賽車中的空氣動(dòng)力學(xué)(編輯修改稿)
2025-05-27 12:11 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 F1輪胎主要由三種物料組成：橡膠、鋼鐵和編織物。但是，如果算上配方包含的材料，恐怕就要超過 150種。設(shè)計(jì)輪胎的工程師如同廚師，除了要選擇適當(dāng)?shù)牟牧贤?，還需要掌握火候和調(diào)味?；鸷蚣摧喬ピ谥圃鞎r(shí)需經(jīng)300℃ 的高熱處理，調(diào)味是指利用不同的成分比例和添加劑改變橡膠的特性，以應(yīng)付實(shí)際需要。例如在比賽期間，干胎的溫度可上升至 80℃ ～110℃ ，故設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮它在溫度變化時(shí)仍需維持的正常彈性和摩擦系數(shù)。只有“精心烹調(diào)”出的合格輪胎，才能被車隊(duì)選中使用。 輪 胎橡膠是選“硬”還是選“軟”在每條賽道都會(huì)發(fā)生變化，根據(jù)賽道特性，輪胎制造商會(huì)做配方的調(diào)整。比賽時(shí)，輪胎制造商會(huì)向車隊(duì)提供兩套不同配方的輪胎，車 隊(duì)可以自行選擇偏硬還是偏軟的輪胎，選定。 后不能更改。輪胎的柔軟度會(huì)根據(jù)選用的化合物配方不同而發(fā)生變化，最主要的三種成分包括碳、硫磺和油。通俗地說， 輪胎中多用一些油，輪胎就會(huì)偏軟。中性胎（半雨胎）和全雨胎的花紋格式有所不同，這些輪胎表面的花紋格式有利于排除濕滑賽道上的積水。對(duì)于車手而言，沒有 什么情況比賽車“滑水游戲”更糟的了，這使賽車幾乎處于完全的漂浮狀態(tài)。顯然這時(shí)賽車已經(jīng)喪失了大部分的抓地力，現(xiàn)代 F1輪胎的花紋格式設(shè)計(jì)可以在最短的時(shí)間內(nèi)排出最多的水，從而確保輪胎表面同賽道的最大接觸面積。整個(gè)周末的比賽，每個(gè)車隊(duì)會(huì)為每部賽車準(zhǔn)備干、雨輪胎各兩種，每種干胎 10套，雨胎 7套。按照每套 4個(gè)來算的話，每部賽車就要準(zhǔn)備 136個(gè)輪胎。一般來說，干胎在極速比賽情況下只能行駛 80～200Km。為了確保輪胎處于最佳狀態(tài)，車隊(duì)會(huì)在它們性能下降之前更換，也就是說，它們?cè)诤偷孛妗坝H密接觸”不足半個(gè)小時(shí)的時(shí)候，也就“壽終正寢”了。 那么，完成比賽任務(wù)后的輪胎去向何處呢？就此舍棄未免奢侈了點(diǎn)。其實(shí)，就算完成了比賽，這些輪胎還不能就此“卸任”。經(jīng)過專業(yè)人士審核之后，它們會(huì)再次回到生產(chǎn)商手中，進(jìn)行詳細(xì)的研究和分析，為工程師提供信息，讓他們?cè)谶M(jìn)行下一次設(shè)計(jì)時(shí)有所改進(jìn)，設(shè)計(jì)出品質(zhì)更為優(yōu)良的輪胎。除了作為“標(biāo)本”使用，這些用過的輪胎還會(huì)視其情況進(jìn)行循環(huán)再造，變成其他產(chǎn)品的原材料，或供火力發(fā)電之用 在 F1賽車中，什么是康達(dá)效應(yīng)排氣？ 就是利用康達(dá)效應(yīng)制造的廢氣排氣系統(tǒng)。 下面簡單介紹一下不同車隊(duì)的設(shè)計(jì)。 紅牛 紅牛在 2022年 的總體設(shè)計(jì)思路沒有變，這點(diǎn)從車尾就能看出來，依然是傾斜的底盤搭配“墊高”的擴(kuò)散器（詳細(xì)情況請(qǐng)查閱上一期的分析），所以紅牛依然需要把廢氣引到擴(kuò)散器來解決這種設(shè)計(jì)引發(fā)的一系列問題，所以對(duì)于紅牛來說，確保廢氣能夠擁有最高的傳輸效率是解決問題的最關(guān)鍵因素，而且要不惜一切代價(jià)。 紅牛在發(fā)布會(huì)上 RB8采用了符合規(guī)則的傳統(tǒng)排氣管，當(dāng)然，這是蒙人的。隨后的冬測(cè)中，他們推出了完全不同的升級(jí)方案（圖 1）。 \\ 在紅牛冬測(cè)的設(shè)計(jì)方案中，排氣管被隔熱材料包裹，而且在排氣口之后的位置全部覆蓋了隔熱材料，這也就意味著廢氣一旦從排氣口吹出就被工程師通過運(yùn)用康達(dá)效應(yīng)而緊緊地依附在車體表面，直到到達(dá)指定位置。這種設(shè)計(jì)廢氣的傳輸效率高，然而也有缺陷，那就是這種布局不利于可樂瓶區(qū)域氣流的流動(dòng)（針對(duì)這種情況，紐維在 側(cè)箱底部安裝了進(jìn)氣口，引導(dǎo)氣流通過，這也是后來雙底板的雛形）， 此外由于廢氣氣流的路徑很長，且炙熱的廢氣具有較大的黏滯系數(shù)，因此這種排氣在工作時(shí)帶來的阻力也是十分可觀的。我們都知道， RB8和現(xiàn)在的 RB9在極速上一直落后于對(duì)手，這一方面與工程師更改調(diào)校設(shè)定增加負(fù)升力有一定的關(guān)系，另一方面就是受這種排氣的影響，而且這種“低尾速”是在賽車設(shè)計(jì)時(shí)就已經(jīng)決定了的，換言之，如果紅牛不更改排氣的模式，那么尾速的劣勢(shì)就會(huì)一直延續(xù)下去，除非采取其他手段來進(jìn)行緩解，比如 DDRS。但是有一點(diǎn)是肯定的，既然你選擇了在彎道中積累優(yōu)勢(shì)，那么就必須在極速上付出代價(jià)（圖 2）。 \\ 這可以為一種極端的路線，甚至是一種冒險(xiǎn)。 \\ \\ 紅牛在澳洲站使用的改良排氣（圖 4） 但是這一次紅牛遇到了麻煩，那就是 RB8
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