空气动力学和风洞

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

　　每个赛季，国际汽联都会对比赛规则作出修改和调整。除了发动机，空气动力学套件往往是规则调整中最核心的部分。2004赛季，国际汽联就宣布：赛车后定风翼由原来的三片改为两片。同时，后定风翼的垂直部分以及发动机罩可以适度增大，从而为赞助商留出更大的广告空间。这一改动，将会使赛车下压力降低3-4个百分点。

　　虽然F1规则在不断的变化，但是空气动力学无论何时对于F1赛车而言都是最为重要

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的因素之一。因此，一方面要符合国际汽联的新规则，一方面，各车队仍在殚精竭虑地研发新的空气动力学套件。这是因为哪怕只是十分之一秒的差别都会影响到比赛的成败。

　　空气动力学套件的目的是在保证

赛车获得足够下压力的情况下拥有最小的空气阻力，以提高赛车的速度和高速行驶的稳定性。空气动力学套件是基于风洞实验来开发的。现代风洞的主要作用是将赛车模型放在内部的钢铁传送带上模拟赛车在路面上的各种情况。通过对采集到的数据进行综合分析，可以准确地检测到赛车在路面上受到各种因素干扰时的状况。这种模拟可以将赛车空气动力学部件的精度提高30%。

　　在空气动力学实验中，工程师们最关注的主要是三个方面的内容：下压力、阻力和灵敏性(敏感度)。巨大的下压力可以提高赛车的过弯极限，但是在理想状态下，下压力的增加不应当带来赛车阻力的增加，但是不可避免的却会牺牲赛车的部分极速。赛车的空气动力学灵敏性(敏感度)则是指赛车的状态性能对于空气动力学环境改变时自身变化的强弱，例如由不平整的赛道路面带来的赛车翼片以及底盘和路面距离之间的频繁变化时，赛车性能所受到的干预强弱。

　　如今各车队都在借助信息技术来提升空气动力学测试的效率和精确度。使用HP基于Linux的超级计算机系统，

宝马威廉姆斯F1车队就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。由于现在车队可以事先预测整个空气动力学实验流程，威廉姆斯的设计团队能够最合理地制订设计与制造的时间计划，从而提供性能最好的赛车。

　　威廉姆斯车队的高级工程师Naethan Eagles表示：“HP的技术帮助车队对赛车的空气动力学方面做出重大调整。车队能够得到更多的模型、做更多的实验，从而得到更满意的效果。在高端信息技术的帮助下，整个设计流程的繁琐工序大大得到简化，数据的获取和分析都更精确、更快捷。HP的Proliant服务器集群可以大大缩短设计、发展和实验的时间，这样一来，车队就拥有更多的机会去实施新的赛车设计理念。”

　　在上世纪50年代，风洞是专门用来研究飞机的气动性能的。从70年代开始，为了追求更好的气动效果，各大车队开始关注赛车气动性能的研究。而目前的F1竞赛规则对车体外形、空气动力学指数有着极其严格的规定，就使得与其有直接联系的风洞测试显得比以往任何年代都更有价值。