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迈凯轮讲述F1技术知识:空气动力学是赛车的灵魂
2004-11-14 10:55:11.0  搜狐体育
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激情

视野

  许多热衷于赛车运动的人除了欣赏充满战术策略的激烈比赛之外,更想能多了解一些赛车性能方面的知识,而迈凯轮车队则满足了车迷的要求,车队资深专家为车迷们讲述了赛车前翼与后翼的重要作用。

  一、前翼

  迈凯轮F1车队资深空气动力学家道格-马科尔南解释说:“前翼是F1赛车的空气动力组合中最重要的部件,因为它的位置,它控制着空气在赛车其余部位的流动。不像尾翼,前翼利用重力,这是空气动力的原则,即用地面将气流相对在自由空气状态中而言,加速到更高速度。更高速度引起更低压,使赛车吸贴在赛道上。风翼的最佳轮廓取决于使用计算流体动力学电脑程序,并结合在风洞中花许多时间分析一辆按比例缩小的模型。”

  目前,国际汽联(FIA)对于空气动力装置的尺寸已经作了严格规定,前翼直径不得超过1400毫米,深度不超过550毫米,高度不超过200毫米。然而,对此特定区域中的翼面数量没有限制-不像尾翼,限制到两个。“理论上讲,”道格说:“我们可以用30个,40个甚至更多元件来跑。但是,典型情况下,我们只安装三个,还能为具低抓地力的赛道减少到两个,比如意大利的蒙扎赛道。”

  两个在后部的翼面是可以调节的,因此车手和他的工程师能够仔细调整赛车前部的操控。例如,如果车手感觉前轮胎没有他希望有的足够的抓地力,他可以要求加大风翼的角度,给他更多下压力,由此增大赛车前部的抓地力。这可以几秒钟就做到,通过在风翼的端板里的一个螺纹位置塞入并转动一个六角形扳手。在比赛中途进站过程中,为了使赛车适应变化的天气或赛道条件而这样做,不是什么罕见事儿。

  翼面由碳纤维制成,并由垂直的碳纤维鳍面,或称作端板,在两端尽头固定在一起。整个构件用两个支架从赛车的鼻翼上悬着并用四个螺钉固定住。测试构造的稳定性,端板须能抵抗住施加在其上方边缘500牛顿的重力。

  尽管它建造坚固,前翼易于断裂,但不会因空气动力受力引起。它在前轮前部的位置使其容易在事故中损坏。在开赛弯一混战中和另一辆赛车看似轻微的摩擦,实质上是时速150公里以上的碰撞,能严重毁坏前翼或使前翼彻底搬家。第一圈就进站更换鼻锥和组装前翼便成了常有的景象。

  但是,正如人们所看到的,迈凯轮没有希望靠一个风翼和祈祷参就能取胜。抵达每场大奖赛,都有完全准备好的六个完整的鼻锥,和风翼-每辆赛车两个,备用车两个,随时待命用螺钉固定替补上场。

  二、尾翼

  一级方程式对更高速过弯的持续需求让60年代的设计师们试验了风翼技术。一辆飞机翼面的形状使其顶部表面流动的空气比在其下部流动得快,形成低压区。下面的相对高压推动着飞机向上。你对赛车最后的要求便是起跑了,但如果你倒置风翼,向上的气压变成向下气压,或下压力,将赛车固紧在赛道上。目前的F1风翼设计非常有效,在时速超过100英里时,它们为赛车产生足够的保持最大限度的下压力。

  尾翼的工作倒是简单,把赛车后轮牢牢保持在赛道上。它最多可包括两个碳纤维翼面。它们像特大号的剃刀刃般重叠着,而且可通过三个不同的平面分别调整,在所需的任何角度截流。

  每个元素的整个后缘的旁边,是一个小的配平补翼,称作Gurney折叶,它可垂直调节以在风翼角度大时帮助空气动力效率。翼面由直立叶片或端板固定。这些也是碳纤维所制,但包裹住一个阻燃的诺梅克斯芯。端板的底缘联接着另一个形似风翼的装置-低主平面,它轮流和尾部防震构造——用螺钉固定在变速箱的一个碳纤维芯相连。

  为遵照汽车运动官方组织FIA的技术规定,整个风翼的组装必须符合1000毫米宽,350毫米长,200毫米深的范围。它必须足够牢固,能经受1000牛顿的重力测试。

  尾翼的效用好比数学等式,需要平衡抗阻力的下压力。使用计算流体动力学和其他捣弄数据的电脑程序可解决这个问题。最后的设计是机械结构,这是赛车按比例缩小的模型的其中一部分,用于风洞测试,在那里工程师们的计算是否正确将得到明确显示。

  资深空气动力学家道格.马科尔南解释道:“就地测试尾翼是至关重要的,把它单独分离开来,表现也许很好,但我们需要看它在因车身和轮胎造成紊流更利害的情形下会如何反应,而且作为由低主平面和车身底部进气口引起的尾部空气动力学剩余的一部分,也有待观察。为迎合不同的赛道,我们制作了高,中,低下压力尾翼组合。比如,摩纳哥,就是高下压力。需要抓地力更甚于阻力,因此我们尽可能地把风翼的每平方厘米都运用起来。而意大利的蒙扎则相反,它是赛历上唯一所剩的真正的低下压力赛道。在那里我们去掉一个翼面,在又长又快的直道上将阻力降低到最小。”(陈琰/国传)

  


 
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