一种具备姿态自适应功能的赛车空气动力学装置

本发明属于空气动力学，尤其涉及一种具备姿态自适应功能的赛车空气动力学装置。

背景技术：

1、升阻力、气动平衡以及气动敏感性是决定赛车空气动力学性能的几个重要指标。其中气动敏感性是赛车在动态情况下性能稳定发挥的关键，比如前翼在制动前倾的姿态下易发生严重的失速，这将会导致风压中心大幅度向后移动。

2、赛车的气动力会影响赛车的操纵稳定性，比如转向特性，当前部的负升力较大，赛车会偏向于转向过度。而赛车在运动过程中，姿态发生变化，前后负升力的分配也会变化，赛车的操纵性能也会被影响。要对失速现象进行控制，防止赛车前倾时前部的负升力骤然降低，抑制负升力的变化，即在赛车气动力要有较低的姿态敏感度，以控制风压中心在车身姿态变化时的“窜动”。尤其是在弯道较多的赛道上，赛车需要不断地制动、入弯、出弯、加速，赛车的姿态不断变化，空气动力学套件的低姿态敏感度尤为重要。然而，依靠翼型的静态设计所能减小的负升力的变化量是有限的，为此，引入其他总成来对气动套件进行主动的干预是必要的。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种具备姿态自适应功能的赛车空气动力学装置，旨在解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种具备姿态自适应功能的赛车空气动力学装置，包括单体壳，还包括：

4、前翼调节装置，包括：

5、前悬架运动结构，用于带动前翼传动装置运动；

6、前翼传动装置，依附于单体壳的前舱侧壁，用于调节前翼襟翼的攻角；

7、前翼，包括前翼襟翼；

8、尾翼调节装置，包括：

9、后悬架运动结构，用于带动尾翼传动装置运动；

10、尾翼传动装置，依附于赛车尾翼端板，用于调节尾翼襟翼的攻角；

11、尾翼，包括尾翼襟翼、内隔板和尾翼端板，所述尾翼襟翼利用内隔板断开，所述尾翼襟翼与尾翼端板转动连接。

12、进一步的，所述前悬架运动结构包括：

13、横向稳定杆摇臂；

14、前悬架拉杆，所述前悬架拉杆的一端与横向稳定杆摇臂连接，前悬架拉杆的另一端与前悬架三角臂连接；

15、前悬架三角臂，安装于单体壳的前舱顶部；

16、弹簧，连接在前悬架三角臂与单体壳之间；

17、推杆，所述推杆的一端与前悬架三角臂连接，推杆的另一端与前轮连接；

18、前轮，安装于单体壳的前侧。

19、进一步的，所述前翼传动装置包括：

20、前翼拉杆一，所述前翼拉杆一的一端与前翼襟翼连接，前翼拉杆一的另一端与前翼三角臂连接；

21、前翼三角臂，安装于单体壳的前舱侧壁；

22、前翼拉杆二，所述前翼拉杆二的一端与前翼三角臂连接，前翼拉杆二的另一端与驱动臂连接；

23、驱动臂，所述驱动臂的末端与横向稳定杆摇臂的末端连接。

24、进一步的，所述后悬架运动结构包括：

25、后轮，安装于单体壳的前侧；

26、上横臂，与后轮连接。

27、进一步的，所述尾翼传动装置包括：

28、驱动点，与上横臂连接，

29、尾翼拉杆一，所述尾翼拉杆一的一端与驱动点连接，尾翼拉杆一的另一端与一级从动摇臂连接；

30、一级从动摇臂，安装于轴承支座处；

31、二级主动摇臂，与一级从动摇臂同轴连接；

32、尾翼拉杆二，所述尾翼拉杆二的一端与二级主动摇臂连接，尾翼拉杆二的另一端与二级从动摇臂连接；

33、二级从动摇臂，安装于尾翼端板上；

34、轴承支座，安装于尾翼端板上；

35、三级主动摇臂，与二级从动摇臂同轴连接；

36、尾翼拉杆三，所述尾翼拉杆三的一端与三级主动摇臂连接，尾翼拉杆三的另一端与尾翼襟翼连接。

37、进一步的，所述轴承支座内嵌深沟球轴承，所述深沟球轴承用于实现一级从动摇臂和二级主动摇臂，以及二级从动摇臂和三级主动摇臂的同轴连接。

38、一种上述具备姿态自适应功能的赛车空气动力学装置的调节方法，包括如下工况：

39、当赛车处于加速工况，赛车姿态趋于后仰，前翼整体攻角减小，离地增加，前翼负升力减小；对应赛车加速工况，增大前翼襟翼攻角，提升组合翼产生负升力的能力以抑制前翼负升力的减小，同时在保证气动平衡的条件下，减小尾翼襟翼攻角，减小整车空气阻力，提升赛车加速能力；

40、当赛车处于减速工况，赛车姿态趋于前倾，前翼整体攻角增大，离地减小，前翼负升力先增大，后因失速而减小；对应赛车减速工况，减小前翼襟翼攻角，断开组合翼以抑制失速现象的产生，同时增大尾翼襟翼攻角，增大整车阻力，提升赛车制动能力；

41、当赛车处于转向工况，赛车姿态趋于侧倾，车身外侧离地降低，车身内侧离地升高，产生向外的侧倾力矩；对于赛车侧倾工况，减小外侧前翼和尾翼襟翼的攻角，增大内侧前翼和尾翼襟翼的攻角，抵消向外的侧倾力矩，一定程度抑制赛车的侧倾。

42、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

43、1、该具备姿态自适应功能的赛车空气动力学装置能够抑制风压中心的偏移。在制动工况下，制动前期，自适应装置抑制前翼负升力增长，减少的风压中心向前的移动，制动后期，组合翼断开减少了前翼失速的可能，降低了风压中心骤然后移的可能。

44、2、该具备姿态自适应功能的赛车空气动力学装置能够减小加速状态下的气动阻力。在加速工况下，尾翼襟翼攻角大幅降低，实现赛车的有效减阻。

45、3、该具备姿态自适应功能的赛车空气动力学装置能够提升赛车高速工况下的操纵稳定性。在侧倾工况下，两侧襟翼的差动，抑制了前翼由于地面效应所产生的向外的气动载荷的转移，即降低了赛车自身载荷转移，一定程度提升了赛车的侧向极限，即高速过弯的能力。

技术特征：

1.一种具备姿态自适应功能的赛车空气动力学装置，包括单体壳，其特征在于，还包括：

2.根据权利要求1所述的具备姿态自适应功能的赛车空气动力学装置，其特征在于，所述前悬架运动结构包括：

3.根据权利要求2所述的具备姿态自适应功能的赛车空气动力学装置，其特征在于，所述前翼传动装置包括：

4.根据权利要求1所述的具备姿态自适应功能的赛车空气动力学装置，其特征在于，所述后悬架运动结构包括：

5.根据权利要求4所述的具备姿态自适应功能的赛车空气动力学装置，其特征在于，所述尾翼传动装置包括：

6.根据权利要求5所述的具备姿态自适应功能的赛车空气动力学装置，其特征在于，所述轴承支座内嵌深沟球轴承，所述深沟球轴承用于实现一级从动摇臂和二级主动摇臂，以及二级从动摇臂和三级主动摇臂的同轴连接。

7.一种根据权利要求1-6任一所述的具备姿态自适应功能的赛车空气动力学装置的调节方法，其特征在于，包括如下工况：

技术总结
本发明适用于空气动力学技术领域，提供了一种具备姿态自适应功能的赛车空气动力学装置，包括单体壳，还包括：前翼调节装置，包括：前悬架运动结构，用于带动前翼传动装置运动；前翼传动装置，用于调节前翼襟翼的攻角；前翼，包括前翼襟翼；尾翼调节装置，包括：后悬架运动结构，用于带动尾翼传动装置运动；尾翼传动装置，用于调节尾翼襟翼的攻角；尾翼，包括尾翼襟翼、内隔板和尾翼端板，所述尾翼襟翼利用内隔板断开，所述尾翼襟翼与尾翼端板转动连接。本发明能够在制动工况下抑制风压中心的偏移，在加速工况下减小加速状态下的气动阻力，在侧倾工况下提升赛车高速工况下的操纵稳定性；降低了赛车气动力的姿态敏感度。

技术研发人员：王达,张国庆,周复求,陈冀宁,王小漫,王津宏,靳立强,肖峰
受保护的技术使用者：吉林大学
技术研发日：
技术公布日：2024/2/1