北极虾(真名:潘湧湧)是上海电视台体育频道F1直播解说嘉宾和评论员,另外还主持包括全年度的MotoGP、澳大利亚V8锦标赛、A1大奖赛、全国场地锦标赛、Polo杯锦标赛等赛车直播类节目。

    北极虾同时担任《F1速报》编辑总监,于2004年出版了F1综合性介绍书籍《F1+2004》。多次前往一线报道F1赛事,并与部分F1车队技术人员保持长期联系,这帮助他可以更多的了解到F1最核心的尖端技术内容,目前北极虾已经撰写了关于F1各方面的文字已达100万字以上。

  2007赛季F1技术发展总结——空气动力学(下)

    作为前部的压舱物重量配置位置,由于龙骨的变化使得压舱物更需要将其放置在刹车液压系统的后方,以进一步增强前悬挂系统的安置牢固程度,有一些赛车的设计就直接将压舱物先行固定在刹车液压系统后侧作为标准的装备。因此前悬挂系统,特别是下叉骨的连接点内侧就直接与其相衔接,以直接增强下叉骨的刚性。而另外有极个别车队,例如Renault依然坚持将下叉骨连接在我们称其为“经过演变已经退化的龙骨”上,在其“V”型龙骨上进行安置,除了力学上的一些优势外,实际上已经再无其他优势可言。

    除了提升下叉骨的位置外,车队还寻求一切办法来尽可能地提升整个单体横造结构的高度。由于FIA的规则规定了车手搁脚的位置尺寸是有约束的(即刹车与油门踏板整体之后的长方形面积尺寸),具有代表性的新设计方式是前舱壁的结构被少量的剔除了,驾驶座舱的开口也开始向上提升。这样除了可以安置先前所提及的压舱物位置外,还可以使得整个单体横造结构的下沿部分可以向上进一步的提升角度,以获得更好的重要龙骨通道,使得气流通过侧分流板以及底盘前端中央自行流向底盘下方。大量干净的气流流经底盘并快速通过扩散器的不同“结构开口”,以确保形成足够稳定的向下的压力数值。根据James Key、Mike Gascoyne、Ben Wood的说明,扩散器主要是用来规整从底盘下方而来的气流,并确保气流最终可以以最大化的低压性能数值,不间断地使气流稳定的形成流出扩散器后向上的稳定气流曲线。车队一般不特别关心气流的流速,而只需关心气流从车尾溢出时的走向,因为气流的速度与赛车可以获得的向下压力数值成正比。有些车队将扩器最边缘两侧设计成为更为复杂的上绕微小翼片,以获得更额外的下压力支持,但是实际操作使用效果不佳。因此,相对标准的扩散器设计,是以中央变速箱壳体为标线,两侧对称的单边3至5个下凹开口,其中最外侧的开口外沿设计必须考虑到从侧箱下部流过的一部分气流的规整,使这部分气流不会成为阻碍下压力获得的屏障。

    在FIA于2005年修订了扩散器规则之后,Ferrari将扩散器中央通道进行了很多改进。中央扩散器通道从今年开始将高度尺寸调整到最高,因此从后方看F2007的扩散器中央高度几乎已经超过了变速箱壳体的高度,这是为了在扩散器中央通道上沿继续增加其它空气动力学组件,以支持帮助尾翼的工作效能。目前,一种广泛的认可方式就是在扩散器中央通道上方增加平行或锥状结构,增强气流效应及下压力的联合获得。另外还有一种安置方式,就是类似于Renault R26所设计的在尾翼中央与扩散器中央通道之间,James Key承认,架设2根垂直柱,这实际上是让扩散器中央通道通过另外一种方式得到了位置的上移,而实际上从2根垂直柱俯视其连接点下方,可以发现设计师故意将部分变速箱壳体两侧与扩散器中央之间留存些许的空间开口位置,使得这些垂直柱可以延续扩散器的整体效应,在该区域早就于扩散器一样的稳定上扬气流环境。同时作为支撑尾翼的一个组件,还可以增强尾翼的结构受力能力。

    上图:这是Ferrari在最近10多年来,最为重大的一个赛车改进举措。由于在2000年之前并没有广义范围内的龙骨构造选择论,因此Ferrari一直遵循传统将单龙骨作为首选底盘构造。即便在双龙骨及之后的无龙骨被受到广泛认可的去年,Ferrari依然“固步自封”没有任何的改进动作。但是今年技术团队的大变革,使得设计思路的改变变为可能。Aldo Costa、John Iley、Nicolas Tombazis都是无龙骨的积极倡导者,终于目前可被认知的最佳龙骨解决方案,从F2007开始也被予以了采纳。当然,这与赛车轴距加长后的整体重心前移的成功,也有很大的关联。

    上图:今年BMW Sauber在位于慕尼黑的变速箱研发部门取得了突破性的进展,无缝隙变速箱的性能有了大幅度的提升,这方面车队已经追赶上了McLaren的步伐。唯一拖了性能后腿的就是变速箱的液压系统,今年BMW Sauber遇到了与Red Bull差不多的故障境遇,在赛季最后阶段故障的密集度显得非常频繁,这让车手感到非常的沮丧。

    另外还有一部分来源于前轮所带来的的紊乱气流,这些不受欢迎的气流主要来自前轮正投影面所造成的无法避免的涡流,以及前刹车系统在大力刹车工作状态下,从前轮毂中所溢出的紊乱气流。而随着侧箱上部烟囱与辅助小翼设计的成熟化,这些紊乱的气流都将由小翼进行规整。在车队中,技师一般将其称呼为fin wings(鳍翼),因此这部分的翼片有了比较正统的称呼标准。这些鳍翼大家都非常熟悉,车队将会根据不同跑道特性进行不同位置、不同结构的更替,这也是每站比赛中经常要进行改进的常见部位。

    写到此处,本文基本就要告一段落了。可能有的读者会问,今年同样重要的单一轮胎规则对赛车所造成的影响为什么没有说明?底盘作为比空气动力学更为重要的部分,为什么也没有说明?笔者在将此一一进行说明作为文章的结尾部分,针对轮胎进行的适应性调整,所有车队都将禀陈2个基本原则并选择其中1种进行发展,它们包括尽可能降低赛车尾部重量,或者选择增加前部赛车配重。所有的车队都会针对性的对自我赛车的特性,进行选择性的改进。这些包括:

    1、需要将多少原本安置在赛车后部的压舱物,转移到赛车前部去;

    2、维持轴距但延长变速箱壳体长度但同时缩短底盘长度以使得重量向前转移;

    3、车队会投入更多的精力,来创造更多的安置压舱物的空间,以提前准备好足够的弹性空间使得赛季中进行不同的分配应用。

    实际上在协调这些资源的时候,车队还会考虑到许多其他连带的改进,在这里也就不再展开。总体而言轮胎的适应能力,从各车队的情况来看还是比较乐观的。而针对轮胎材质的讨论和分析,已经有其他若干文章就此进行过详细阐述,这里也就不再重复。

    针对底盘方面我们有太多的疑问和向往,如果2011年前统一底盘规则不会被执行的话,那么底盘所占据的主导地位将更为显著,底盘的重要性终于到了今天受引擎规则之福被越来越多的人所意识到。但是要详细介绍底盘的技术改进是非常困难的,这其中包括了与无缝隙变速箱一样很高的技术壁垒,同时底盘必须与车体状况一起协同描述,其本身的阐述是非常晦涩而数据化的。同时笔者还没有就底盘方面的许多细节,求证过F1车队的各技术主管或相关人士,因此只要条件成熟,以后一定会将底盘作为重点来详细介绍底盘在F1中所启到的关键作用。

    随着FIA对规则的不断改进完善,更为安全、合理、具有竞争性的F1赛季将会在不久的将来变成现实。无论是单一底盘一旦真正投入规则,各车队如何体现出各自在空气动力学上的革新优势(可变形组件);还是混合动力甚至柴油引擎,将彻底取代从F1诞生日起就一直使用的汽油引擎,各引擎提供商如何面对如此剧烈技术变革之后的重新洗牌。

    F1继续向人们不断展示着其唯一而丰饶的魅力所在。

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