一种改善FSAE赛车空气动力学的装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种改善FSAE赛车空气动力学的装置，包括前翼、尾翼、扩散器以及它们的加工工艺和方法；前翼、尾翼和扩散器都刚性连接在车架上，前翼安装在整车前部，尾翼安装在整车的后上部，扩散器安装在整车车底；前翼和尾翼的主翼和襟翼都是采用碳纤维骨架加碳纤维蒙皮的结构制造，进一步轻量化；通过安装本空气动力学套件，大大增加了赛车的空气动力学表现，产生了较大的下压力，增加了赛车行驶的稳定性。本实用新型专利技术下压力产生效果明显，具有阻力小，升阻比大，拆装方便，结构简单，结构轻便、结实，实用性强的优点，为整车提供更好的空气动力学性能。

Device for improving aerodynamics of FSAE racing vehicle

The utility model discloses a device for improving FSAE Car Aerodynamics, including front wing, empennage, diffuser and their processing technique and method; the front wing and the rear wing and diffuser are rigidly connected to the frame, the front wing mounted on the front of the vehicle, the vehicle tail mounted on the upper rear diffuser, mounted on the vehicle underbody; front and rear wings of the wing and flap is used in structure of carbon fiber and carbon fiber skin manufacturing, further lightweight; through the installation of the aerodynamics, greatly increase the aerodynamic performance of the car, produced a lot of pressure, increase the stability of the car. The utility model under pressure have obvious effect, with little resistance, lift drag ratio, convenient assembly and disassembly, simple structure, compact structure, strong practicability, strong advantages, provide better aerodynamic performance for vehicle.

【技术实现步骤摘要】
一种改善FSAE赛车空气动力学的装置
本技术属于空气动力学领域，特别是一种改善FSAE赛车空气动力学的装置。
技术介绍
中国技术公布号：CN201510070370.7公开了一种FSAE赛车空气动力学套件，赛车在行驶过程中，通过气流对赛车套件产生下压力，传递到赛车后，使得汽车具有更好抓地力；但该套件的尾翼上(1)没有解决翼片上方和端板连接处阻力过大的问题，(2)没有解决由于翼尖涡流较大而导致诱导阻力大的问题，(3)没有提升抗失速的性能；前翼上(1)没有解决在符合规则的情况下进一步引导气流绕开前轮的问题，(2)没有解决由于翼尖涡流较大而导致诱导阻力大的问题，(3)没有解决侧边气流对前翼底部气流的冲击的问题，(4)没有提升抗失速的性能；扩散器上(1)没有进一步提高文丘里效应，确保离地间隙的问题；且目前的赛车空气动力学套件的前翼和尾翼的加工工艺上无法解决轻量化低成本的问题。柏秋阳、王辉、李嘉凡、郝旭飞.一种改善FSAE赛车空气动力学的装置组合设计分析.合肥工业大学学报(自然科学版)U469.696；U463.2016.5.28发表了一种FSAE赛车空气动力学套件组合设计分析,在赛车领域,空气动力学研究已经成为各项赛事以及车队之间竞争的焦点,通过对赛车进行整车空气动力学分析,找出整车造型对空气动力学的影响因素,但也没有解决上述存在的问题。
技术实现思路
本技术所解决的技术问题在于提供一种改善FSAE赛车空气动力学的装置，使整车的下压力得到进一步提高，阻力进一步减少，升阻比进一步增大，为整车提供更好的空气动力学性能。实现本技术目的的技术解决方案为：一种改善FSAE赛车空气动力学的装置，包括前翼、尾翼和扩散器；所述前翼包括主翼、襟翼、垂直襟翼、前翼端板；所述前翼端板包括外侧端板和内侧端板；所述外侧端板后端有导流板；所述外侧端板外侧下端设有外侧涡流通道，所述外侧涡流通道为向上拱起的圆弧结构，外侧涡流通道的长度与外侧端板的长度一致，外侧涡流通道的轴向与X轴方向一致；所述主翼与外侧端板相连两端均设有内侧涡流通道，所述内侧涡流通道为向上拱起的圆弧结构，所述内侧涡流通道的长度与主翼的长度一致，内侧涡流通道的轴向与X轴方向一致；所述外侧端板中部设有泄压孔；所述泄压孔为长槽孔，且泄压孔位于主翼上端；所述主翼后部上方设有襟翼，襟翼上方设有垂直襟翼，所述垂直襟翼为长方形板，垂直襟翼的一端与外侧端板相连，垂直襟翼的另一端位于位置接近襟翼中部位置，所述垂直襟翼的长度方向与Y轴方向一致；所述主翼尾部下端设有涡流发生器，所述涡流发生器为锯齿形结构；所述尾翼包括主翼、第一襟翼、第二襟翼、尾翼端板；所述尾翼端板前端上方设第一开槽，所述第一开槽为横向百叶窗式结构；所述尾翼端板后部上端设有第二开槽，所述第二开槽为勾型圆弧结构；所述尾翼端板中部设有第三开槽和第四开槽，所述第三开槽和第四开槽均为圆弧结构，弧度弯曲方向朝尾翼端板前方；所述尾翼端板后部下端设有第五开槽，所述第五开槽为纵向的百叶窗式结构；所述尾翼端板前部下端设有切口，所述切口往X轴负方向延伸。所述扩散器包括进气管、出气管、第二格尼襟翼和过渡板；所述进气管位于扩散器的前端，出气管位于扩散器的尾端，进气管和出气管形成气流通道，两道气流通道之间通过过渡板相连；所述扩散器的两道气流通道之间形成“O”型结构，所述出气管采用前端小后端大的梯形截面结构。本技术与现有技术相比，其显著优点：(1)前翼襟翼上方有垂直襟翼，进一步阻挡了翼面上方的气流，增大了上下翼面的气流流速差，进一步提升了下压力；同时更好的引导气流从轮胎上方流走，避免气流直接撞击赛车前轮。(2)前翼外侧端板的导流板往外翻是为产生外洗气流，使空气绕开前轮以减少空气撞击在前轮上而产生阻力；同时增大了翼片上下方的压差，以产生更大的下压力。(3)前翼外侧端板设有泄压孔，能够为翼片上表面和外侧端板连接处产生的高压泄压，大大减少了阻力和削弱了翼尖涡流；同时溢出的气流顺着外侧端板外洗，增加了外洗效应。(4)前翼外侧端板的下面分别设有内侧和外侧涡流通道，在通道中能产生涡流并产生低压区，涡流顺着通道往后延伸，能很好地梳理前翼底部边缘的气流，极大地削弱了前翼侧边空气对前翼底部低压区的冲击，起到保护低压区的作用，同时涡流在翼面下方形成低压，增大了前翼下压力。(5)前翼在主翼后缘设有涡流发生器，增加了附面层能量，减少了气流从翼片上脱离。(6)尾翼端板前端向后弯曲的切口产生进气作用，可以增加进入到尾翼下端面的气流，增大了尾翼下压力，同时减少失速。(7)尾翼端板后端底部纵置百叶窗结构的开槽，可以梳理扩散器的外洗气流，增加了气流的外洗效应。(8)尾翼端板上部的第一开槽，可以削弱翼尖涡流，同时可以对尾翼翼面上方和端板连接处进行泄压以减少阻力。(9)尾翼端板上部尾端设有第二开槽，可以让第二开槽处产生反向翼尖涡流并抵消一部分主翼产生的翼尖涡流，同时让两个翼尖涡流相互融合并削弱。(10)尾翼端板中部设有第三开槽和第四开槽，可以引导气流进入尾翼下方，补充主翼和第一襟翼之间、第一襟翼和第二襟翼之间的气流，增大附面层能量，防止尾翼失速。(11)尾翼第二襟翼尾部上端设有格尼襟翼，产生反向涡流对翼面上方的气流产生顶托作用，增大了尾翼攻角，进一步增加了尾翼的下压力。(12)扩散器的两道气流通道之间形成“O”型结构，使得气流通道的文丘里管的压缩段进一步延长，增大了气流通道下端中后方的低压区，同时气流通道上端避开了车架部分，保证了扩散器的离地间隙。扩散器出气管采用梯形截面设计，增大了气流通道尾部涡流强度，同时在出气管处设置格尼襟翼，进一步增强了抽气效果。(13)主翼和襟翼都采用肋板蒙皮式结构组合加工，使得前翼和尾翼的整个结构非常结实和轻盈，前翼和尾翼的重量加起来不到五公斤。下面结合附图对本技术作进一步详细描述。附图说明图1为技术FSAE赛车使用的车辆坐标系。图2为技术FSAE赛车前翼结构主视图。图3为技术FSAE赛车前翼结构侧视图。图4为技术FSAE赛车前翼结构立体图。图5为技术FSAE赛车前翼锯齿结构局部图。图6为技术FSAE赛车尾翼结构主视图。图7为技术FSAE赛车尾翼结构侧视图。图8为技术FSAE赛车尾翼结构立体图。图9为技术FSAE赛车扩散器结构主视图。图10为技术FSAE赛车扩散器结构侧视图。图11为技术FSAE赛车扩散器结构立体图。图12为技术FSAE赛车主翼和襟翼肋板骨架蒙皮结构装配图。图13为安装本技术的FASE赛车在重复试验下高速避障成绩直方图。图14为前翼断面压力云图。图15为前翼流场压力云图。图16为前翼流场流线图。图17为尾翼流场压力云图。图18为尾翼流场断面压力云图。图19为尾翼断面压力云图。图20为扩散器压力云图。图21为扩散器流线图。图22为未安装涡流发生器的前翼流线图。图23为安装涡流发生器的前翼流线图。具体实施方式结合图1-12，本技术的一种改善FSAE赛车空气动力学的装置，包括前翼、尾翼和扩散器；所述前翼包括主翼5、襟翼6、垂直襟翼7、前翼端板；所述前翼端板包括外侧端板4和内侧端板2；所述外侧端板4后端有导流板1，所述导流板1可以使气流绕开前轮，防止气流直接撞击轮胎产生阻本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种改善FSAE赛车空气动力学的装置，包括前翼、尾翼和扩散器；其特征在于：所述前翼包括主翼(5)、襟翼(6)、垂直襟翼(7)、前翼端板；所述前翼端板包括外侧端板(4)和内侧端板(2)；所述外侧端板(4)后端有导流板(1)；所述外侧端板(4)外侧下端设有外侧涡流通道(3)，所述外侧涡流通道(3)为向上拱起的圆弧结构，外侧涡流通道(3)的长度与外侧端板(4)的长度一致，外侧涡流通道(3)的轴向与X轴方向一致；所述主翼(5)与外侧端板(4)相连两端均设有内侧涡流通道(9)，所述内侧涡流通道(9)为向上拱起的圆弧结构，所述内侧涡流通道(9)的长度与主翼(5)的长度一致，内侧涡流通道(9)的轴向与X轴方向一致；所述外侧端板(4)中部设有泄压孔(8)；所述泄压孔(8)为长槽孔，且泄压孔(8)位于主翼(5)上端；所述主翼(5)后部上方设有襟翼(6)，襟翼(6)上方设有垂直襟翼(7)，所述垂直襟翼(7)为长方形板，垂直襟翼(7)的一端与外侧端板(4)相连，垂直襟翼(7)的另一端位于位置接近襟翼(6)中部位置，所述垂直襟翼(7)的长度方向与Y轴方向一致；所述主翼(5)尾部下端设有涡流发生器(10)，所述涡流发生器(10)为锯齿形结构；所述尾翼包括主翼(11)、第一襟翼(12)、第二襟翼(13)、尾翼端板(20)；所述尾翼端板(20)前端上方设第一开槽(15)，所述第一开槽(15)为横向百叶窗式结构；所述尾翼端板(20)后部上端设有第二开槽(17)，所述第二开槽(17)为勾型圆弧结构；所述尾翼端板(20)中部设有第三开槽(14)和第四开槽(18)，所述第三开槽(14)和第四开槽(18)均为圆弧结构，弧度弯曲方向朝尾翼端板(20)前方；所述尾翼端板(20)后部下端设有第五开槽(16)，所述第五开槽(16)为纵向的百叶窗式结构；所述尾翼端板(20)前部下端设有切口(27)，所述切口(27)往X轴负方向延伸；所述扩散器包括进气管(23)、出气管(22)、第二格尼襟翼(21)和过渡板(28)；所述进气管(23)位于扩散器的前端，出气管(22)位于扩散器的尾端，进气管(23)和出气管(22)形成气流通道，两道气流通道之间通过过渡板(28)相连；所述扩散器的两道气流通道之间形成“O”型结构，所述出气管(22)采用前端小后端大的梯形截面结构。...

【技术特征摘要】
1.一种改善FSAE赛车空气动力学的装置，包括前翼、尾翼和扩散器；其特征在于：所述前翼包括主翼(5)、襟翼(6)、垂直襟翼(7)、前翼端板；所述前翼端板包括外侧端板(4)和内侧端板(2)；所述外侧端板(4)后端有导流板(1)；所述外侧端板(4)外侧下端设有外侧涡流通道(3)，所述外侧涡流通道(3)为向上拱起的圆弧结构，外侧涡流通道(3)的长度与外侧端板(4)的长度一致，外侧涡流通道(3)的轴向与X轴方向一致；所述主翼(5)与外侧端板(4)相连两端均设有内侧涡流通道(9)，所述内侧涡流通道(9)为向上拱起的圆弧结构，所述内侧涡流通道(9)的长度与主翼(5)的长度一致，内侧涡流通道(9)的轴向与X轴方向一致；所述外侧端板(4)中部设有泄压孔(8)；所述泄压孔(8)为长槽孔，且泄压孔(8)位于主翼(5)上端；所述主翼(5)后部上方设有襟翼(6)，襟翼(6)上方设有垂直襟翼(7)，所述垂直襟翼(7)为长方形板，垂直襟翼(7)的一端与外侧端板(4)相连，垂直襟翼(7)的另一端位于位置接近襟翼(6)中部位置，所述垂直襟翼(7)的长度方向与Y轴方向一致；所述主翼(5)尾部下端设有涡流发生器(10)，所述涡流发生器(10)为锯齿形结构；所述尾翼包括主翼(11)、第一襟翼(12)、第二襟翼(13)、尾翼端板(20)；所述尾翼端板(20)前端上方设第一开槽(15)，所述第一开槽(15)为横向百叶窗式结构；所述尾翼端板(20)后部上端设有第二开槽(17)，所述第二开槽(17)为勾型圆弧结构；所述尾翼端板(20)中部设有第三开槽(14)和第四开槽(18)，所述第三开槽(14)和第四开槽(18)均为圆弧结构，弧度弯曲方向朝尾翼端板(20)前方；所述尾翼端板(20)后部下端设有第五开槽(16)，所述第五开槽(16)为纵向的百叶窗式结构；所述尾翼端板(20)前部下端设有切口(27)，所述切口(27)往X轴负方向延伸；所述扩散器包括进气管(23)、出气管(22)、第二格尼...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈纪韬，蔡晓斌，王奕焜，邢李佺，马超，唐金鑫，王星睿，赵鹏飞，白阳，宗泽远，李东昊，张博怀，黄明征，邱晗，张轶凡，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：新型
国别省市：江苏,32