这是「地面的账本」的第一篇。

写飞机也已经写了一段时间了,从波音写到空客,从麦道写到通航,后台的留言和私信里时不时能看到有朋友问汽车的事。

"能不能聊聊汽车?""F1能不能写一篇?""改装车的空气动力学你懂不懂?"这类话题我看了不少。但是一直没动笔,不是没兴趣,是没找到一个自己真正精通的角度去往深了聊。我不想写那种"改装鱼鳍没有用哦"的浅层科普,那不是我该去写的东西。

直到上周,一条私信让我有了兴致。那位朋友问了一个非常具体的问题:

"能不能请您科普一下——为什么性能车甚至跑车的侧裙都没有鱼鳍?而后市场改装的侧裙和后包角大部分都有夸张的鱼鳍?改装件设计位置不合理的话,对原车有什么影响?"

我盯着这条私信看了两遍。

这个问题,换一套术语来说,就是我一直在写的东西,流动分离与边界层控制。在飞机上,这叫翼面失速;在赛车上,这叫扩散器失速。两者都绕不开同一个物理困局,气流只要贴不住该贴的表面,原本设计好的压力分布就会崩掉。外面套的壳不一样,里头惹的祸还是同一种。

这就是我一直在找的角度。所以花了一周时间,翻了不少论文,反复扒数据、查风洞报告,认认真真地把这件事掰开了说一说。先从今年3月的F1上海站开始,一路聊到你家车库里那台车。

一、上海,1.17公里直道上的"变形"

2026年3月15日,上海国际赛车场。

奔驰车队的意大利小将安东内利(Kimi Antonelli),在这条拥有整个赛季中最长的1.17公里直道的赛道上,拿下了个人F1生涯的第一场胜利。19岁,史上最年轻杆位,也是20年来首位赢得分站冠军的意大利车手。他的车队队友拉塞尔紧随其后,奔驰包揽前二。

但是那天真正让我惊掉下巴的,是赛车在进出弯道的一瞬间突然就变形了。

今年是F1有史以来技术变革最剧烈的一个赛季。新的动力规则把内燃机和电驱的功率占比直接拉到了五五开,燃油进一步缩减,电驱一跃成了左右直道节奏的半壁江山。

这带来一个致命的物理问题就是电不够用。

工程师们管这叫"Clipping"。电池还有电,发动机也在转,只是赛车每圈能调用的电驱能量有了上限。长直道中后段如果还扛着高下压力带来的巨大风阻往前冲,电机助推会被迫削弱甚至是退出。引擎声还在吼,推背感突然就没了,尾速肉眼可见地掉下来。

那具体怎么办呢?他们想了办法,让赛车学会"变形"。

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图1:2026年赛车底板和车尾气动示意图。

直道模式与弯道模式

2026年的新规取消了用了十几年的DRS(那个只有追车时才能打开的后翼减阻装置),换上了一套主动空气动力学系统,每位车手每一圈都能用:

直道模式:前翼和后翼上的活动翼片同步打平,整车风阻会瞬间降低三成以上,用最少的电跑出最高的尾速。

弯道模式:在接近弯道前,前后翼片同步收回高攻角状态,下压力全部恢复,把车给牢牢按在赛道上。

能动不稀奇,这套系统的命门就一个重点——同步

如果前后翼不同步会怎样?

想象一个灾难场景:高速直道上后翼已经打开了(减阻模式),但是前翼的驱动电机出了故障,卡死在弯道模式的高攻角位置,收不回来了。

那接下来会发生什么?我研究后发现,这会让车尾会变得极度不稳定。

后翼打开了,后轴头上的下压力没了大半;前翼还在死命地把车头往地上摁。整车的压力中心(所有空气压力的合力作用点)会瞬间大幅前移,远远偏离车辆的物理重心。

后轴就像一架被拆掉尾翼的飞机,看着还在飞,但只要一阵侧风或是一个轻微的方向修正,就足以让它彻底失控。车手怕的不是下压力少了,怕的是前后轴突然不按原来的比例进行工作了。

这个概念,是整篇文章的钥匙。请记住它:

前后下压力的比例关系,也就是所谓的气动平衡,永远比下压力有多大更重要。

后面讲到改装件的时候你会看到,很多人花大价钱往车上贴的那些东西,恰恰把这个平衡给打破了。

二、保时捷是怎么做的

好,现在回到公路。

F1已经把气动平衡推到了毫秒级的极限。量产车虽然没有那么夸张,但是工程逻辑还是一样的,可以少要一点下压力,但前后轴的抓地力分配不能乱糟糟的。

如果说F1是空气动力学的最高殿堂,那保时捷911 GT3 RS(992这一代)差不多就是量产公路车的气动天花板了。

这台车的空气动力学套件是在魏萨赫研发中心的航空声学风洞里给慢慢算出来的:

超过1500轮CFD数值模拟(计算机模拟流场)

超过250小时的实车风洞吹扫测试

出来的结果是这台量产,到挂牌,到能合法上路的车,在285 km/h极速下能产生860kg的下压力,相当于自重的六成,等于在车顶凭空压了一台Smart。在200 km/h的时候是409kg。

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图2:911 GT3 RS 在魏萨赫风洞中做气动验证。量产车的能用,来自整车系统验证。

这还不算什么,真正让我觉得变态的是保时捷的工程师在一些看似微不足道的细节上体现出的系统思维

为了装两片翼,废掉前备箱

传统的911在车头两侧和中间一共会塞三个散热水箱。GT3 RS的工程师做了一个非常疯狂的决定,他们把三个水箱合并成一个大号的斜置中央散热器,直接怼进了前行李舱。

前备箱都没了,旅行箱?就别惦记了。

为什么?因为拆掉两侧水箱之后,车头两侧腾出了空间。这块空间被用来安装电机驱动的主动前翼片,两片能在0.3秒内旋转超过80度的碳纤维小翼,根据车速、转向角和纵向加速度实时调节车头的下压力。

车尾那片巨大的天鹅颈悬浮式尾翼呢?和前翼片进行严格联动。前面压多少,后面必须跟着调多少,始终维持前后的气动平衡。

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图3:GT3 RS 的尾翼,扩散器和车尾导流结构。单个零件好不好看,关键是前后轴一起算账

连保时捷都不是简单地往车上多贴两片翼就完事。他们为了给翼片腾出物理空间,可以说是把整套散热系统的架构推翻重建了。

这么一看,前备箱是没了,但是气动平衡有了。

连悬挂摆臂都在干活

但是保时捷让我服气的,还不止于此。

普通汽车的前悬挂摆臂就是两根圆管,挂在底盘下面,气流经过的时候会被它们搞得乱七八糟。

GT3 RS的前双叉臂悬挂呢?摆臂被做成了水滴形截面,原理和飞机机翼的剖面一样。

就这几根摆臂,在300 km/h下能为前轴额外贡献40kg的下压力。同时还能一定程度的梳理流向车底的气流,从而减少紊乱。

连一根悬挂摆臂,都被纳入了整车气动系统的一部分。

这就是我想说的核心观点,真正的空气动力学是一门系统集成的学问。

我们不能往车上贴一块碳纤维板、开几个孔,就管这叫“领先的空气动力学”。保时捷连底盘下面一根我们根本看不见的摆臂,都要服务于整台车的气流。

车顶上两道不起眼的棱线

再说一个细节。GT3 RS的车顶两侧各有一道碳纤维的纵向凸起,不仔细看我们根本注意不到。

中央散热器的热空气会从前机盖上的出风口排出,然后沿着车顶往车尾方向流。911的发动机装在车尾,进气口也在后面。这股滚烫的废热要是被尾部进气口吸进去,进气温度会升高,空气密度会跟着降低,发动机的功率就会大打折扣。

所以这两道棱线的作用是把热空气强行向两侧推开,只让冷空气进入发动机。

一个车顶上肉眼几乎看不见的小细节,也是整车热管理和进气效率的一环。这种精细是怎么来的?一台车,一座风洞,1500轮模拟和250小时实测,一个细节一个细节迭代出来的。

这还只是空气动力学这一项,算上碰撞认证,耐久标定,排放测试,极寒极热标定这些,一台车从图纸到量产要过的关多到让人发指。百年车企出一台车就是这个节奏,不是一年出足够多的新车款式的能干出来的活。

三、回到最初的问题:原厂跑车的侧裙为什么没有鱼鳍?

铺垫完了,现在来正面回答文章开篇的问题了。

第一层:原厂用更聪明的方式解决了同一个问题

改装侧裙上的鱼鳍,理论上想解决的是什么?

是前轮高速旋转时甩出的乱流。轮胎踏面碾过地面的瞬间,接地区域前方的空气被强力挤压,无处可去,只能往两侧横着喷出来。这股贴着地面窜出的气流方向非常乱,损失也很大,几乎没法被底板拿来干正经活。有一个正经名词管这叫Tyre Squirt,我们可以把它理解成轮胎甩出来的一口“老痰”

这口“老痰”要是冲进车底的扩散器通道,会打乱扩散器内原本有序的气流扩散减速过程,气流贴不住扩散器壁面就会发生剥离,专业术语叫失速。扩散器只要失速,车底原本靠底板收缩、地面效应和扩散器压力恢复共同维持的低压结构就会崩坏掉。后轴下压力可能突然塌掉一截,车手也会毫无预警。

改装鱼鳍想做的,就是在侧裙外面竖一块板子挡住这股乱流。

原厂性能车也用竖板和导流片,快车上到处都是小板子。但每一块板子在装上去之前都经过整车风洞验证,知道自己替谁干活。我们以GT3 RS为例:

  • 前翼子板上开百叶窗:在前轮拱正上方开一排孔,利用外部低压气流像抽油烟机一样,把轮胎高速旋转时在轮拱里堆起来的高压空气往上抽走,不给它溢到侧裙区域的机会。

  • 前轮后方做大面积切口加导流板:轮拱后部直接切掉一大块,装上弧形的导流板,把前轮甩出的紊流在源头就向外侧送走。

  • 翼型摆臂:在底盘进气口附近梳理气流,减少紊乱气流进入车底的概率。

这套方案的逻辑是什么?

治未病(黄帝内经老话,高明的医生治的是还没发的病)。在乱流产生的源头就把它管住,不是等它走完半个车身、把底盘的气流搅得一塌糊涂之后,再在侧裙末端竖一块板子亡羊补牢。

第二层:法规不允许

全球主要汽车市场(欧盟、中国、美国)的碰撞安全法规对车身外部凸出物有非常严格的限制。

核心原因是对行人的保护

侧裙上那种大尺寸的垂直鱼鳍,位置刚好在行人小腿和膝盖的那个高度。只要发生碰撞或是刮蹭,硬质的刀刃状凸起会像开罐器一样割伤行人的腿。所以量产车外饰件的边缘倒角和曲率半径都是有严格的安全标准,锋利的侧裙鱼鳍从法规层面就被排除了。

另外,多出来的鱼鳍增加了迎风面积和风阻。对于必须通过WLTP油耗循环或是新能源车续航测试标准的量产车来说,每多出一点不必要的风阻系数,都意味着一整批车在认证线上的风险。工程师是不会为了这种好看去冒这个险的。

第三层:改装鱼鳍装在了错误的位置

这是最狠的一层。

在F1赛车上,如果要拦截轮胎甩出的那些脏气流,挡板应该装在哪里?

一般是装在后轮的前方。

在脏空气还没有灌进扩散器之前,就用底板边缘的切口和垂直小挡片把它拦住,然后给它偏导出去,先下手为强。

而我们在后市场改装的那些后包角鱼鳍,装在哪里?

居然是后轮的后方。

轮后方的竖向翼片在完整的赛车系统里可能有用,配合底板和扩散器一起工作,参与整理轮后尾流。

但是如果单独把它拎出来,贴到一辆原本没有为它设计底板和扩散器的车上,性质一下就变了。

它到底是在导流还是在添乱?我们不知道,可能卖我们这东西的人也不知道。说难听点,就是事后在现场拉警戒线,该拦住的乱流早从前面灌进去了。

更麻烦的是这些没经过整车风洞验证的鱼鳍在高速下还可能在扩散器出口制造额外的紊乱回流。本来扩散器还能勉强工作,这鱼鳍一装,出口的压力恢复反而被干扰了。可怕的地方在于我们根本不知道它从什么时速开始来帮倒忙。

我们在高速上变一次道,车尾轻飘飘的那种感觉,可能就是这么来的。

四、两个世界的差距

把前面说的拉到一起看,原厂工程师和后市场改装件之间的差距就很清楚了。

前轮乱流怎么处理?原厂会在源头就想办法管住,百叶窗抽压,翼子板切口导流;后市场不管源头,在侧裙末端竖板子完事。

后轮乱流怎么挡?原厂在后轮前方设挡片,先下手为强;后市场在后轮后方装鱼鳍,事后拉警戒线。气动平衡怎么保?原厂前后翼严格联动,压力中心始终稳定;后市场只改一头或是一侧,平衡直接乱掉。

那验证靠什么?原厂是1500轮以上的CFD模拟加250小时的风洞实测,风洞里用的是滚动路面和旋转轮胎来消除地面边界层误差;后市场基本靠设计师目测和效果图来渲染。

侧裙鱼鳍用不用?原厂不需要,用内流道和空气帘就解决了;后市场大量使用,主要追求视觉的冲击力。法规过不过?我不知道,反正原厂必须通过行人保护、油耗和续航的认证。

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图4:移动地面风动系统。汽车风洞不能只吹静止的地面,轮胎和地面的相对运动都要模拟进去。

五、那改装鱼鳍到底有什么用?

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图5:单带、三带、五带滚动路面示意图。

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图6:三带和五带滚动路面示意图。

写到这里可能有人会问了,那些改装件商家为什么还要做鱼鳍?

最直接的原因就是视觉了。垂直鱼鳍能让车看起来更宽、也更低趴、更有所谓的蝙蝠侠战车的味道。

GT3、DTM赛车上确实有类似的翼片结构,但是那些赛车有完整的全平底板、巨型扩散器、精密的前翼导流,是一套从车头到车尾完全闭环的气动系统。拿走其中一个零件装到家用车上,就像把战斗机的进气道贴在电动自行车上,形似神离。

还有一个原因很少有人说,就是遮瑕。很多后市场侧裙属于是通用型的,要适配不同轴距的车。末端的鱼鳍一般是单独安装的,可以通过调整位置来掩盖裁切不工整的边缘,或者弥补不同车型间的尺寸差异。说白了算是一种工业妥协吧。

至于局部导流,侧裙厂商也知道前轮会甩乱流,但他们没有能力重构整车流场,只能在侧裙上加一排鱼鳍勉强挡一挡。效果有没有?也许有一丁点。那代价呢?带来的风阻增加、风噪恶化、气动平衡被打乱,这笔账他们应该不会给我们算。

六、不合理改装最坏能坏到什么程度?

设计位置不合理的话,对原车有什么影响?

最直接的影响是气动平衡失调。只改车尾不动车头,或者反过来,前后轴的抓地力分配就被改写了。高速稳定性变差时,我们可能感觉到转向中心感变弱了,侧风会让我们更敏感,变线后车尾也会收得不干净。当然,胎压、四轮定位、避震衰减和底盘老化松散通常都比一块装饰件更值得先排查。但是如果这些都排除了,就该想想是不是有人动了前后轴的气动平衡了。

然后是风阻。那些突出在车身外面的鱼鳍,每一片都是暴露在气流中的阻力源。风阻和速度的平方是成正比的,在城区里我们可能感觉不到,但是跑到120以上,哪怕是很小的风阻增量也会被速度放大。对电动车来说应该是很敏感的,高速本就是续航最紧张的工况,多出来的阻力只会让一些数字变得难看,但是我没去多研究这个,有懂行的朋友可以评论区补充一下。

还有一种情况很少有人提,如果改装侧裙的前端没做气动校准、外凸得太多,它反而会像一把铲子,把前轮甩出来的脏气流重新铲回底盘下方。本来前轮的乱流是向外走的,但是侧裙一拦就全灌进了车底了。原厂底盘下方本来就没多少吸力,这下连仅有的一点可能也保不住了。

最后是最重要的安全问题。很多便宜的改装件靠双面胶或是几颗自攻螺丝固定。那些外凸的鱼鳍在120以上的高速下承受着持续的气动载荷,时间长了会震颤,发生变形,可能向下弯折刮轮胎。最坏的情况是整块脱落,在高速公路上可能会给后车埋下“安全隐患”。

最后

我平时写飞机的时候有个原则和理念就是空气不认你的大logo。

不管你是一架造价3亿美元的A350还是一台3万块的家用车,空气对它们施加的力学法则都是完全相同的。伯努利方程不打折,流动分离也不看品牌。

保时捷的工程师为了在车头装两片主动翼,把前备箱废掉了,把散热系统的架构从头重建了,连悬挂摆臂的截面形状都重新设计了。经过了1500轮模拟,250小时风洞试验,最后把每一根暴露在气流中的零件都纳入了同一个系统。

在某宝上花个199块钱买一对"通用碳纤维侧裙鱼鳍",拿双面胶往车上一贴,你觉得能获得"同等的空气动力学增益"吗?

我们当然可以为了好看往车上装东西。只是别觉得装上了就真有赛车的功能,好看是好看,只是空气不这么认为。

预告

这篇算是我第一次正经拆汽车,汽车空气动力学和航空的底层逻辑几乎是同一套东西。如果你们对这类跨界拆解有兴趣,后面还有两个选题在酝酿:

1、F1那堵"看不见的墙":赛车底板边缘的涡流是怎么替代实体侧裙的?从1970年代莲花赛车的滑动裙板讲到现代F1的涡流气帘,中间还有好几条人命的安全血泪史。

2、保时捷的空气刹车:GT3 RS在300 km/h紧急刹车的时候,前后翼片会在0.3秒内同时竖起来充当减速板,原理和飞机着陆时打开扰流板几乎一模一样。

觉得这篇还行的话,点个关注或者留个言,我好知道后面该不该继续写。

地面的账本:拆解复杂系统的病理报告。

参考资料与论据来源:

保时捷911 GT3 RS (992) 技术白皮书与魏萨赫风洞数据(PCA, Porsche官方发布)

Wolf-Heinrich Hucho 经典教科书(Aerodynamics of Road Vehicles)

Joseph Katz 教授(Race Car Aerodynamics: Designing for Speed)Kyle Forster (Kyle.Engineers) 前 Mercedes AMG F1 气动工程师的CFD流场解析

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