|
||||
新浪体育讯位居汽车运动金子塔尖的F1,由于拥有全球顶级的汽车制造商、第一梯队的技术供应者以及丰厚的赞助支持,使其在技术竞争上的水平,达到了前所未有的高度,该领域技术的发展速度也因此真正达到了日新月异的程度。本田车队领队尼克-弗莱曾表示,F1如今的技术发展速度,已经超过了航天工业。但是与航天工业不同的是,F1的技术较量,是在一定的规则下进行了。这使得每一年的赛车设计,都呈现出新的趋势。那么2007年的F1赛车,又呈现出怎样的设计趋势呢?
笼统的讲,这一代车型由于受普利斯通新后胎结构变弱的影响,车队纷纷将重心前移。但是,这只是点明了设计大方向的一个调整,如何通过具体的技术手段来实现这个调整,并同时提高其他领域,才是最重要的。就拿重心前移为例,对F1的技术有所了解的的人都知道,F1赛车的设计必须遵循空气动力学压力中心(the aerodynamic centre of pressure,英文缩写为CofP,也叫下压力中心)和重心(the centre of gravity,英文缩写为CofG)之间匹配的原则。通常情况下,下压力中心(CofP)位于重心(CofG)后面百分之几的位置。如果重心(CofG)前移,那么赛车的下压力中心(CofP)也必须跟着前移。所以前移质量,就意味着工程师必须设法增加赛车前部的下压力,但是严格的规则限制下,如何通过具体的方案来实现该效果,并跑在对手之前,才是真正考验工程师智慧的地方。
在F1中,知道该做什么并不难,重要的是如何去做,这需要的是创造性的思维。下面,我们将对新赛季的F1赛车在六个核心部位的设计进行分析,来帮助大众了解F1赛车最新的设计趋势,看看这些工程师,是如何通过他们的智慧,在满足最新规则的条件下,去提高赛车的每一妙、每一毫秒的。内容主要涉及空气动力学和底盘结构。
前翼在前翼的设计上,是采用双片式(单副翼)好还是三片式(双副翼)好仍然存在分歧,因此两种设计方案并存的局面,如今仍在继续。
理论上讲,双片式前翼能够创造更多的下压力和拥有更高的效率。但是当气流发生分离时,这种优势便会丧失,而且气流分离在双片式前翼上更容易出现。为了防止气流分离,工程师必须打开翼片之间的缝隙,但是双片式前翼只有一条缝隙,而三片式前翼有两条,此时三片式设计的优势便体现出来了,它能更容易的处理气流分离的问题。
在2007年,双片式设计仍然是更受欢迎的选择,只有迈凯轮、红牛、红牛二队和世爵采用了三片式设计。其中迈凯轮的前翼尤为特别,鼻锥是与中间的翼片相连,而不是采用传统的方案,与最底层的翼片相连。该设计除了能让翼片各部分负荷分配的更均匀外,更重要的是能够让最底层翼片中间的气流畅通无阻。但是在瓦伦西亚测试时,由于无法为这类要求全下压力的赛道,调整出必须的翼片角度,迈凯轮暂时放弃了这种新设计的翼片,改用去年摩纳哥站的版本,旧翼片的安装更加传统。
宝马和本田都采用的是双片式设计,并沿用了雷诺在2005年率先引入的附加小翼。而雷诺、法拉利、丰田、威廉姆斯和超级亚久里,都采用了从端板直接拉到鼻锥上的附加翼设计,该方案最早由法拉利推出,曾因为可发生变形而被FIA勒令强化结构。
在前翼的设计上,除了副翼数量和附加翼方案存在两派外,主翼与端板小翼的相对比例也存在两个设计流派:其中迈凯轮、红牛、红牛二队属于宽端板小翼、短主翼设计,而余下的法拉利、雷诺、宝马、丰田、本田、超级亚久里、威廉姆斯和世爵,则属于窄端板小翼,长主翼设计。
前悬挂现在,传统的单龙骨前悬挂安装方式已完全消失。为了释放鼻锥下方的气流,让其畅通无助的流向车底、侧导流板和侧箱,龙骨已经被各种不同的安装方式替代。雷诺的新车R27,保留了大家熟悉的“V型”龙骨设计。这种方案的特点是,在给予悬挂单龙骨一样的几何结构的同时,又不对气流造成限制。而其余的车队,则采用了花样繁多的零龙骨或者双龙骨设计。
其中迈凯轮和威廉姆斯是严格意义上的零龙骨设计,其前悬挂的下叉臂,直接安装在单体壳底部的直角边缘;而宝马和法拉利略微的延长了其单体壳的底部;最特别的是纽维的新作RB3,他将下叉臂和侧导流板的安装点融汇在一起,类似的方案曾在他设计的迈凯轮赛车上出现过。根据目前的定义法则,很难简单的将其划入为零龙骨或者双龙骨范畴,迄今为止,一个比较恰当的称谓是“退化的双龙骨”。
2007年的绝大多数赛车,侧箱底部都采用了更加激进的底切。目的是为了在该位置创造低压区,诱导前方的气流加速前往补充,结果增加了气流沿着侧箱流向车尾的速度,增加了流经尾部下压力生成设备(包括刹车通风道、下横梁翼和外侧扩散器)表面的气流速度,因此提高了下压力。
从雷诺的R27、红牛RB3到法拉利的F2007上,我们都能看到采用极端的底切设计。唯有两家日本车队:本田和丰田在赛车的这个部分,有着不同的哲学。两辆赛车的侧箱都没有明显的的底切。取而代之的是,更多的依赖于位于侧箱拐角处的大尺寸的侧箱翼。它的作用是:迎接来自前轮的气流,将其顺直后沿着车体向后疏导。
雷诺使用后视镜实现了类似的功能,但是其车手抱怨,来自旋转的前轮的气流极不稳定,这些不断改变方向的气流在撞上后实镜后导致震动严重,后方视线因此受到影响。为克服这一设计弱点,雷诺后来通过增加两根支臂让结构得到强化。迈凯轮与雷诺的思路相仿,只是实现手段不一样,他们是在烟囱上增加了一个气流分割片,用于疏导气流,但是在后来的试车中,发现作用不够明显,因此也采用了大尺寸的侧箱翼。
鼻锥侧箱底切加深和可乐瓶区域进一步强化后(指尾部低位置车体[俗称车腰]收的更紧后),需要从前部获取更多的气流。结果是,更高的鼻锥成为2007年这一代车型设计的趋势。宝马F1.07,便是一个通过提高前鼻,以实现更大的气流输送量的典型例子。关于鼻锥,还需特别提到的是,为了满足FIA再次提高的前部撞击要求,很多车队采用了加长鼻锥的方式来实现更高的能量吸收能力,因此鼻锥加长也是今年赛车设计的另外一个趋势。
扩散器2007进一步提高的尾部撞击测试,给法拉利去年复杂的扩散器设计带来了巨大的影响。原因是法拉利为了给予中央扩散器最大的尺寸,将下横梁翼劈成了左右两部分。但是由于新赛季提高了尾锥的抗撞击要求,并严格限制尾锥的安装位置,使得中央扩散器的气流受到了严重的阻碍,因此大尺寸中央扩散器的优势,受到了限制,出于这个原因,法拉利加长了赛车轴距。目前,只有威廉姆斯的FW29,还在追随法拉利的这种设计。而且法拉利和威廉姆斯,还在侧扩散器的上方,新增了一个气流通道。
同样在该位置增加气流通道的还有迈凯轮、本田、超级亚久里和世爵。其作用是引诱高压作用到该位置的气流上,让其从扩散器上方流过,防止被吸向车底,导致在扩散器通道中,形成反向的气流。须知,赛车的腰部收的越紧,这种问题就会越严重。从目前测试的空气动力学套件来看,还剩下雷诺、宝马、丰田和两支红牛车队没有加装这类设备,但是宝马和丰田已经在该位置上增加了一个上翘的翼片(法拉利率先在2006年引入),目的是起到相同的作用。
尾翼尾翼的设计如同前翼一样变得越来越复杂,而且存在不同的派系。但是采用中央双支柱已成为大势所趋,这个设计最早是本田在两年前率先引入的。今年的赛车,只剩下宝马、丰田仍然采用单纯的端板固定方式。其中雷诺和法拉利是在2006年实现的设计转变,而威廉姆斯、红牛和迈凯轮则是今年才开始。
除了尾翼的安装方式,如今赛车主副翼的形状也变得越来越考究,目前只有宝马、世爵和本田还在采用最原始的直板式,其余的车队的翼板都非常复杂。特别是雷诺,继续采用了中间细两头宽的反传统设计。该设计的优点有二,一是能够让整个翼片宽度上,下压力负荷的分配更加均匀,第二是能够让赛车在弯道的初段更稳定,让车手的操控信心更足。传奇设计大师纽维在其RB3上,也拷贝了这一设计概念。
新浪F1频道独家稿件 严禁任何媒体转载 (行云)