Giorgio Piola的F1技术分析

技术分析:2018年F1规则修改

2017赛季是F1历史上第一次通过规则修改增加下压力,实现了单圈时间的进步,以及前方更激烈的战斗。

2018赛季日益临近,我们来检视一下赛车设计师在2017赛季里已经克服的规则改变带来的问题,以及不是突然被FIA勒令禁止就是受到严格审查的解决方案。

 2017年最出人意料的特殊装置可能就是“T形翼。这个方案起初因为效果并不显著而被排除,但是很快成为了赛季中必须使用的装置。

T-Wing rule

T-Wing rule

Photo by: Giorgio Piola

这都是因为车队注意到一个可以钻的空子,让尾翼前方区域的车体可以得到使用。这张图片指出了车体可能出现或可能不出现的地方,被排除的区域被打上了红色的记号,T形翼可能出现的区域则以黄色凸显出来。

可以认为,这些翼片在自己的右侧产生了微小但数量上足够有效的下压力,但还有帮助疏导尾翼前方气流的第二功能。

冬季测试充满了挑战,特别是如此大幅度的规则修改时。虽然车队使用的T形翼基本上发挥了作用,但哈斯车队的T形翼在装上后,呈现出造成“鲨鱼鳍”摇摆的趋势。

Kevin Magnussen, Haas F1 Team VF-17
Kevin Magnussen, Haas F1 Team VF-17

Photo by: Sutton Images

FIA在澳大利亚大奖赛的第一节自由练习里对这一现象进行了重点检查,进而要求在第二节练习前移除该装置,不过也声明称,只有车队能够加固“鲨鱼鳍”,才能继续使用T形翼。车队如是照做,因为知道翼片可以带来性能上的优势。

随后FIA引进了针对T形翼的偏斜测试,哪怕此举几次导致了一些车队的T形翼损坏,引起了担心,例如:在巴林时,瓦尔特利•博塔斯赛车的T形翼结构损坏;马克斯•维斯塔潘相同装置也有明显受损。

此后,F1宣布只将检查T形翼的小翼片,只要它们在承受最大不超过100Nm的负荷时,弯曲幅度不超过5毫米。

T-Wing table
T-Wing table

Photo by: Giorgio Piola

起初,T形翼的设计看似相当中规中矩,但是很快就变得复杂,出现了很多种意想不到的变种,因为车队最大限度地使用可以利用的空间。

随着赛季的进行,更加简单的单翼片经常被多层翼片取代,而且还各有复杂的结构和缺口。有些车队被发现将翼片角度下调,用来影响排气管和尾翼下方的区域,威廉姆斯就是采取这一计策的先驱。

Williams FW40 double planes
Williams FW40 double planes

Photo by: Giorgio Piola

通过T形翼的发明就可以知道,重要的不是规则里写了什么,而是什么没有写,而这些灰色地带,带了有可能使性能提升的空间。

举例来说:“鲨鱼鳍”从来没有被F1真正放弃,但是因为尾翼高度提升,以及2011年禁止使用F-duct使得“鲨鱼鳍”与尾翼之间的连接丢失,它就没有了用武之地。

同样地,2017年尾翼结构的高度被降低,为“鲨鱼鳍”重回舞台带来了可能。虽然外观上并不漂亮,但它对性能的提升作用是车队无法忽视的。

Sauber C36 new engine cover
Sauber C36 new engine cover

Photo by: Giorgio Piola

2018年,规则已经修改,“鲨鱼鳍”和T形翼将消失,引擎盖将更加传统,更多地将类似于索伯在奥地利测试的版本(上图)。

“光环“

Mercedes F1 W06 Hybrid Safety Proposal
Mercedes F1 W06 Hybrid Safety Proposal

Photo by: Giorgio Piola

这一饱受争议的安全装置在2015年被提出,由一条中心翼梁来支持环绕车手头顶的圆环。它将在2018年被首次使用在比赛中。

我们目前所看到的装在赛车上的“光环”只是仿真品,主要用来测试车手的视线效果、驾驶舱进出和空气动力学方面的影响,而实际的装置需要与底盘紧紧相扣。

“光环”的安装让车队非常头疼,因为静态负荷测试的详细要求出台得相当晚,要求它整个地完全脱离,而不是只有底盘或安装点需要接受测试。

Mercedes F1 W08 Halo Crash Test
Mercedes F1 W08 Halo Crash Test

Photo by: Giorgio Piola

这给设计师带来了难题,因为他们一直想把重量减轻,同时依然能通过负荷测试。

2017年,为了适应加宽的轮胎和车身,以及油箱尺寸的加大,赛车的最低质量已经增加到728公斤,而2018年设计师被给予了额外6公斤的空间进行发挥。

然而,许多设计师表达了对“光环”的担心,包括它的重量达到14-15公斤左右,而这意味着车队在配重方面可以调整的余地减小,而体重较重的车手可能处于劣势。

车队可以从位于英国、德国和意大利的三家供应商购买“光环”。每具装置的开销至少为1.5万欧元,由钛材料制成,可以收纳进车队自行设计的车身之内。

车队已经在2016和2017赛季使用过不具有空气动力学效果的“光环”,但规则允许设计师用自己的整流罩去影响外部气流。

这些方案中最激进来自于迈凯伦,他们在光环顶上加装了连城一体的三层格式的细翼片,试图以此减少“光环”结构在空气动力学上的低效率,将气流引向干扰更小的地方。

悬挂花招

去年,一些领先车队在赛车性能方面实现了“非常有创意”的效果,悬挂系统扮演了显著的作用。本赛季开始前出台了一则针对悬挂规则的解释。

Ferrari SF70H Push pick up
Ferrari SF70H Push pick up

Photo by: Giorgio Piola

可以理解的是车队收到的技术指令,目的是赛车在转向时,限制其底盘高度的改变,因为如果这一技能得到开拓的话,可以改进空气动力学表现。

尽管有些底盘高度的改变是无法避免的,但是有人怀疑,有些系统被专门设计成底盘高度是偶然发生改变的,以便在某一刻改进赛车的空气动力学效果,否则就会蒙受损失。

从现在起,车队必须向FIA提供相关文件,来证明当方向盘以最小半径转动时,底盘高度的变化不会超过5毫米。

当然,那些已经成功使用过此系统或有计划使用该系统的车队,不得不寻找其他方式来模拟同样的技能。

法拉利和红牛在2017年都花时间测试了修改过的悬挂布局,两者的设计都做了垂直延伸,调整了推杆的位置,被认为是针对赛车转向时,底盘高度会改变的情况进行调整。

Red Bull RB13 push rod suspension
Red Bull RB13 push rod suspension

Photo by: Giorgio Piola

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