超跑輕量化技術解密

資料來源：Goo 車訊網 2010/05/12

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輕如鴻毛新世代超跑的關鍵技術
要讓一部跑車能展現過人的速度及運動性，需要克服的障礙可不少，汽車製造廠過去的重點幾乎都放在動力上，用大排氣量引擎或渦輪增壓系統將車輛推向更高的速度境界，但如今隨著觀念與科技的轉變，尋找重量更輕、更強壯的複合材料並充分運用空氣力學設計，已主宰現今的技術走向。

讓車輛擁有高剛性車身及優異懸吊系統的同時還能將重量抑制在最低程度，鋁合金及碳纖維材質是兩大主流。F1賽車向來被視為汽車尖端科技的行動實驗室，現今已被超跑所廣泛採用的碳纖維複合材料、自手排變速系統與空氣力學概念便都源自F1，當然其中還是以碳纖維複合材料的運用最受矚目。

碳纖維材質雖然生產成本高且製作費時，但因為兼具了重量輕與高剛性的特點，依然被多家超跑製造廠所採用。
碳纖維材質～超跑的關鍵材料
在1981年的F1開幕賽中，McLaren F1車隊研發出首款碳纖維單體車身的MP4/1賽車而成為全場矚目焦點，自此引領F1賽車與量產跑車走入碳纖維材質的時代。源自航太技術的碳纖維複合材料同時兼具輕量化與高剛性的特點，重量比同體積的鋼材要輕上50%，剛性也比傳統鋼板車身高出4～5倍，加上可有效吸收撞擊時的能量，因此即便製作成本較高且初期無法符合大量生產的需求，但隨著經驗累積、生產流程改良與市場需求激增，碳纖維材質已成為超跑不可或缺的關鍵材料。

從F1賽車轉移至量產車的碳纖陶瓷煞車系統，擁有重量輕與耐用的優點，同時也能減低簧下荷重而提高懸吊的作動效率。
Aluminum Space Frame鋁合金車架
Lotus在1994年首度發表的革新作品Elise，被視為鋁合金技術的另一個里程碑，全長僅3.7米的這部小跑車配備該廠與Hydro Aluminum公司共同合作研發的全鋁合金管狀車架，藉此大幅減輕重量的同時，還保有高水準的車身剛性表現，再加上玻璃纖維製作的車身而造就出僅725kg的總重，即便配置的是只有118匹馬力的1.8升直四Rover K系列引擎，但依然造就出0～100km/h加速僅5.9秒的性能成績，而隨後在1999年現身的Ferrari 360 Modena更將此技術推向另一個巔峰。
360 Modena同時採用鋁合金管狀車架與全鋁合金的車身鈑件，此設計比前一代F355大幅增加了40%的車身剛性並減輕28%的重量負荷，再結合由F1技術團隊所研發的空氣力學外型，藉此展現了絕佳的操控均衡性與優異速度，讓360 Modena成為現代超跑的最佳典範。現今超跑市場的多款代表性超跑如F430、599 GTB Fiorano、Lamborghini Gallardo、Audi R8到M.Benz SLS AMG，都採用概念相近的全鋁合金車身技術所製作。

Porsche旗下的輕量性能版GT3主要為參與競賽活動所開發，從車身剛性到動力系統皆經過全面進化而擁有極佳的均衡
Aerodynamics空氣力學
一部跑車的馬力值並無法跟最終的極速成績以等比計算，這中間的變數就是空氣阻力，要如何將高速狀態下所產生的阻力降至最低且保有車身穩定性，並讓引擎得到所需的散熱效能，符合空氣力學要件的造型便是關鍵。
提到空氣力學，許多人直接聯想到的應該就是車頭下方突出的導流翼與屁股上的那隻大尾翼。確實，這兩項可以增加高速行駛時的下壓力與車身穩定性，但如果沒有整體的考量配套，體積愈大、角度愈高的空力套件反而會增加高速行駛時的阻力而減低極速表現。F1賽車在這方面所採取的是另一種概念，利用空氣流經車身底部(平整化)與地面之間所產生的負壓效應，再結合前後導流翼的設計與調整，讓車輛在車速300km/h以上時所產生的下壓力超過600kg，理論而言可以讓F1賽車在隧道上方倒著跑而不會滑落。
當然，F1賽車的平整化底板與車尾下方加裝分流器(Diffuser)，藉此加快氣流通過車身底部的設計概念已被許多高性能跑車所採用之外，由於超跑並沒有賽事規則的限制，因此可對應車速與個人駕駛風格需求的主動式尾翼能見度也愈來愈高。以知名度極高的Enzo Ferrari為例，透過電腦控制的導流翼角度變化而快速調整下壓力，以符合不同車速的需求，在車速200 km/h時的下壓力為344公斤、300 km/h時為775公斤、350 km/h則減至585公斤，從這些數值變化相信不難看出主動式空力套件所帶來的妙用。
M.Benz SLR與Bugatti Veyron 16.4則是將主動式空力套件概念運用在另一個層面的典範，透過作動幅度更大的液壓伺服機構，讓尾翼在緊急煞車時可產生幾近於垂直的揚角來增強風阻以縮短減速的距離，讓車輛提供更高的安全性與穩定性。
從碳纖維複合材料、鋁合金與空氣力學的運用到主動式電腦控制，相信讀者們可能會對下一個世代的超跑科技充滿好奇，若從愈趨於嚴苛的廢氣排放標準與低油耗切入，更環保的Hybrid油電複合動力應該會是次世代超跑的發展重點。