当前位置:首页 改装/赛事 F1 正文

技术特辑 深入解读F1赛车中的地面效应

收藏 (0条) 举报/纠错

  [汽车之家 赛事]  地面效应(Ground Effect)首次在F1领域的实现,是由莲花设计师科林-查普曼完成的。上世纪70年代,使用考斯沃斯引擎的车队试图找到一个可行的解决方法,来弥补与大车队相比存在的差距。那时候,直接在引擎上下功夫,达到匹敌对手的水平并不可行,通过一些巧妙的空气动力学特性使引擎动力最大化,是他们知道怎样操作的唯一方式。

汽车之家

『著名的莲花78赛车,科林-查普曼设计』

  “地面效应”是指由革新的空气动力学套件,为转弯赛车建立起的一种吸地效果。也就是说,通过一些相当有趣的车下功夫,这些F1机器实际上是被“粘”在了赛道上,从而创造出了天外来客般不可思议的转弯速度。

  地面效应背后的原理其实非常简单。F1工程师希望赛车底部维持低压力状态,这个低压区和它上面的高压力一起作用,会产生极大的、把赛车向下压的力。在F1中,查普曼建立的解决方案是,对赛车底部进行革命性设计。他的赛车底部造型弯曲,从侧视图看,类似于极缓的U型(见图)。这种弯曲造型使穿过赛车底部的空气,在中间那个介于车身和地面之间的狭小区域内加速,由此建立起低压区。

汽车之家

『莲花79赛车的底部设计,可引导气流建立车下真空效果』

  然而,上述设计并不足以建立起期望中的地面效应,因为从赛车两侧进入底部的空气会毁掉整个真空效果。为了防止这种情况发生,莲花工程师给车身添加了灵活的侧裙,赛车底部因此就被密封住了。侧裙最初的材质是粗杂材或塑料,但后来证明,最好的是橡胶侧裙,因为它们在比赛中用不坏。

  1976赛季,科林-查普曼在工程师同事彼得-赖特和托尼-路德的帮助下完善了完整的概念,并最终在著名的莲花78赛车上将其实现(这辆赛车还有一个更为人熟知的名字——John Player Special Mk III)。莲花78在1977赛季的阿根廷大奖赛上首次亮相。

  然而万事开头难,1977赛季的莲花78赛车挣扎于诸多可靠性问题。首先,来自赛车底部的气流与巨大的后翼相互影响,给高速驾驶的赛车造成了大量的空气阻力。而转弯时获得的所有优势都和考斯沃斯引擎糟糕的起跑表现相抵消了。福特提出,下一步要做的,是尝试改进他们的V8引擎表现。然而,针对每场比赛对发动机进行调校常常导致脆弱的可靠性。整个赛季,莲花赛车出现的引擎故障不少于五次,取得的最好成绩是马里奥-安德雷蒂的亚军。

  新赛季成了莲花被记入史册的赛季,车队利用冬季成功地做了所有必要的调整,包括最新开发的莲花79赛车的新款后翼设计。莲花78在新赛季赢得一场胜利后就被更得力的79车型取代了。车队通过这辆新赛车又赢得了当季的7场胜利,这样的一流战绩使车手(安德莱蒂)和车队双双拿下了1978年的总冠军,尽管这个赛季对莲花来说结束于一场悲剧,罗尼-彼得森遭遇意大利站的一场撞车事故,后来死于病发症。练习赛上,彼得森的莲花79赛车受损,正赛日只得驾驶落后版的78车型。他在一场起跑事故中受到牵连,赛车因此撞上了障碍物。

  另外一辆设计精巧的赛车为赢得1978赛季的大奖赛胜利试图向莲花79发起挑战,这辆车就是戈登-穆雷开发的布拉汉姆BT46B赛车。然而,由于BT46使用的阿尔法罗米欧引擎宽度大,并不允许赛车采用莲花79那样的车下设计。穆雷决定,他要通过另外一套工作原理建立起赛车底部的真空效果——在赛车尾部增设一个巨大的风扇装置。借鉴1970年的查帕拉尔2J“吸盘”跑车,穆雷在赛车尾部安装了一个由引擎自主驱动的风扇装置。引擎转速越快,这个装置吸引赛车底部传来的空气就越多,由此建立起上述效果。像查普曼的莲花赛车一样,BT46B也安装了侧裙用以维持车下的低压区,但并未对赛车外形造成改变。

汽车之家

由于F1领导机构禁止赛车使用可移动的空气动力装置,穆雷以冷却功能做招牌辩称风扇装置的合法性。该装置在吸引空气的同时,也能够辅助冷却引擎,因为它同时吸引了散热器排出的空气。这是完全合法的。

  当莲花的查普曼意识到发生了什么,也开始研发起自己的“扇车”。然而同年内,布拉汉姆车队的所有者伯尼-埃克莱斯顿决定从赛车系列中拿掉BT46B,避免引起其他车队的争议。国际汽联随后将这款赛车的风扇装置视作“可移动空气动力装置”,对它施行了永久性禁令。如果不是这条禁令,莲花79和布拉汉姆BT46B将为争夺1979赛季的世界冠军头衔展开一番相当激烈的战斗。

  1979赛季,由于F1过弯速度的整体水平提高,圈速比前些年快了6秒左右,国际汽联决定强制推行赛车的平底设计。然而,这条规定是这样说的,赛车底部应(仅)在维修站内保持平坦。又是戈登-穆雷提出了创新的解决方法用来对付这一规则,他发明了一种新的装置,能自动把赛道上的布拉汉姆BT49变得更低。

汽车之家

『布拉汉姆BT49,使用了非法侧裙却被认定为合法』

  所以基本上,赛车在维修站内像阳光一样合法,而一旦驶出维修站通道,会立马变得不合法。没过多久,其他F1工程师就意识到发生了什么。到1981赛季中期,所有赛车都按着相同的概念建造起来。侧裙禁令实际上已经失去效力,国际汽联最终在1981赛季末意识到了这一点。可是那个时候,除了重新宣布这一装置合法,他们别无选择。

  即将到来的1982赛季将证明,这是国际汽联一个相当缺乏创见的决定。由于一些车队使用了高马力的涡轮增压发动机,车手们越来越无法忍受赛车高温和高过弯速度。一系列的意外事故(尼尔森-皮奎特在经历精疲力竭的巴西大奖赛后晕倒在领奖台;法拉利车手吉尔斯-维伦纽夫之死;勒内-阿诺的雷诺赛车在地面效应压力下甩向轮胎墙;约亨-马萨的起火赛车因同样的压力甩向观战人群;迪迪埃-皮罗尼在德国大奖赛遭遇的事故)最终引发了国际汽联的快速反应。1983赛季最后阶段,F1领导机构决定,禁止地面效应。

文章标签: 汽车赛事
收藏
+1
+1
发表我的评论
您认为文章写的好么:
评价内容: 修改 本文共有 4 个网友评价,其中100.00%好评,0%差评。
评价理由:语句不通/文章阅读困难
0/5000字 提 交 同步到:
最新文章
加载中