高性能摩托车赛车中的主动与被动空气动力学：遵循 PRISMA 2020 方法论的系统综述与证据图谱（2018–2025）

《Scientific Reports》：Active and passive aerodynamics in high-performance motorcycle racing: a systematic review and evidence map following PRISMA 2020 methodology (2018–2025)

　　

摘要

自2018年以来，在四轮赛车中不存在的约束条件下，空气动力学已成为摩托车赛车的主要性能差异因素：倾斜角超过60°、暴露在外的车手贡献约40%的前迎风面积，以及不断重定向创新的监管框架。遵循PRISMA 2020指南，我们从11个数据库中筛选了3,842条去重记录（2018年1月至2025年8月），通过双重复核（Cohen's \(\kappa = 0.87\)）进行一致性检验，采用20项工程标准评估框架审查了342项纳入研究，并运用随机效应模型综合分析了其中的147项研究。报告的圈速增益平均为0.52秒（95%置信区间0.43–0.61；\(I^{2} = 68\%\)），MotoGP原型车在300\(\,\mathrm {km\,h^{-1}}\)时达到\(50 \pm 3.2\)千克的下压力，整车阻力系数从0.55–0.60降至0.38–0.42。三种方法贡献了大部分性能增益：多元素外置小翼、集成整流罩包线的导流通道，以及提供转弯下压力的文丘里式地面效应底盘——在翼片失效的大倾斜角下仍能维持下压力。这些装置同时伴随高侧摔（23%）和前部失控（31%）事故报告的减少，但同步部署的电子辅助系统阻碍了因果关系归因。六类技术家族的分类体系涵盖技术成熟度等级（TRL）9（外置小翼）至TRL 2–3（仿生表面）。由于空气动力随\(v^{2}\)变化，在合法道路速度下这些效益缩小5–36\( \times \)倍。