翼6中的靠近车头7的内端板与离开车头7的外端板相互不平行，外端板与赛车的纵向平面XOZ相互平行，而内端板与赛车的纵向平面XOZ之间有5-8度的夹角，即:由前鼻翼6的内、外端板形成的气流通道沿赛车的纵向反向-X逐渐变宽。
[0039]所述前鼻翼6采用两层设计，其中上层由上部翼片组成，下层由下部翼片组成，利用端板9和上部翼片8、下部翼片10划分出气流通道。下部翼片10通过环氧树脂胶水与端板9粘接，有8度的攻角；下部翼片10在赛车横向y的尺寸与赛车左、右轮胎的距离相等。上部翼片8有26度的攻角，其轮廓向赛车纵向反向-X的延伸线与同侧的轮胎顶端相切。
[0040]所述定风翼I采用单层三翼板结构，分为底层主翼13、底层副翼12和顶层副翼Ilo底层主翼13具有较小的攻角(5-8度左右)，底层副翼12攻角为22度，顶层副翼11攻角为45度。
[0041]所述底层主翼13与底层副翼12在赛车的纵向的间距为34mm，在赛车垂向其间距为 29mm。
[0042]所述底层副翼12与顶层副翼11在赛车的纵向的间距为34mm，在赛车垂向其间距为 29mm。
[0043]所述底层主翼13、底层副翼12和顶层副翼11在赛车纵向平面xoz内的截面组合在一起为鱼形状，即:底层主翼13、底层副翼12和顶层副翼11的厚度沿赛车的纵向反向-X逐渐变薄，并且为连续性的平滑过渡变化，直至为零。其中，底层主翼13的首端最厚，顶层副翼11的末端最薄，为零。
[0044]所述尾部扩散器2被隔板划分为五个空间，其上表面为类似抛物线的圆弧形状，从而促进对气流的引导作用。
[0045]所述尾部扩散器2安装在赛车尾部的底端，与地面间的最短距离为88mm。
[0046]所述前鼻翼6、定风翼1、尾部扩散器2的材料均为碳纤维，符合FSAE赛车轻量化设计的要求，并且结构简单，拆装方便，性能可靠，实用性良好。
[0047]将本发明中的碳纤维空气动力学套件一一前鼻翼、定风翼、尾部扩散器安装在FSAE赛车上，经过5次重复试验，进行八字绕环项目测试和高速避障项目测试，将得到的试验数据绘制成图表得到图7和图8。
[0048]由图7和图8可知:经过重复性试验，安装空气动力学套件的FSAE赛车在八字绕环和高速避障等FSAE竞赛项目中成绩有明显的提高。安装本发明一一空气动力学套件的FSAE赛车在8字绕环项目中可以平均提高0.2-0.3秒的成绩，参考2014年中国大学生方程式汽车决赛的成绩，该记录可使所在车队提升5— 7个名次；安装本发明一一空气动力学套件的FSAE赛车在高速避障项目中成绩可提高2-3秒，参考2014年中国大学生方程式汽车决赛的成绩，该记录可使所在车队提升2— 5个名次。另外，由图7和图8可知，安装本发明一一空气动力学套件的FSAE赛车在重复性试验过程中性能表现稳定，各组数据波动很小。因此，毫无疑问，本发明实用性强、作用明显、性能稳定、可靠，推广性强。
[0049]本发明提供的FSAE赛车空气动力学套件，其工作过程如下:
[0050]空气流一部分先与赛车的下部翼片相接触，经下部翼片的诱导作用使气流流动到上部翼片，然后经上部翼片导过前轮。由于上下翼片特殊的截面形状，导致上下部翼片间的气流存在流速差，从而对赛车产生下压力；空气流到达赛车的尾部与定风翼接触之后，依次经过底层主翼片、底层副翼和顶层副翼的引导，由于定风翼翼片的截面形状的原因，使得翼片下表面气流的流程变大，流速减小，使得翼片上下产生流速差，产生下压力；另一部分空气流进入赛车底部的空气流通过扩散器疏导之后，气流的速度加快，使得扩散器底部的气流压力小于其上部的气流气压，从而对赛车产生下压力。
【主权项】
1.一种FSAE赛车空气动力学套件，其特征在于包括定风翼(I)、尾部扩散器(2)和前鼻翼(6)，它们与车架(3)刚性相连，其中:前鼻翼(6)位于赛车车头(7)的下部；定风翼(I)和尾部扩散器⑵上、下方布置，安装在赛车的尾部。
2.根据权利要求1所述的FSAE赛车空气动力学套件，其特征在于前鼻翼(6)由上部翼片(8)和下部翼片(10)组成，它们由端板(9)划分出气流通道。
3.根据权利要求2所述的FSAE赛车空气动力学套件，其特征在于:下部翼片(10)有攻角，其通过环氧树脂胶水与端板(9)粘接，在赛车横向y的尺寸与赛车左、右轮胎的距离相等；上部翼片(8)有攻角，其轮廓向赛车纵向反向-X的延伸线与同侧的轮胎顶端相切。
4.根据权利要求2所述的FSAE赛车空气动力学套件，其特征在于:前鼻翼￠)中的靠近赛车车头(7)的内端板与离开车头(7)的外端板相互不平行，外端板与赛车的纵向平面相互平行，内端板与赛车的纵向平面之间有5-8度的夹角。
5.根据权利要求1所述的FSAE赛车空气动力学套件，其特征在于:前鼻翼￠)的上部翼片(8)、下部翼片(10)在赛车纵向平面内的截面为鱼形状。
6.根据权利要求1所述的FSAE赛车空气动力学套件，其特征在于:前鼻翼(6)装在赛车车头(7)的下部，其在赛车纵向与赛车前轮(5)之间的距离为80-120mm，其底端与地面间的最短距离为95_105mm。
7.根据权利要求1所述的FSAE赛车空气动力学套件，其特征在于定风翼(I)由顶层副翼(11)和位于其下方的底层主翼(13)、底层副翼(12)组成，其中:底层主翼(13)具有较小的攻角，底层副翼(12)攻角为20-25度，顶层副翼(11)攻角为40-50度。
8.根据权利要求7所述的FSAE赛车空气动力学套件，其特征在于:底层主翼(13)与底层副翼(12)在赛车的纵向、垂向的间距分别为30-35mm、25-30mm;底层副翼(12)与顶层副翼(11)的在对应方向上的间距与此相同。
9.根据权利要求7所述的FSAE赛车空气动力学套件，其特征在于底层主翼(13)、底层副翼(12)和顶层副翼(11)在赛车纵向平面内的截面组合在一起为鱼形状，即:底层主翼(13)、底层副翼(12)和顶层副翼(11)的厚度沿赛车的纵向反向平面内的截面逐渐变薄，并且为连续性的平滑过渡变化，直至为零，其中底层主翼(13)的首端最厚，顶层副翼(11)的末端最薄，为零。
10.根据权利要求1所述的FSAE赛车空气动力学套件，其特征在于:尾部扩散器(2)被隔板划分为五个空间，其上表面为类似抛物线的圆弧形状，从而促进对气流的引导作用；该尾部扩散器(2)装在赛车尾部的底端，与地面间的最短距离为80-90mm。
【专利摘要】本发明公开了一种FSAE赛车空气动力学套件，其包括定风翼(1)、尾部扩散器(2)和前鼻翼(6)，它们与车架(3)刚性相连，其中：前鼻翼(6)位于赛车车头的下部；定风翼(1)和尾部扩散器(2)上、下方布置,安装在赛车的尾部。本发明可以显著提高FSAE赛车的下压力，使赛车得到很好的地面附着力，获得优良的动力性；可以改善赛车的空气动力学性能和操纵稳定性，使得赛车在进入弯道、驶出弯道时的速度、加速度可以得到很大的提升，获得良好的转弯行驶性能；从而，使FSAE赛车在高速避障、八字绕环等比赛项目中获得优异的成绩；还具有重量小，结构简单，拆装方便，性能可靠，实用性良好等优点。
【IPC分类】B62D35-00, B62D37-02
【公开号】CN104742987
【申请号】CN201510070370
【发明人】王辉, 郝旭飞, 柏秋阳, 李智, 林建阳, 徐孝成
【申请人】武汉理工大学
【公开日】2015年7月1日
【申请日】2015年2月10日