F1赛车与扰流板解析

2013-05-31 12:20
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   随着风洞测试能力的增加和计算机仿真手段的出现,近年的F1赛车上采用了大量的空气动力学装置。最明显的就是在赛车的前部和后部安装着一排排的定风翼,这些定风翼起到扰流板的作用,能产生下压力,但同时又会产生气动阻力。前定风翼大约提供了赛车总下压力的25%,后定风翼可提供总下压力的约1/3.前后定风翼包含了许多元件,风翼的角度都是独立可调的。在最外端,定风翼与纵向端板相接,最大限度导引气流,防止气流从风翼末端溢出而降低效率。

   不同赛道有不同空气动力学要求,一般直道短、弯道多的所谓低速赛道需要有较高下压力,如摩纳哥的蒙特卡洛赛道,需要将定风翼的角度调大一些;而一些拥有长直道的高速赛道,如意大利的蒙扎赛道,为了减少在直道上的空气阻力,而需要较小的定风翼角度。但实际上,大量的F1赛道并非能简单归类为低速或高速赛道,新建的赛道往往都是混合型赛道,同时具备慢弯、高速弯和长直道,定风翼的调整需要和试车数据紧密结合起来。

   赛车的底板同样也是重要的空气动力学装置,它是将碳纤维板直接安装在底盘下部。底板和赛车后定风翼下方的扩散器之间的关系非常关键,向上翘起的扩散器增加了赛车底板和跑道面的距离,降低了那个部位空气流动的速度,就相当于在一个河流变宽的时候,减低了水流的速度。降低赛车速度必须降低下压力,国际汽联近几年来对前定风翼高度、后定风翼的位置、底板尺寸等进行了严格限制,尤其是2005赛季的规则使得F1赛车下压力减少了近20%,果然05赛季初的平均单圈成绩比2004赛季相应增加了2-3秒。其他F1赛车空气动力学装置还包括装在车身上的各种导流板和翼板等,这些装置的作用主要用于疏导气流,如在前轮后部的导流板也是为了梳理车轮后部产生的乱流,使其平顺进入赛车侧箱的散热器口,提高冷却效率。

   尽管空气动力学装置在F1赛车上起到了关键作用,但包括法拉利车队技术总监罗斯-布朗在内的相当多业界人士却对空气动力学的滥用很是反感,他们认为提高机械抓地力才是赛车技术发展的光明大道,过度依赖空气动力学“制造”下压力是没有前途的。毕竟,F1赛车在追求极限速度的同时,也应该对民用车技术的进步用出示范,过多的空气动力学套件很难应用在民用车上。罗斯-布朗说:“我们应该通过规则的约束来制造全新概念的赛车,新赛车应摆脱所有附加空气动力学零件,那些前后翼还有附加小翼都应该消失。


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