MotoGP赛车可以轻松达到300Km/h以上的强劲加速,以这种速度摩托车前部的风压(空气阻力)减轻了前轮胎的重量,削弱了前轮的抓地力,可能会导致不稳定,甚至导致前轮举升。
防翘头轮系统不能解决这个问题吗?它通过降低功率保持轮胎的附着力,但是降低功率会减慢摩托车的速度,这对于赛车而言是不可取的。
为了解决高速不稳定和车轮举升这两个问题,2016年的赛车开始出现了整流罩,其前脸颊被细小的下压力小翼所束缚。在飞机上,机翼产生升力以进行飞行,但是在摩托车上,倒置机翼产生了下压力防止飞行,与飞机机翼的作用刚好相反。1978年,当迈克·鲍德温(Mike Baldwin)骑着全油门的TZ750雅马哈,在加拿大Mosport赛道上飞速前进,前轮上升得如此之快,以至于他不得不靠后刹车将其降落到地面。如今的MotoGP摩托车的功率是当初TZ750的两倍以上,但重量仅仅增加了12%。所以他们需要下压力,而不是像特技车那样翘头。
在过去,摩托车空气动力学开发的唯一目的是减少阻力,从而尽最大可能提高极速,如今摩托车性能日新月异,“起飞”已经是不可避免的问题,所以增加下压力是目前所有赛车厂都必须考虑的问题。
虽然小翼能够解决下压力的问题,但是有人发现小翼的翼梢有危险,有人称之为“刀具”,所以一段时间当中很多赛事禁止使用这个装置。一年后,FIM技术总监Danny Aldridge指出,他和制造商都不希望规则如此严格,以至于迫使所有整流罩看起来都一样,因此规则再度被放宽,空气力学小翼得以回归赛道。
小翼的位置是在摩托车和骑手的前面,因为高阻力系数和湍流尾流,意味着寻找最佳的位置,以使小翼正常工作的最佳位置,离骑手越远越好。
2016年的粗短小翼不再是刀,而是现在带有端板或已开始围绕整流罩的鼻子向后延伸。粗短的机翼效率低下,因为其上表面的高压会从尖端溢出,并在尖端周围卷曲成小翼下方的低压,从而产生“尖端涡流”,会降低升力和下压力,同时扰乱摩托车后方的空气。
当时对使用中的小翼在320km/h(约40磅)时可能产生的下压力进行了粗略估计。这足够有用,但几乎没有决定性,从那以后,车手对它们的评论由“它们使转弯变得更加困难”到“我认为有一定好处”迅速转变,下压力很有用,这几乎是革命。
当空气在移动的物体周围流动时,它必须加速,因为围绕物体的流动路径比其长度更长。对于小翼而言,围绕整流罩弯曲鼻部的这种加速流动是一个绝佳的选择,因为产生升力的潜力在空速的平方上增加。
好像新概念正在应用于下压力问题,即涡旋升力问题,在诸如F-16的飞机上,快速旋转的涡流从机翼的向前延伸(称为手套叶片)在机翼上来回流动。这样的涡流在其核心处具有非常低的压力(龙卷风只是危险的自然涡流),通过降低机翼上方的压力,可以在高攻角(例如30度)下大致提升一倍。这种举升并非免费的,它需要动力才能将有角度的机翼和涡旋系统推向空中。
安全方面的考虑限制了小翼的长度,因此设计人员增加了翼型的数量,形成了“层叠”的堆叠翼型,所有这些翼型都是通过将最大可能的空气向上偏转来产生下压力。
以F1赛车为例,在下压力产生中消耗了多达60%的发动机动力,剩下的40%用于克服赛车本身的阻力和滚动阻力。这就是下压力的代价,这种代价的付出使此类车在非凡的G力作用下能够如此快速地转弯。在MotoGP摩托车上,马力成本要低得多,因为下压力的目标是不同的并且非常有限,且稳定性得到增强,并能够以非常高的速度继续加速。(这就是为什么MotoGP赛车的最高时速比F1汽车更高的原因。)
电子助行器一直是摩托车行业的一大科技配置,通过添加一些电子芯片和彩色车把按钮使骑手更兴奋,比新的曲轴箱压铸模具便宜得多。
同样,即使很少有买家会在道路上将车速提升至320km/h,在高端车型上增加笨拙且看起来神秘的小翼,也可能会朝着新的方向发展并引起人们的关注。堆叠技术似乎已经成了目前摩托车行业当中的攀比之风,越拉越多的车友已经成为技术迷。未来将会有更多类似的赛车技术不引入到民用车型上,MotoGP小翼只是一个开始。