從空氣力學、輕量化車身結構與動力觀點看次世代超跑

有人喜歡花花草草、有人愛窩在家裡打毛線、泡茶、下棋與看書，當然也有人一味的只想著如何才能比對手更快，當全世界第一部汽車於1886年誕生後沒多久，就已經有人迫不及待的在1887年舉辦第一場汽車競賽，且隨著科技與環境的轉變，人們對汽車有更多期許，逐漸從交通運輸昇華為追求刺激、速度及展現財富的器具，即便是在節能與環保意識強烈的今日，汽車的速度競賽卻更加激烈，極速未超過300km/h的超級跑車已經上不了檯面，這場競賽已到了無以復加的境界。

空氣力學充滿許多不確定的因素，溫度、壓力、空氣密度與速度都會改變既有的條件，要找出最佳化的造型均需經過 長時間的風洞測試。

要快又要穩，流體力學是關鍵

經過一百多年的發展，內燃機技術（引擎）已經發展到極致，市面上可以買到只需3公升柴油就能跑100公里或者是最大馬力達1200匹的量產車，對速度而言，馬力大小並不是問題，最主要的關鍵在於空氣，如果你曾經在高速公路上打開車窗並將手伸出車外，那股施加在手上的力量就是所有汽車都需要面對的難題；空氣力學，一門高深的大學問。

接替Zonda的Huayra除了擁有流線的立體車形之外，車頭與尾部還加裝了四片可隨車速、加減速與轉向角度而獨立運 作的導流翼。

主動控制空氣力學套件

影響空氣的因素非常多，溫度、壓力、密度及速度都會造成條件的改變，在過去，想確認外型是否符合空氣力學要求的唯一方法就是將等比例縮小的模型送進風洞進行測試，但近年受惠於CFD流體力學運算技術的誕生，已能夠使用電腦模擬氣體流場而作為造型設計的依據，也讓新一代超跑的速度有了全面性成長。

以三月甫於日內瓦車展現身的四款全新超跑為例，從Lamborghini Aventador LP700-4、Koenigsegg Agera R、Pagani Huayra到Porsche 918 Spyder均有一個共同點，就是主動控制的空氣力學套件。因為這幾款超跑所設定的極速至少都在320km/h以上，此時只要伸出一對翅膀就可以飛上天了，因此為確保車輛在如此高的速度下不至於真的離地，不管是流過車身上方、下方或是提供引擎進氣與散熱的氣流，都要經過CFD流體運算程式及風洞測試，才能找出最佳設計以保障車輛可以穩穩的貼在地上。

在追求強大下壓力的同時，工程師也必須同時將車頭的氣流阻力減至最小，如何運用進入車頭的散熱氣流也是空氣力 學的一大關鍵。

單純的機械抓地力已無法迎合超跑的需求

論外型設計，讓人最感興趣的就是Aventador LP700-4，鍘刀車門與極具侵略性的前衛設計確實有著無窮魅力，車頭的水箱散熱進氣口分成左右兩側，中央並裝設一前下整流翼來強化高速行駛時的車頭下壓力，而進氣口導入的散熱氣流，則從底部的氣孔排出增加散熱效果；而排氣管則刻意放置在引擎與後保桿之間，讓底部分流器有更大的運用空間，此設計能加快通過車體下方的氣流速度，讓車身上方的壓力高過於底部而產生下壓力。此外，車上配備電腦控制的主動式導流尾翼，可隨車速而進行4～11度的翼面角度調整，可兼具下壓力與極速的展現。

一體式的平整化底板也是空氣力學重要的一環，利用空氣高速流過車底所產生的負壓效應，讓整部車可以得到強大的 下壓力而增強行駛的穩定性。

實際上在918 Spyder與Agera R身上也都可以找到相同的空氣力學設計，不過若用空氣力學的技術層面來看，Huayra才是焦點所在，設計師分別在車頭與尾部設置液壓系統控制的四片導流翼，可隨速度、轉向角度與重心改變而有不同的作動方式，甚至還能夠隨主動式懸吊系統一起運作。舉例在緊急煞車的情況下，後方兩片尾翼會上揚至最大角度以產生最大阻力，此時前懸吊也會同步抬高以抑制車身的重心前移，讓車身維持最穩定的狀態，甚至也能強化後煞車的制動力。相較於Huayra全面性的主動控制，感覺Aventador LP700-4、Agera R與918 Spyder的空力套件便顯得保守了些，因為從Huayra身上我們看到超跑的另一個新趨勢，就是與空氣套件結合的主動懸吊系統，可隨速度與轉向角度作動的懸吊控制技術早在’80年代已出現在F1賽車身上，隨後也被M.Benz所採用（ABC系統），如今再結合主動控制的空力套件，將超跑從直線的速度競賽轉為過彎速度與抑制離心力的挑戰。

Aventador LP700-4的外型也符合了空氣力學的要求，位於車尾的主動式尾翼由電腦控制，可隨速度與動態表現進行迎 風角4～11度的變化。

Agera R在平整化底板與大型分流器之外，後方的大型尾翼也具備主動角度控制的功能，藉此同時兼顧低速下壓力與 極速的展現。

主動懸吊控制

F1賽車被稱為汽車技術研發的行動實驗室一點也不為過，早在’70年代便已經大量運用空氣力學概念，隨後在’80年代更進入主動懸吊系統的競賽，但緊接著國際賽會認為這樣的發展已失去賽車的真諦，因而禁止使用任何由電腦控制的主動系統。而M.Benz則是將此技術首度運用在量產車的品牌，於2000年發表的CL車系搭載了Active Body Control系統，可隨轉向角度與車速主動調整左右懸吊的高度與軟硬，藉此提供更穩定的抓地力與過彎速度。

主動懸吊控制

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