F1史上五大氣動設計(上)

近些年來,空氣動力學研發一直是車隊的一大課題。一個不起眼的小翼片的加入或翼片位置的調整,就可能完全改變現代F1賽車的平衡和表現。賽會甚至出臺規範,限制風洞試驗和CFD(計算流體動力學)分析時間。

如今,空氣動力學可能是F1最前沿的話題了。但事實上,對它的研究其實由來已久。本篇將以帶大家瞭解F1史上的五大氣動革新。(篇幅較長,剪成上下兩篇,方便食用)

F1史上五大氣動設計(上)

流線型車身

F1史上五大氣動設計(上)

流線型車身的設計成功減少了阻力,也使得早期的F1賽車,如瑪莎拉蒂250F,具有獨特的外型

回顧F1的早期,有一個非常簡單粗暴的理念,那就是強大的發動機配極輕車架子。雖然這種說法也有一定的道理,但是其終極目標是:儘可能緊湊的賽車設計。將底盤周圍的金屬製品真空吸塵,使早期的單體殼車身具有獨特的雪茄形狀,減少了賽車穿過空氣時,空氣阻力對其的影響。然而,當時還是新秀的梅奔另闢蹊徑:你看吧,雖然現在看起來挺奇怪的,但F1它從來沒說過車身不能包著輪子。

1954年,梅賽德斯W196 R橫空出世。這位可怕的挑戰者憑藉其“蒙扎型”車身,相繼在54年和55年奪得冠軍頭銜。這是梅賽德斯第一次涉足F1領域,在瘋狂的AVUS高速公路賽道上與可怕的16缸汽車聯盟對陣。流線型車身下,包裹著賽車手,同時也包裹住了車輪。

F1史上五大氣動設計(上)

低阻力W196賽車的封閉車身使它們看起來更像當代拉力賽車

這種車身僅適用於高速賽道:法國蘭斯賽道、英國銀石賽道,當然還有義大利的蒙扎賽道。雖然崎嶇不平的銀石賽道被證明不適合“鋁皮殼子”,但事實證明,在其他的賽道上,W196 R可謂意氣風發。阻力的削減,使得在超高的平均速度下的重量負擔被消除。當年車手Juan Manuel Fangio, Sir Stirling Moss 和Karl Kling都曾駕駛過此賽車。

在兩個賽季中,梅奔奪得了75%(9/12)的冠軍。然而,這些獨特的車身設計並沒有持續太久。1955年就在勒芒遭遇了的災難性事故,讓梅賽德斯趕出了推出了賽車運動,同時也帶走了他們引人注目的流線型單體殼。30年後,它們再一次出現在了比賽之中。

翼片的搭載

F1史上五大氣動設計(上)

早期載荷空氣動力套件   贊德沃特賽道上的蓮花49B

在接下來的幾年裡,F1迎來了中置引擎革命。車庫隊(“Garagistes”)的成功使低體重自重和好敏捷性成為新的焦點。雖然蓮花車隊在1967年將DFV引入這項運動,並幾乎戰勝了車庫隊,但在賽季結束時,他們失去了對發電廠的專有權。發動機優勢消失了,一直有創造力的科林·查普曼(Colin Chapman)決定嘗試倒置的翼片,並在1968年摩納哥大獎賽上正式亮相。

蓮花並不是第一個在賽車上翼片的。1956年,邁克爾·梅(Michael May)的保時捷550 Spyder在紐博格林1000公里賽上第一次裝上了翼片。然後,多名Chaparral Can-Am和耐力賽車手紛紛效仿。然而,蓮花是第一個將它們引入F1的車隊——在前錐上增加了一對小翼,賽車尾部上增加了整流罩。

隨著法拉利和布拉漢姆在SPA賽道換上了全寬尾翼(Full width wings),其他車隊也相繼翼片上車。蓮花直接把尾翼直接安裝在後懸架上。他們甚至在墨西哥推出了一種具有主動空氣動力學的變體:司機透過第4踏板控制尾翼的角度,減少直道上氣流衝擊的角度並提高最高速度。從某種意義上說,這是我們今天看到的DRS系統的前身。

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1969年的邁凱輪M7C“離譜”的尾翼設計

在之後的一個賽季的西班牙大獎賽上,這一切都達到了頂點。那會兒,所有F1賽車的前後都有著高翼設計。然而,崎嶇的蒙特惠奇賽道暴露了這種設計的缺陷——兩輛蓮花汽車遭受了災難性的故障,因為下壓力過大而發生摺疊和塌陷。這起事故好比壓死駱駝最後稻草,之前許多車隊都遇到過翼片或者懸架過載的問題。之後F1對此進行規範:翼片安裝高度相對較低,且僅安裝在彈簧底盤上。

側箱散熱器

儘管各種空氣動力學套件不斷更新,但蓮花49在服役3年後顯然已經達到極限。四輪驅動的出現更加快了它退役的程序。

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蓮花72(左)在1970年荷蘭大獎賽上首次亮相,與同時代的散熱器相比,由於缺乏前置散熱器,前端會窄得多

將散熱器移到汽車側面似乎是一個無關緊要的變化。實際上,這可能是今天所提及的五個革新中最為重要的一項。由於前端的車身不需要包裹任何裝置,72的鼻翼可以採用標誌性的楔形,在提高前翼效率的同時,也減少了阻力。將相當多的冷卻系統移到賽車中間,其好處與整個中置引擎概念相似,唯一的不同只是在體積上。

這輛車在當年的第二場比賽首次亮相時,沒有立即取得成功,因為它激進的防尾傾和防首傾懸架尚不成熟。車手還抱怨轉向缺乏手感,原因大抵是因為賽車前端過輕。但是當車手們看到這輛車威力時,這些抱怨很快就停止了。喬亨·林特(Jochen Rindt)抓住了這點,連續獲得4場比賽,雖最後葬生賽道,但也成為了F1史上少有的死後獲得總冠軍的車手。最終愛默生·菲蒂帕爾迪(Emerson Fittipaldi)在主場大獎賽贏得了摘取車隊桂冠。

F1史上五大氣動設計(上)

之後的蓮花72,在E規範下,配有慣性增壓器

蓮花公司的不斷開發,逐漸走上正軌,這使得大多數競爭對手感到震驚。這輛車於1972年升級為“D”規格,自推出以來,為蓮花車隊贏得了一個年車隊年度亞軍。然而,蓮花汽車的研發仍在繼續,故事停留在了1975賽季,“F”規格退役了。

明天再為大家繼續介紹另外兩項F1史上重要氣動革新。

記得明天來看哦。