Giorgio Piola的F1技术分析

技术分析:梅赛德斯2017款W08赛车

梅赛德斯发布新款W08赛车,从赛车所搭载的技术细节来看,这支在近三个赛季中称霸F1的车队并不想放弃其统治地位。

Lewis Hamilton, Mercedes AMG F1 W08
刘易斯•汉密尔顿驾驶梅赛德斯W08赛车
图片:XPB 图片社

尽管W08赛车的一些部件延续了前代版本的设计思路,但得益于新版规则使车队设计师在一些关键部件的位置拥有更大空间,梅赛德斯为赛车带来了相当数量的技术升级。

前翼

Mercedes AMG F1 W08 front wing detail
梅赛德斯W08前翼细节图
图片:梅赛德斯AMG车队

从概念的层面来看,新款赛车在发布会上所搭载的前翼与上赛季的方案非常相似,仅仅在宽度上有所增加,以适应倍耐力轮胎的加宽。

然而,从细节的角度来看,车队在前翼部分引入了大量创新设计。首先,梅赛德斯车队在2015赛季率先引入更加激进版气流隧道设计并将这一设计延续到最新版赛车上,但进气孔较之前的方案更大(如箭头所示),旨在将更多气流引导至前翼下方。

车队对导流主翼片进行了修改,目前采用与端板相连通过尺寸较小的支撑部件相连的方案,以实现增加强度的目的(如箭头所示)并为后侧翼片带来更清晰的气流路径。

Mercedes front wing, endplate gap, Malaysian GP
梅赛德斯赛车前翼端板缝隙,马来西亚大奖赛
图片:Giorgio Piola

梅赛德斯在发布会上展示的赛车前翼很有可能与最终参赛的版本存在不同,车队在上赛季后期便对2017赛季的设计理念进行了大量测试,其中包括上图中的开放式前翼方案。

前鼻

赛车前鼻同样是W07版本的延续,但宽度较之前增加了200毫米(依据新版规则),并且在外形上较上一代版本更加圆润。

这样做法是为了提高前翼中性区的气动效率,同时调整气流方向,使之与“S”形通风道入口形状更为匹配(图中2号标注)。

与去年赛车非常相似的是,“S”形通风道位于前鼻顶部的出口位于车鼻后端和导流翼片附近。

前鼻摄像机

Mercedes AMG F1 W08 front detail
梅赛德斯W08赛车前翼细节图
图片:梅赛德斯AMG车队

由于梅赛德斯自2014赛季以来将摄像头安装在前鼻上以增强其空气动力学性能,因此国际汽联在很早以前便想对这一区域进行规定。

在梅赛德斯的最新方案中,摄像头连接杆仍然与前鼻有所重叠。车队以往凭借这种设计避免其对赛车空气动力学方面所带来的影响。

导流翼片

从外表上看,梅赛德斯似乎在导流翼片(图中3号标注)上重新采用了车队在2016赛季后半段所搭载的方案,但车队对新款赛车导流翼片的尺寸进行了调整并减少了纵向气流槽的数量。值得注意的是,梅赛德斯在导流翼片后部安装了一个横向翼片,这一点不用于前代设计。

蝙蝠翼

Mercedes W05 bottom view
梅赛德斯W05赛车底视图
图片:Giorgio Piola

梅赛德斯率先将这项设计引入到F1赛车上,并在2014-16赛季期间得到其他车队的效仿。但在当时的阶段,横向西片要么位于悬挂高度传感器外侧,要么被设置在导流翼片之间。

由于梅赛德斯的设计与张开的一对翅膀类似,因此被称为“蝙蝠翼”。而其他车队则在这一部件上尝试使用其他外形,包括红牛分离式翼片,与迈凯伦和法拉利车队的方案颇为类似。

梅赛德斯继续沿用这一理念,并在发布会期间为W08赛车搭载了类似的方案。

在今年的设计中,车队在“蝙蝠翼”部件周围沿悬挂高度传感器设置了一些破风板附属部件,使前者的一部分被其他部件遮挡。

前轮悬挂

无论在赛车动态方面还是空气动力学的角度,前轮悬挂都是赛车非常重要的一个部分,梅赛德斯在前轮悬挂方面已领跑多年。

自2014年首度引入以来,联结式下叉臂设计为赛车气动表现带来的益处有目共睹,而将转向臂设置在与叉臂共线的位置同样能带来不错的效果。

此前,梅赛德斯所使用的悬挂方案涉嫌与曾被禁止的前后联动悬挂(FRIC,Front to Rear Interlinked Suspension)基于类似的原理,法拉利就此上书国际汽联以核实该设计是否违规。

但问题在于,该系统主要作为悬挂部件的一部分用于控制空气动力学部件,但在任何情况下二者都不会产生相互作用,这也使得国际汽联难以做出最终裁决。

Mercedes AMG F1 W08 front wing detail
梅赛德斯W08赛车前翼细节图
图片:XPB图片社

2017赛季,尽管联结式下叉臂并未完全禁止,但由于规则允许悬挂罩部位自由度+/- 5°的增加,该部件很有可能将不再像之前的版本一样采用激进的设计。换言之,车队通过改变悬挂罩的迎角便可以实现相同的目标。

车队在悬挂叉臂的后臂位置设有连接杆件(图中5号标注),将与其他翼片形成配合,从而增强赛车的气动性能。

然而,梅赛德斯真正做出突破的位置在于叉臂的上臂外侧连接位置(图中4号标注),可以看到靠近轮胎的外侧设有凸起结构,较通常采用的版本相比位置更高且探出趋势更明显,以应对轮胎加宽带来尾流的增加,从而改善赛车的气动和机械性能。

破风板、底盘角和底板

由于新版规则与2008赛季的版本在复杂程度上存在一定相似之处,因此车队必然会在这些部件的研发商花费大量时间。

底盘角(图中六号中靠上侧的箭头)与2008赛季一些车队所使用的方案非常相似,其中与法拉利车队的设计相似程度最高。

梅赛德斯采用的是肩部凸起式设计,或许是参照了海洋生物的结构,对赛车的空气动力稳定性起到促进作用。

此外,该部件很有可能会影响尾流后续流向侧箱气流分布,从而实现优化。

Mercedes AMG F1 W08 detail
梅赛德斯W08赛车细节图
图片:XPB图片社

W08赛车破风板尺寸较高,并且与底盘之间不存在连接。

在破风板和底盘之间,车队设置了一处尺寸较小的鳍形翼片(下图红色箭头标注),与梅赛德斯在之前曾使用的位于破风板之后的部件相似,旨在优化该细节处的气流分布。

Mercedes AMG F1 W08 floor detail
梅赛德斯W08赛车底板细节图
图片:XPB图片社

按照规则,车队增加了锯齿形前缘(图中8号标注)的长度,并且在于破风板交汇处的后方设有分离式卷状部件。

位于侧箱前方的底板略呈弯曲状(黄线标注),尽管这一设计曾出现在目前已经发布的几款赛车中,但车队或许在其前方设置了几处气流调节装置,与去年出现的“W”形底板(白色尖头标注)相类似。

气流调节器

Mercedes AMG F1 W08 detail
梅赛德斯W08细节图
图片:XPB图片社

得益于规则的放宽,2017版赛车侧箱气流调节器(图中7号标注)较前代版本在尺寸和复杂程度上均有增加。

W08赛车在底板锯齿状前沿额外开设了两道槽并采用了特定的形状,以优化侧箱位置的气流分布,减小前轮尾流的影响。同时,气流调节器的三部分通过经过特殊设计的连接部件衔接在一起,以保证气流性能。

赛车后视镜

Mercedes AMG F1 W08 mirror detail
梅赛德斯W08赛车后视镜细节图
图片:梅赛德斯AMG车队

梅赛德斯曾在2016赛季使用了双杆式后视镜连接架设计,而在2017赛季,车队的设计更加激进。后视镜完全与连接架后探部分贴合,而前侧连接杆呈“C”状以生成气流。

后视镜外框同样比上一版本更大,很有可能是处于空气动力学角度的考虑。在后视镜外壳内,热力学传感器和车手面部摄像头钳于其中。这样以来,车队可以在赛车行驶的过程中对车手及轮胎进行监控。

侧箱

与一些车队减小侧箱尺寸的做法不同的是,梅赛德斯新赛车的侧箱较之前更宽,利用了新规则所允许单侧侧箱宽度增加100毫米的规定。

然而,尽管侧箱尺寸增加,但W08赛车的进气孔或许是目前已发布的赛车中最小的一款。这样一来,通过位置提高德冷却配气孔(图中11号标注),将下旋气流引导至采用非常窄设计的车身后部“可乐瓶”区域。

为了适应这种变化,车队很有可能对设置在侧向内部的加热装置的位置进行了调整,以优化赛车的气动表现。

底板

一段时间以来,设计师们将目光放在对位于后轮前部的底板区域(图中12号标注)的设计,试图减小后轮的“喷射气流”现象(tyre squirt)对赛车性能带来的负面影响,从而实现对扩散器性能的提升。

由于轮胎尺寸的增加,车队必然会对这一区域的设计进行更多的考虑。在梅赛德斯的方案中,车队在八个较小的斜槽后方开了一个斜度更大的槽。

后轮悬挂/变速箱

在赛车尾部,车队进行了大幅调整,在后轮悬挂系统上采用了更短的设计并且将拉杆设置在更加垂直的位置(图中13号标注)。

鉴于梅赛德斯在变速箱上采用了类似于法拉利在上赛季尝试的方案,因此车队在悬挂系统上的调整很有可能是为了与这种变化相匹配。

引擎罩

除了威廉姆斯之外,其他目前已发布的赛车都采用了与2008年类似的鲨鱼鳍设计。

梅赛德斯的引擎罩鲨鱼鳍高度与上赛季类似(图中14号标注),但会在巴塞罗那季前测试中对其特有版本的鲨鱼鳍进行测试,从而找到与尾翼形成最佳配合的方案。

由于将发布地点选在了银石赛道,因此车队也借此机会将赛车行驶在赛道上。当日下午,梅赛德斯发布了“T”形翼(见插图)方案,同样旨在改善尾翼空气动力学性能。

尾翼

新车尾翼无过多亮点,仅仅是在规则框架下采用了新的端板外形,并将2016赛季使用的气流槽、开放式导结构(图中15号标注)保留在新车上。同时,尾翼仍然呈勺状,以改善赛车的气动效率。

扩散器

Mercedes AMG F1 W08 floor diffuser detail
梅赛德斯W08赛车底板扩散器细节图
图片:XPB图片社

由于扩散器前端始于后轮中心线前方175毫米处,因此2017款赛车的扩散器将较以往呈现更大的斜率。然而,从图中我们可以看到,设计师在扩散器设置了两处尺寸更大的通道,而在位于变速箱下方的中心结构和防撞结构则呈扇形。

Mercedes AMG F1 W08 diffuser detail
梅赛德斯W08赛车扩散器细节图
图片:XPB图片社

外侧扩散器通道同样呈明显的外扩趋势(白色箭头所示),车队希望通过这种方式优化扩散器与其他部件的交互效果。

梅赛德斯同样跟随红牛二队的设计思路,将排气管与尾翼中心支撑架相连,此举不仅能够增强结构刚性,而且有利于减小尾气气流对赛车空气动力学的影响。

另一处参考红牛二队的设计在于,车队在赛车后部采用了联结式下叉臂设计,从而将扩散器顶部的空气动力学性能最大化。

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系列 F1
项目 梅赛德斯AMG F1 W08赛车发布
车队 梅赛德斯车队
文章类型 分析
Topic Giorgio Piola的F1技术分析