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2010F1技術(shù)特輯

來(lái)源:泰然健康網(wǎng) 時(shí)間:2025年05月18日 12:32

新浪體育訊 


  本周五出版的最新一期《汽車運(yùn)動(dòng)》雜志,再次邀請(qǐng)前喬丹F1車隊(duì)技術(shù)總監(jiān)加里-安德森(Gary Anderson),以一個(gè)工程師的專業(yè)視角,對(duì)2010年F1賽車的設(shè)計(jì)進(jìn)行了深入分析,非常值得一看!

  原文總共分三大部分,1:2010版規(guī)則對(duì)新車設(shè)計(jì)的影響;2:2010年的設(shè)計(jì)趨勢(shì);3:速評(píng)參與瓦倫西亞測(cè)試的7輛新車。其中第一和第二部分是重點(diǎn)。下面,我們將其編譯后呈現(xiàn)給大家。相信對(duì)于各位了解今年的賽車設(shè)計(jì),會(huì)有相當(dāng)大的幫助!

  開場(chǎng)白到此,下面進(jìn)入加里-安德森原文{注:本文總體上是安德森原文的直譯,但為了便于大家理解,我們?cè)诿抗?jié)對(duì)應(yīng)的位置添加了注解。文章部分配圖來(lái)自意大利老牌F1技術(shù)記者皮奧拉(Giorgio Piola)}:

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  一,2010版規(guī)則對(duì)賽車設(shè)計(jì)的影響

  今年規(guī)則的修改,包括禁止賽中加油和收窄的前胎,對(duì)2010款賽車的設(shè)計(jì)構(gòu)成了明顯的影響。

  去年是這套新規(guī)則的開端。如我們所見,某些車隊(duì)很快找到了解決方案,有些車隊(duì)卻沒能。所以今年的重點(diǎn)是如何優(yōu)化這套規(guī)則下的賽車設(shè)計(jì)。

  1,前翼和收窄的前胎


  (編輯注:這部分重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)車頭的設(shè)計(jì)在車身空氣動(dòng)力學(xué)體系中的重要性;以及收窄的前胎對(duì)空氣動(dòng)力學(xué)的沖擊)

  這項(xiàng)工作從車頭開始——包括前翼端板的設(shè)計(jì)和前翼的處理。我們可以看到在多數(shù)車上,這是一個(gè)受到相當(dāng)重視的區(qū)域,這是一個(gè)對(duì)賽車余下部分影響巨大的區(qū)域。因?yàn)橹挥星耙砜偝傻奈擦髟试S,賽車其余部分才可能工作的盡可能的好。

  這正是為什么F1工程師花如此大精力到車頭區(qū)域的原因——該區(qū)域包括:前輪之間的底盤部分,前剎車通風(fēng)道,以及前翼和前翼端板。在這一區(qū)域,存在各種不同的解決方案,擁有不同復(fù)雜程度的設(shè)計(jì)。從紅牛二隊(duì)非常類似于去年紅牛的結(jié)構(gòu),到可能是最簡(jiǎn)單的維珍——即便是和雷諾比!

  研究水平的高低,以及你能處理到怎樣的復(fù)雜程度,決定了你能達(dá)到的水平。但這的確是賽車上非常關(guān)鍵的區(qū)域,因?yàn)樗鼑?yán)重的影響到賽車的余下部分。

  由于前胎靠近駕駛艙一側(cè)減少了25毫米,因此將輕微的改變前翼和前翼端板的設(shè)計(jì)。這絕不僅僅是在去年的基礎(chǔ)上進(jìn)行微調(diào),然后最大限度的榨取其性能即可;而是需要重新做針對(duì)設(shè)計(jì),因?yàn)閬?lái)自前胎后方的尾流對(duì)賽車的影響相當(dāng)大。

  今年這部分尾流減少了一些——因?yàn)榍疤ナ照?,你可以因此調(diào)整前翼的設(shè)計(jì)。(同時(shí))你會(huì)看到這將成為車隊(duì)在前幾個(gè)月關(guān)注的區(qū)域之一,因?yàn)樗麄冋谶m應(yīng)。

  2,更大的油箱


  (編輯注:本部分重點(diǎn)講述加大油箱帶來(lái)的問(wèn)題??蓺w納為3點(diǎn),1)加大的油箱會(huì)對(duì)今年F1賽車的重量分配和重心高度帶來(lái)很大影響,輕油排位,滿油正賽對(duì)F1的重量分配是個(gè)挑戰(zhàn),但燃油對(duì)車身重量分配的影響,在一定程度上是可以人為控制的;2)關(guān)于油箱的設(shè)計(jì),高/寬嚴(yán)重受限——空氣動(dòng)力學(xué)和重心限制了油箱所能達(dá)到的高度,而規(guī)則明文規(guī)定了油箱的寬度;3,油耗低的引擎,將在今年的比賽中擁有優(yōu)勢(shì))

  下面進(jìn)入規(guī)則的另一項(xiàng)修改:加大的油箱尺寸。(關(guān)于這點(diǎn)),如果你(在設(shè)計(jì)賽車時(shí))只單獨(dú)迎合更大的油箱,這將導(dǎo)致賽車的長(zhǎng)度增加20厘米左右。(但實(shí)際上它)會(huì)對(duì)賽車的重量分配和重心帶來(lái)很大影響,這是你需要納入考慮的。

  今年的一大問(wèn)題是排位!因?yàn)榈陀团盼?,滿油正賽會(huì)很難處理。你必須為賽車找到適合兩種燃油載荷的平衡,讓輪胎在兩種工況下都有良好的的表現(xiàn)——即既要保證前胎能在排位賽中快速升溫,又要防止后胎在正賽中出現(xiàn)過(guò)熱和過(guò)度磨損,這將成為今年的賽車在設(shè)計(jì)上的一個(gè)重大妥協(xié),同時(shí)也是車隊(duì)今年必須深度關(guān)注的一個(gè)區(qū)域。

  要尋找這一問(wèn)題的解決方案,只有靠賽道測(cè)試。你想通過(guò)室內(nèi)的動(dòng)態(tài)模擬測(cè)試是很難做到的。因?yàn)檫@牽涉到輪胎的耐用性——這是一個(gè)未知的東西(你無(wú)法模擬)。所以我認(rèn)為我們將在今年的比賽中看到:有些發(fā)車靠前的車,到了正賽可能競(jìng)爭(zhēng)力會(huì)下降。相反,有些排位不佳的車,可能在正賽中擁有不錯(cuò)速度。無(wú)疑,這對(duì)于提高比賽的觀賞性永遠(yuǎn)都是件好事。


  油箱大到一定尺度,一旦使用了一部分燃油,你就可以通過(guò)控制燃油在油箱中的存放位置來(lái)影響賽車的重量分配,你既可以讓它在油箱中前移,也可以讓他在油箱中后移。比如說(shuō),當(dāng)比賽還剩2/3時(shí),通過(guò)節(jié)流,將燃油控制在你想控制的位置上。

  關(guān)于油箱的設(shè)計(jì),在高度上有一定的權(quán)衡。你不能把將油箱設(shè)計(jì)的老高,這會(huì)破壞空氣動(dòng)力學(xué)。車手頭部的保護(hù)區(qū)域,會(huì)自動(dòng)的給你一個(gè)油箱的高度限制。如果你想象一下F1賽車的重心位于賽車基準(zhǔn)面以上15厘米,那么如果燃油剛好達(dá)到這個(gè)高度,就可以降低賽車的重心,因?yàn)樗陀谥匦?。如果你超過(guò)這個(gè)點(diǎn),它就會(huì)開始升高賽車的重心。所以這里存在一個(gè)改變賽車特征的點(diǎn)——盡管是緩慢的,但影響是相當(dāng)大的。如果賽車的油箱過(guò)高,你將油加滿時(shí),重心就會(huì)對(duì)賽車的性能造成巨大的影響。

  所以機(jī)械和空氣動(dòng)力學(xué)都決定了你不能將油箱做的傻高。與此同時(shí),油箱的寬度在規(guī)則中也是定義了的,這方面一直都有規(guī)定——總寬0.8米,距賽車中心線不得超過(guò)0.4米。另外,賽車底盤的兩側(cè)一直都是由空氣動(dòng)力學(xué)決定的塑形——讓散熱器剛好裝下,并保證理想的氣流流經(jīng)側(cè)箱。

  我相信今年多數(shù)車隊(duì)都將單體殼做成了鞋盒的形狀,做成了方形。在盡可能短的長(zhǎng)度下放下盡可能大的油箱,但是在整個(gè)處理上存在妥協(xié)。

  另外燃油經(jīng)濟(jì)性將成為一件大事!今年會(huì)出現(xiàn)某輛賽車在發(fā)車時(shí),搭載的燃油比其他車要輕10~15公斤的情況。如果你考慮到每輕10公斤,相當(dāng)于每圈快0.3~0.35秒的話,這個(gè)差距是相當(dāng)大的。這相當(dāng)于50~55圈的比賽,平均每圈快0.2秒。所以如果你的引擎擁有好的燃油經(jīng)濟(jì)性,優(yōu)勢(shì)是相當(dāng)明顯的。

  3:雙層擴(kuò)散器


  (編輯注:這部分重點(diǎn)講述在雙層擴(kuò)散器被判合法后,如何進(jìn)一步發(fā)展其設(shè)計(jì)。加里-安德森提出的建議是:收窄變速箱,升高變速箱,加長(zhǎng)擴(kuò)散器;但他本人在對(duì)照F1規(guī)則后,仍然不解為什么雙層擴(kuò)散器是合法的。)

  自去年的雙層擴(kuò)散器爭(zhēng)議之后,每支車隊(duì)都對(duì)規(guī)則進(jìn)行了進(jìn)一步的學(xué)習(xí)。我認(rèn)為今年變速箱的設(shè)計(jì)將(因此)受到很大沖擊。其結(jié)果是:為了讓雙層擴(kuò)散器發(fā)揮更大效力,變速箱需要大幅收窄,升高。

  所以你希望擴(kuò)散器從引擎末端開始,就從變速箱的下方建立起來(lái)。這將是我會(huì)采取的設(shè)計(jì)路線。選擇加長(zhǎng),或?qū)⑷矫娼Y(jié)合。根據(jù)我截至目前看到的賽車,我認(rèn)為大多數(shù)車隊(duì)都結(jié)合了這三條思路(即:收窄變速箱,升高變速箱,加長(zhǎng)擴(kuò)散器)。

  到目前為止,我們看到的雙層擴(kuò)散器,依舊被車隊(duì)的偽裝措施掩蓋了起來(lái),所以我們眼見的信息并不多。但是隨著時(shí)間的推移,一切都將浮出水面。

  現(xiàn)在你依舊可以再去翻看規(guī)則,但仍然搞不懂為何它(指雙層擴(kuò)散器)是合法的。在規(guī)則上有個(gè)區(qū)域,理論上是沒有說(shuō)明兩個(gè)表面(指階梯面和基準(zhǔn)面)必須結(jié)合在一起——而這正是車隊(duì)當(dāng)前正在開發(fā)的區(qū)域。

  最終,時(shí)間將告訴我們兩個(gè)答案:第一,各隊(duì)的方案是否是FIA所說(shuō)的合法設(shè)計(jì),第二,擴(kuò)散器是否給予了車隊(duì)期待的性能。

  二,我們看到的2010設(shè)計(jì)趨勢(shì)

  1,高鼻錐


  (編輯注:這部分分析了兩種不同的鼻錐設(shè)計(jì)——高鼻錐和低鼻錐的優(yōu)劣。加里-安德森本人是后一種設(shè)計(jì)的支持者,因此他很認(rèn)可MGPW01的鼻錐設(shè)計(jì)。英國(guó)人同時(shí)在這里講述了鼻錐設(shè)計(jì)的一個(gè)重要理論,錐體的外形與升力之間的關(guān)系)

  關(guān)于這一概念,我本人存在一些疑問(wèn)——因?yàn)楫?dāng)前的車隊(duì)多數(shù)傾向于高鼻錐設(shè)計(jì)。如果要我看,并試著找出我認(rèn)為正確的解決方案的話,我認(rèn)為梅賽德斯GP是非常好的妥協(xié)方案。W01采用了下探的鼻錐設(shè)計(jì),從鼻錐頭部到鼻錐底部(指前懸掛位置)的斷面形狀變化相當(dāng)大,直到呈V型吸納來(lái)自前翼上方的氣流。

  所有這些設(shè)計(jì),均旨在設(shè)法讓盡可能多的氣流從鼻錐之下/前輪中央流過(guò)。這部分氣流,以及你能從前翼獲得的純凈氣流的百分比,能真正讓擴(kuò)散器和車底工作的更加有效。

  而高鼻錐方案,對(duì)我來(lái)講,依舊存在問(wèn)號(hào)。我并不信奉那種類型的鼻錐設(shè)計(jì)。如果要我看,我會(huì)考慮梅賽德斯GP的路線。那是非常簡(jiǎn)潔的解決方案。

  (當(dāng)然)采用這種方案(MGPW01)的鼻錐,有兩到三個(gè)劣勢(shì)。下探的鼻錐通過(guò)撞擊測(cè)試有一定困難,因?yàn)楫?dāng)鼻錐錐頭在吸能粉粹的過(guò)程中,你會(huì)同時(shí)得到了一個(gè)扭轉(zhuǎn)力矩。不過(guò),這種結(jié)構(gòu)的問(wèn)題是可以解決的。高鼻錐更容易通過(guò)測(cè)試,是因?yàn)樗窍喈?dāng)對(duì)稱的單元,鼻錐的每一個(gè)板塊在撞擊的過(guò)程中都在發(fā)揮作用。結(jié)果是:如果你采用這種設(shè)計(jì),你可以做的更輕。然而,由于它更高,所以就必須在另一方面做出妥協(xié)。我真的懷疑高鼻錐是否真能在空氣動(dòng)力學(xué)方面給予你優(yōu)勢(shì)。

  不管怎樣,只要鼻錐存在曲面,比如像梅賽德斯GP。氣流就會(huì)加速?gòu)谋清F上表面剝落,再下沉至側(cè)箱區(qū)域。接著你在鼻錐的上方就會(huì)獲得一定的升力——因?yàn)槟阍谶@個(gè)位置存在低壓區(qū)。所以越是符合這種氣流軌跡的鼻錐,你能擺脫的升力就越少,因此在這方面是存在一定妥協(xié)的。

  但是,如果采用像梅賽德斯GP的處理方案,在鼻錐的兩側(cè)加裝沿著錐體爬升的小翼片,并擁有紅牛的凸起設(shè)計(jì),就可以阻止氣流像這樣從鼻錐上方剝離。這樣做,減少了鼻錐頂部的低壓區(qū),所以升力被降低到了最小化。

  當(dāng)然不管什么都存在妥協(xié),但關(guān)鍵取決于你的著眼點(diǎn)是什么。如果你追求的是1公斤的下壓力差異,那么梅賽德斯GP和邁凱輪的鼻錐的差距就可以達(dá)到這么小。這真的是一個(gè)非常細(xì)微的數(shù)字。

  2,引擎蓋背鰭


  (編輯注:這部分基本是理論教學(xué)!著重講述了背鰭存在的一個(gè)重大原因是:當(dāng)賽車處于彎心時(shí),由于引擎蓋兩側(cè)的氣流不對(duì)等導(dǎo)致外側(cè)的車身會(huì)獲得一定的升力,而加裝背鰭則可以有效抑制這一現(xiàn)象的發(fā)生。背鰭尺寸的大小,決定了抑制的程度)

  當(dāng)賽車處于彎心時(shí),理論上車輛會(huì)和氣流方向形成大約5度的偏移角度。所以進(jìn)入引擎蓋兩側(cè)的氣流并不是對(duì)稱的。一邊的氣流會(huì)比另一邊多。如果氣流能以5度的角度越過(guò)引擎蓋上方溢出。就會(huì)導(dǎo)致你處于彎道外側(cè)的車身獲得一定的升力,所以加裝背鰭之后,減少了這種升力。它使得引擎蓋兩側(cè)的氣流變得更加對(duì)稱,起到兩個(gè)效果:1)保持氣流吸附于車身表面,幫助尾翼更加有效的工作;2)阻止了引擎蓋頂部的負(fù)面影響。

  這的確是一個(gè)雕蟲小技,但是如果稍作深究,你會(huì)看到運(yùn)動(dòng)車配備有這種類型的部件。這可以阻止賽車在打轉(zhuǎn)的情況下空翻。在賽車的車身上,有很多部件可以導(dǎo)致車身表面形成巨大的升力,進(jìn)而釀成賽車騰空飛起。

  如果你觀察梅賽德斯GP的引擎蓋,很小的一片背鰭足以阻止這樣的事情發(fā)生。它不需要擁有像其他賽車那么丑陋的外觀(指大號(hào)引擎蓋背鰭)。但是外觀丑陋并不礙事,因?yàn)槟憧梢詮堎N更大的廣告。

  梅賽德斯GP的引擎蓋和氣箱的處理是非常整潔的。做的非常棒,非常精細(xì),就像鼻錐一樣。在這輛賽車上,有很多做的漂亮的地方,但同時(shí)也存在有些東西顯得比較笨重。

  3,側(cè)箱底切

  (編輯注:依舊是理論教學(xué),加里-安德森在這里向我們透露了一個(gè)有關(guān)F1的重要數(shù)據(jù)關(guān)系:當(dāng)車速固定,如果你能將抵達(dá)側(cè)箱前沿的氣流速度提高一倍,那么你通過(guò)車底獲得下壓力,將是原來(lái)的4倍?,F(xiàn)在F1測(cè)箱底切的一個(gè)思路是,為側(cè)箱導(dǎo)流板開拓安裝空間)

  在規(guī)則的約束范圍內(nèi),你在賽車的設(shè)計(jì)上只有有限的發(fā)揮空間。但我認(rèn)為我們能看到的其中一個(gè)主題是:側(cè)箱底切,散熱器的入口區(qū)域,以及不管你采用何種類型的側(cè)箱導(dǎo)流板設(shè)計(jì),總之要讓它更強(qiáng)的工作。

  側(cè)箱位置是一個(gè)空氣動(dòng)力學(xué)效果非常強(qiáng)大的區(qū)域。側(cè)箱導(dǎo)流板的作用是凈化來(lái)自底盤下方的氣流,并設(shè)法提高其流速。你能讓到達(dá)側(cè)箱前沿的氣流流速越高,那么擴(kuò)散器的工作效果就會(huì)越好。比如在車速一定的情況下:如果你能讓抵達(dá)側(cè)箱前沿的氣流流速提高一倍,那么你能從車底獲得的下壓力,將是原來(lái)的四倍。

  所以工程師都想法設(shè)法讓氣流能加速抵達(dá)這個(gè)位置,現(xiàn)在底切的設(shè)計(jì)趨勢(shì)是:為側(cè)箱導(dǎo)流板開拓安裝空間。

  位于側(cè)箱轉(zhuǎn)角處的垂直翼片(通常稱之為側(cè)箱肩翼),其作用是:設(shè)法阻止來(lái)自前輪的尾流侵入這個(gè)氣流空間,破壞底切的工作。我認(rèn)為這是一個(gè)設(shè)計(jì)趨勢(shì)存在分歧的區(qū)域,而且我認(rèn)為有些車隊(duì)仍需加油趕上。這是一個(gè)對(duì)車底空氣動(dòng)力學(xué)非常有幫助的區(qū)域。這里的牽涉到的是5~6個(gè)百分點(diǎn)的下壓力,也就是每圈可以帶來(lái)0.5秒的性能差異,而這僅是這個(gè)區(qū)域的一個(gè)微小細(xì)節(jié)。

  三,2010新車第一印象

  關(guān)于該部分,因?yàn)橹皇羌永?安德森根據(jù)他掌握的有限信息(比如他尚未見過(guò)邁凱輪MP4-25的擴(kuò)散器設(shè)計(jì)),對(duì)7輛新車的競(jìng)爭(zhēng)力做的簡(jiǎn)單預(yù)判,因此我們選擇將其略去。感興趣的朋友,可以登錄《汽車運(yùn)動(dòng)》雜志的網(wǎng)站(www.AUTOSPORT.com)查看。

  實(shí)際上他這部分的觀點(diǎn)可簡(jiǎn)單的概括為5個(gè)短句:1)F10狀態(tài)良好,形勢(shì)樂觀;2)MGPW01設(shè)計(jì)精中有粗,擴(kuò)散器有待發(fā)展,3)R30和FW32缺乏新意,對(duì)競(jìng)爭(zhēng)力不抱希望,4)MP4-25總體OK,但稍遜法拉利一籌,5)RB6值得期待!

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  附:加里-安德森個(gè)人簡(jiǎn)介

  加里-安德森,英國(guó)賽車工程師!自幼迷戀賽車,夢(mèng)想成為賽車手。19歲在布蘭茲-哈奇賽道做機(jī)械師,首次踏入賽車圈,隨后轉(zhuǎn)投布拉漢姆賽車公司,協(xié)助設(shè)計(jì)F3賽車。1975年,曾駕駛自己設(shè)計(jì)的賽車,以車手身份參加Formule Libre,并贏得過(guò)比賽。

加里-安德森

  但機(jī)械才是其強(qiáng)項(xiàng)!1991年,安德森加盟新成立的喬丹F1車隊(duì),為其設(shè)計(jì)了首款F1賽車191;并從次年起出任技術(shù)總監(jiān)。安德森設(shè)計(jì)的賽車首次贏得F1比賽是1998年達(dá)蒙-希爾駕駛喬丹198在斯帕奪冠。此間他曾收到過(guò)來(lái)自法拉利和邁凱輪的邀請(qǐng)。

  1998-2000,安德森改換門庭,前往斯圖爾特,美洲虎車隊(duì)效力。由他介入發(fā)展的斯圖爾特-福特SF3賽車,1999年在在歐洲站奪冠。2001年,安德森離開F1圍場(chǎng)踏上北美之路,為雷拉德(Reynard)公司研發(fā)CART賽車,但一年之后便重返舊主喬丹。2002~2003年間一直出任車隊(duì)顧問(wèn)。

  目前安德森處于半退休狀態(tài)。除了以顧問(wèn)身份為意大利達(dá)拉拉賽車公司工作外;還偶爾做客電視臺(tái)擔(dān)任解說(shuō)嘉賓;為賽車媒體撰寫技術(shù)專欄,包括《汽車運(yùn)動(dòng)》。

  (行云/編譯  圖:1/2/4-皮奧拉,5-Scarbs,3/6/7-新浪F1頻道)


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網(wǎng)址: 2010F1技術(shù)特輯 http://www.gysdgmq.cn/newsview1274976.html

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