深度-F1技术解析:从防滚架中挖掘空气动力学优势

来源:新浪体育
2016-03-18 08:36:00

  新浪体育讯  F1资深技术专家乔吉奥-皮奥拉(Giorgio Piola )和马特-索墨菲尔德(Matt Somerfield)解释了F1防滚架中进气道设计背后的奥秘。全文如下:

  令人难以置信的是,一直到1983年,在整辆F1赛车中,只有一部分的设计是需要有完全资格认证的工程师签字认可的,那就是防滚架。自从那时起,赛车的安全性迅速提高,但有趣的是,这块曾经仅仅用来保护车手的区域,现在被车队进行了前所未有的开发以提高性能。

  2016款梅赛德斯的F1赛车W07的进气道是2016年的所有赛车中最大的。但是这不是我们第一次看到车队利用这一区域和防滚架,通过不同的设计来达到结构加强和空气动力学性能提高的双重目的。保持防滚架结构的完整性是首要目的,因为防滚架在事故时保障车手的安全,但也可以通过设计获得空气动力学的优势。

  梅赛德斯不断地推进极限

  这不是梅赛德斯在这块区域使用信封式设计。

  自从2010年的西班牙大奖赛之后(右上图),梅赛德斯使用了刀片式解决方案,这种方案可以让气流从多个角度进入主进气道,用以燃烧或者冷却。

  2011年,印度力量(上图)使用了一个与梅赛德斯2010款赛车相似的设计,而梅赛德斯则回归到更为传统的传统的设计。

  VJM04的方式在两侧的刀片状防滚架分别安装了潜望式进气道,用于为梅赛德斯的FO 108Y V8引擎提供供气。F1车队在此区域的设计可谓挖空心思,日益极端----纵然通过了碰撞测试,但是FIA仍然从2012年起限制了车队对此区域的研发。

  新的动力单元,新的要求

  新的防滚架设计的要求加上部分带有试验性质的F-Ducts设计的出现,使得很多车队在2013年开始挖掘其他区域的潜力。不过2014年V6涡轮增压引擎被引入F1,各支车队又将注意力集中到这块区域。这种需求来自新的动力单元。对于1.6L涡轮增压引擎,从进气道引入的空气不仅要满足涡轮增压器的需求,还要满足大量散热器和空气冷却的需求,

  红牛二队(上图)决定扩大进气口,使用传统的上下双层进气道。

  2015年的巨大进步

  2015年,路特斯车队选择了完全整合的进气道设计。整个进气道分为三个部分,一共四根。

  主进气道负责为涡轮压缩器提供空气,稍大的进气道和两个较小的进气道则分别为各种ERS(能量回收系统)散热器和变速箱冷却器提供空气。

  梅赛德斯使用了大型的进气道,再次回归了以前曾经使用的设计。气流在进气道内进行分裂,中央进气道负责为涡轮增压器提供气流,外圈进气道则为各个冷却系统哦年提供空气。

  在F1赛车中,维持设备的工作温度窗口极端重要,因为每一个动力单元的部分都有自身非常精确的工作温度窗口,否则无法达到最大的输出功率。

  随着引擎制造商和燃油供应商持续提高燃油的燃烧包线,现在必须精确的控制燃油与空气的比例,否则预爆就无法发生,因为燃油与空气混合的比例稍有偏差,便会影响引擎的可靠性、性能以及效率。

  梅赛德斯的最新解决方案

  在季前试车中,梅赛德斯在W07的进气道上安装了基尔探针(Kier Probes),以便测量所有的进气道是否都获得了应当获得的空气流量。车队利用这种在真实环境下获得的数据来与从CFD和风洞测试中获得的预期值进行比较,以便进行调整。

  (编译:考拉)