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2019年F1赛车空气动力学新规则

2018-09-04 17:23:25·  来源:AutoAero  
 
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F1赛车是世界上最顶尖的汽车赛事,对空气动力学有着极高的要求,而F1中空气动力学方面的应用和研发很大程度上受到了规则的限制。规则的变化主导着各个车队的研发方向。F1之所以称为一级方程式赛事也是因为对于赛车设计有着极其繁琐和细致的规定。
F1赛车是世界上最顶尖的汽车赛事,对空气动力学有着极高的要求,而F1中空气动力学方面的应用和研发很大程度上受到了规则的限制。规则的变化主导着各个车队的研发方向。F1之所以称为一级方程式赛事也是因为对于赛车设计有着极其繁琐和细致的规定。

在2017年的时候F1引入了大量的设计规则来使赛车更快,圈速大约可以提升4-5秒。然而所有的这些规则,包括:更宽的轮胎、更激进的空气动力学套件和更低的尾翼,使得超车变得更加困难。



2017年的超车次数相比之前的赛季减少了一半,很大程度上降低了比赛的观赏性。这使得FIA在2019年对空气动力学的规则进行了改进来解决这一问题。



2019年F1的空气动力学新规则主要体现在三方面:
1)简化前翼,增大前翼跨度,减少外扩气流;
前翼的一个很重要的作用是产生强大的涡流来束缚和控制前轮产生的乱流。因此前翼的作用不仅仅是产生下压力还包括通过涡流来引导气流沿着车身流动。



但是这些车身外部的气流也就是外扩气流通过尾翼会产生混乱的尾流。产生的乱流使得后车很难跟车。F1赛车空气动力学套件是在平稳均匀的前部气流的条件下设计的,前翼迎接气流并引导气流通过侧箱破风板和尾翼。但是如果前翼所迎接的气流是混乱的,则前翼以及其他空气动力学套件就无法正常工作。



这就使得赛车在弯中跟车时,不能拥有有效的抓地力而造成转向不足。



这表现为在比赛中后车将差距缩小为1.5s-2s以后,始终无法完成超越。在这种条件下,只能通过引擎优势来弥补空气动力学的缺陷。
在新规则中,由于对前翼的简化,减弱了向外侧排出的气流,降低了前翼引导气流的作用。前翼的跨度加宽,进一步减少了向外侧疏导的气流,同时由于前翼的宽度超出了轮胎,就不再需要通过小翼片产生大量的涡流来使气流绕过轮胎了。



2)简化制动通风道,取消小翼片
近几年的F1赛车的刹车通风管道都布置了很多小翼片。其主要是由于复杂的前翼导致的,作用和车身侧边的破风板和导流板相似,也是用来引导来自前翼的涡流。



移除小翼片后,刹车导管就没有了这些附加作用,只是吸收快速流动的气流,进而对制动系统进行冷却。



3)增加尾翼的宽度和高度尺寸
这一改变是为了增强DRS(Drag Reduction System)的作用。尾翼是下压力产生的主要装置之一,但是会伴随产生很大的阻力,这会降低车的尾速。DRS通过主动调节尾翼,来使阻力大大降低。



尾翼变得更高更宽,意味着产生更大的下压力和阻力,增加了DRS开闭前后的差别,这样在前车不能开启DRS的条件下,后车可以通过开启DRS更容易实现对前车的超越。后车在弯中由于前面提到转向不足,在进入直道后很难跟上前车,DRS可以抵消这一负面影响。

所有这些2019年的新规则都是为了能够增加超车的可能性,缩小各车队的差距,从而增加比赛的观赏性,至于能不能生效,还需要实践进行检验。