F1赛车科技: 侧厢在F1赛车设计中的重要性

围场里的那些车事2024-09-29 12:05:05  54

回忆起当年纽维在设计F1赛车时的经历,当被问到他最讨厌车身的哪部分设计时,空力大师说是侧厢,因为从单纯的空气动力学角度看,侧厢只会形成阻力,而在下压力方面的贡献几乎为零。当然这只是相对而言,虽然它单靠自己无法产生下压力,但却对F1赛车的整体设计哲学起到了关键性作用。

其实最近30年里,F1赛车的侧厢更多是用来容纳散热器组件和排气歧管,但车队为了挖掘侧厢对车身表面空力套件的积极作用,这个套件也越来越成为了F1赛车前后不同空力套件之间相互影响的“桥梁”,如果单看侧厢本身,无论是零侧厢还是宽侧厢,它只会形成升力而不是下压力,但将它与其他空力套件组合到一起却产生了微妙的“化学反应”。

对于现在的地效赛车而言,地效底板几乎提供了整车下压力的60%,甚至有些赛车底板的下压力贡献已经达到了令人瞠目结舌的70%,但地效底板能否发挥最大潜力的因素有很多,其中底板边缘的密封尤为关键,如果底板边缘的密封效果不好,则会导致大量下压力损失,为了避免底板下方的高速气流外溢,几乎所有的车队都采用了巨大下切的侧厢设计,而经过下切区域的气流越多,高速气流沿着侧厢与底板边缘之间的区域流动就可以让涡流发生器所产生的涡流沿着底板边缘流动,以起到更好的密封效果。

除了与底板之间的良性互动,侧厢的外形轮廓还会对赛车尾部的空气动力学造成很大的影响,在决定赛车尾部的下压力方面,扩散器、尾翼和梁翼的组合能否发挥应有的空气动力学效应则成为了关键,而它们能否产生更多的下压力则与前方高速气流是否能顺利达到这些组件的表面有关,因此侧厢的设计必须表现出更多的流线型,以确保前方高速气流能够紧贴侧厢表面并引向以上这些空力套件的上表面,这就是为什么目前F1地效赛车均采用下洗设计的原因,尤其是对于扩散器而言,该套件上下表面能否形成足够的压差几乎决定了底板下方气流被提取的速度,底板下方气流被提取的速度越快,底板的气动效率就越高。同样的道理在尾翼和梁翼上也是这样。

如果侧厢的设计不合理,不但会影响到其他空力套件发挥应有的作用,而且还会在局部形成气流失速,当赛车在高速过弯时就会失去绝大部分下压力,除了空力动力学方面的要求外,侧厢设计对于散热器能否达到尽可能高的散热效率也有着莫大的关系,这一点我们从红牛RB20为什么要采用如此极端的设计就知道了。

足可见,侧厢作为F1赛车身上必不可少的空力套件,虽然它本身并不能贡献任何下压力,但它却在其他不同套件之间起到了串联作用,甚至有时侧厢设计的成功与否几乎决定了赛车是否具有竞争力,这一点从梅赛德斯零侧厢的失败就可见一斑。

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