上层主翼片3、上层副翼片1、下层翼片5、侧板4和格尼襟翼6均采用碳纤维-环氧树脂复合材料制成；本实用新型以车架主环7为基础设计，与车身尾部固定无缝连接。
[0023]其中，所述上层主翼片3为变截面翼片，上表面的中间部分呈向上凸起的弧面，弧面半径沿上层主翼片宽度方向逐渐减小，弧面最大半径为180-220mm;上层主翼片3、上层副翼片I和下层翼片5厚度均沿各自的宽度方向逐渐变化，上层主翼片3、上层副翼片I和下层翼片5的截面均呈梭形；所述上层主翼片3、上层副翼片I及下层翼片5两端端面之间的距离均为10-1lOmm ;上层主翼片3与下层翼片5的垂直距离为550_600mm ;下层翼片5距侧板4底端所在平面的垂直距离为70-80mm ;所述上层主翼片3上端面水平向下倾斜，装车后，上层主翼片3上端面与地面的夹角为5-8度；所述上层副翼片I上端面水平向下倾斜，上层副翼片I上端面与地面的夹角为50-60度；所述下层翼片5上端面水平向下倾斜，下层翼片5上端面与地面的夹角为8-15度。
[0024]优选地，如图4所示，上层主翼片3上表面凸起弧面的最大半径为205mm ;上层主翼片3、上层副翼片I及下层翼片5两端端面之间的距离均为106mm ;上层主翼片3与下层翼片5的垂直距离为570mm ;下层翼片5的下表面距侧板4底部所在平面的垂直距离为76mm ;工作状态下，上层主翼片3上端面与水平地面的夹角为6度，上层副翼片I上端面与水平地面的夹角为56度，下层翼片5上端面与水平地面的夹角为12度；侧板4上与上层主翼片3两端连接处的上方间隔设置有三个弧形进气口 2，间隔距离为30mm，侧板4上与下层翼片5两端连接处的上方也间隔设置有三个弧形进气口 2，间隔距离为20mm。本实施例中的侧板4底部端面的形状与车身后部相适应，与车身后部固定无缝连接。
[0025]本实用新型上层主翼片凸起的弧面以车架主环位置为基础设计，使得在赛车行驶过程中，被车架主环扰乱的车身中部气流，能通过变截面的导流作用，使气流紧贴上层主翼片上下端面，最大程度地被上层主翼片利用，相比安装上层主翼片上表面为直板式尾翼的赛车，本实用新型可以提高赛车10%的气流利用率，产生的下压力占整车下压力33%左右；同时，由于气流在上层主翼片得到了很好的流动，空气阻力在一定程度上得到了降低。
【主权项】
1.一种赛车变截面尾翼，包括上下平行设置的上层主翼片(3)和下层翼片(5)，上层主翼片(3)连接有上层副翼片(I)，上层主翼片(3)和下层翼片(5)的两侧对称设置有侧板(4)，上层主翼片(3)、上层副翼片(I)和下层翼片(5)的两端均连接在侧板(4)上，其特征在于，所述上层主翼片(3)上表面的中间部分呈向上凸起的弧面，弧面半径沿上层主翼片(3)的宽度方向逐渐减小。
2.如权利要求1所述的一种赛车变截面尾翼，其特征在于，所述上层主翼片(3)上表面凸起的弧面最大半径为180-220mm。
3.如权利要求1所述的一种赛车变截面尾翼，其特征在于，所述上层主翼片(3)、上层副翼片(I)和下层翼片(5)的厚度均分别沿各自的宽度方向逐渐变化，上层主翼片(3)、上层副翼片(I)和下层翼片(5)截面均呈梭形。
4.如权利要求1所述的一种赛车变截面尾翼，其特征在于，所述上层主翼片(3)、上层副翼片(I)和下层翼片(5)两端端面之间的距离均为10-1lOmm ;所述上层主翼片(3)与下层翼片(5)的垂直距离为550-600mm;所述下层翼片(5)距侧板(4)底端所在平面的垂直距离为 70_80mm。
5.如权利要求1所述的一种赛车变截面尾翼，其特征在于，所述上层主翼片(3)上端面水平向下倾斜，上层主翼片(3)上端面与水平地面的夹角为5-8度。
6.如权利要求1所述的一种赛车变截面尾翼，其特征在于，所述上层副翼片(I)上端面水平向下倾斜，上层副翼片(I)上端面与水平地面的夹角为50-60度。
7.如权利要求1所述的一种赛车变截面尾翼，其特征在于，所述下层翼片(5)上端面水平向下倾斜，下层翼片(5)上端面与水平地面的夹角为8-15度。
8.如权利要求1所述的一种赛车变截面尾翼，其特征在于，所述侧板(4)上与上层主翼片(3)两端连接处的上方间隔设置有三个弧形进气口(2)，间隔距离为25-35mm ;所述侧板(4)上与下层翼片(5)两端连接处的上方间隔设置有三个弧形进气口(2)，间隔距离为15_25mm0
9.如权利要求1所述的一种赛车变截面尾翼，其特征在于，还包括格尼襟翼(6)，所述格尼襟翼(6)通过环氧树脂垂直连接在上层副翼片(I)的顶端。
【专利摘要】本实用新型公开了一种赛车变截面尾翼，包括上下平行设置的上层主翼片和下层翼片，上层主翼片和下层翼片的两侧对称设置有侧板，所述上层主翼片连接有上层副翼片，上层主翼片、上层副翼片和下层翼片的两端均连接在侧板上；所述上层主翼片上表面的中间部分呈向上凸起的弧面，弧面半径沿上层主翼片宽度方向逐渐减小；所述上层主翼片上表面凸起的弧面最大半径为180-220mm。本实用新型的变截面尾翼上层主翼片凸起的弧面是以车架主环位置为基础设计的，使得车身中部气流通过变截面的导流作用，最大程度地被上层主翼片所利用，相比直板式尾翼的赛车，本实用新型可以提高10%的气流利用率，由此产生的下压力占赛车下压力的33%左右。
【IPC分类】B62D37-02
【公开号】CN204488985
【申请号】CN201520037088
【发明人】王辉, 柏秋阳, 郝旭飞, 林建阳, 赵宁
【申请人】武汉理工大学
【公开日】2015年7月22日
【申请日】2015年1月20日