神奇的风洞实验

http://sports.sina.com.cn 2005年09月20日14:25 新浪体育

　　F1赛车舒展、流畅的外型经常使人联想起在空中翱翔的战机。事实上，F1赛车已成为世界上科技含量最高的竞技项目，其10秒瞬间加速性能完全可以和先进的喷气战斗机媲美。

　　巨资建造风洞

　　F1赛车性能的快速提高，与各大车队在空气动力学方面的巨大投入是分不开的。据

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专家统计，目前F1车队在空气动力学上的花费已占到其整个车队年度预算的15%，是仅次于发动机研发的第二大支出项目。

　　在这一笔巨大花费中，其中相当部分投资于风洞建造和测试。风洞 (Wind Tunnel)是一个大型隧道或管道，在管道的中间，安装有一台巨型电扇，它可产生强劲的力流，经格栅等装置整理减少涡流后送入实验段，吹动放置在其中的实验模型。

　　如今，领先的F1车队都不惜巨资(一套现代化的F1风洞造价高达4500万美元以上)，建设自己专属的风洞，以便及时和准确地研究

赛车的气动效果，改进赛车的气动套件，获得克敌制胜的杀手锏。

　　直接影响空气动力学

　　在上个世纪五十年代，风洞主要用来研究飞机气动性能。从七十年代开始，为了追求更好的空气动力学效果，各大车队开始关注赛车气动性能的研究，这使得风洞试验显得愈来愈重要。

　　在风洞试验中，巨大碳纤维风扇极限转速可以达到600转/分，驱动引擎的峰值功率更可达到让人咋舌的4000匹马力。如此强大的动力可以在30秒内将静止的空气加速到300公里/小时，此时托起赛车模型的传送带则模拟赛车在比赛中的各种路况和车身姿态，最大限度保证模拟的真实性和有效性。

　　威廉姆斯F1车队的风洞位于英格兰Grove的总部，是目前各大车队中现代化程度最高的风洞之一。目前，大多数车队只能进行50-60%比例模型风洞试验，而威廉姆斯车队的二号风洞可以进行1:1的风洞实验，这对车队而言是一个巨大的优势。在风洞中可以进行的另一种模拟测试是将两个类似的模型放在一起，一个放在另一个的后面，用以模拟一辆赛车在处于另一辆赛车之后时的气流状况。两个赛车模型的高度和距离可以通过外部遥感来进行控制，精度可达到惊人的0.01毫米。

　　IT技术与风洞实验珠联璧合

　　风洞试验得到的数据将被快速地传送到威廉姆斯技术合作伙伴HP所提供的基于Linux架构的Proliant服务器集群进行分析，这些分析在

新车设计中发挥着关键作用。威廉姆斯F1车队FW26的全新外观与车队进行过的大量的风洞实验分不开。使用HP超级计算机系统，威廉姆斯拥有了出色的空气动力学模型技术。在风洞实验的过程中，威廉姆斯F1车队在虚拟环境中设计、模拟和实验的能力得到了极大的提升。威廉姆斯在车头和前翼的大胆设计，可以约束从车身上方和下方流过的气流量，从而最大可能地利用气流对高速行进中的跑车的积极作用，提高气流效率。而且借助HP服务器集群的强有力支持，威廉姆斯F1车队已经将空气动力学装置性能模拟仿真的时间从原来的数周减少到目前的几小时。

　　由于每一站比赛的路况、天气状况等原因的不同，F1车队需要不间断地进行风洞试验，确保赛车能以最佳的空气动力性开始每一站的赛事。据统计，每年每支车队在风洞中花费的时间高达8000个小时以上。