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最快的赛车却不是冠军 F1史上的遗憾利器MP4-20


http://sports.sina.com.cn 2005年12月18日16:31 新浪体育
最快的赛车却不是冠军F1史上的遗憾利器MP4-20

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  新浪体育讯 虽然迈凯轮与本赛季的双料冠军失之交臂,但是这并不能掩盖MP4-20在速度上王者地位的事实,今年70%以上的最快圈速归它所有和蒙扎的极速纪录便是在数据上的直接证明,而雷克南在铃鹿末位发车夺冠则是最具说服力的实战案例。

  2005赛季的帷幕已经落下近两个月,现在关于迈凯轮失利的主要原因已不需要讨论(引擎已成千夫所指);但是这辆银色战车为何能如此神速却没有几人能回答上来,其间运用的独到技术更是不为常人所知。如果记忆没错的话,MP4-20很可能是F1史上第一辆最快(全年)、但却不是冠军的赛车。而如今,随着总设计师纽维的离去,更是让它充满了传奇和神秘的色彩!

  下面,我们将利用F1技术分析专家加里-安德森(Gary Anderson)提供的独家资料,一同揭开其背后隐藏的技术秘密,从中你将了解到一些闻所未闻的信息。

  1,重量分配:与对手逆道而行

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  迈凯轮MP4-20是重量分配最靠前的赛车之一,前部的配重高达48%。这样做的好处是:可以减少后胎的横向负载,并将其移至负载较低的前轮。最后达到的效果是:四个车轮负荷分配的更加合理,轮胎的回转力提高了,四轮工作的更加有效。

  但这样做在空气动力学上几乎带不来任何好处,相反,要与之协调却非常困难。这是因为如果将重量前移1%的话,就必须将赛车的下压力前移0.5%。不巧的是:今年的新规则要求,将前翼的高度提高5厘米,这意味着要实现这一目标变得更加困难。但即便如此,迈凯轮仍然做到了。

  F1赛车的空气动力学平衡原则是,下压力必须和重量分布相匹配。在这个定律下,如果能够通过加大前翼的倾角来增加前部的下压力,同时又不损失尾部下压力的话,赛车的整体下压力将会随之提高;由于前翼角度的加大所形成的阻力非常小,所以整个赛车组合的效率就会提高。迈凯轮MP4-20正是通过这种方案完成了以上不可能的任务。

  2,前翼:最有效的“传统方案”

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  上面刚刚提到了迈凯轮在提高前部下压力上的妙招,下面就让我们来看看他们的具体实施方案!

  查看前翼的俯视图你会发现,MP4-20是十支参赛队伍中,翼板弦长利用最长的赛车。前翼由三片组成,其总弦长超过任一对手。与主翼板吻合,三片翼板都保持着平缓的曲率、中间下沉,两边高的特征。当低表面的气流(与前翼处于相同高度的气流)出现分离、扰动时,前翼受到横向气流的影响会被减至最低,因此整个套件非常稳定。赛车的特性是:易于驾驶,敏感程度极低。

  从这点上讲,迈凯轮的前翼方案是所有车队中最理想的,它不像雷诺R25在低速赛道时,需要通过添加额外的翼片来弥补下压力的不足,也不会像法拉利F2005的唇翼那样,会带来大量的负面效应!

  需要特别关注的是:MP4-20前翼中间下沉的部分,到与两侧开始上升部分交会的区域,是接近气流的主要停滞点,这里能产生大量的下压力。

  3,后翼:独步前列

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  由于重量分配前移了,因此下压力也跟着前移,但是MP4-20并没有牺牲尾部的下压力,相反,赛车配备了更加有效的尾翼。从外形上看你可以发现,MP4-20尾翼两侧靠近端板的曲率明显降低,这是因为在左右这两个区域,其空气动力学效率并不如中间部分高,也就是说没有中间部门产生的下压力大,相反,它会带来更多的阻力,这正是MP4-20尾翼塑形的理论依据。

  再看看对手的尾翼,仍保持传统的平直状态,单纯就这点上讲,迈凯轮在空气动力学上已超越了对手,这也正式MP4-20速度无人能及的原因之一。另外,MP4-20还将尾翼端板的后缘切掉,这主要是为了减少赛车对侧风的敏感程度。

  4,扩散器:最理智的处理

  迈凯轮MP4-20扩撒器的造型相对传统,这是因为本赛季的新规则明确要求,严格限制该区域的高度。这意味着该区域没有量的发展空间,要弥补损失的下压力,必须在其他地方想办法,因此迈凯轮花在该区域的力气较小,客观上为车队对其他区域的改进积攒了精力。

  5,冷却:引领对手

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  冷却是F1赛车上需要作出最大妥协的部分之一,是任何设计师都必须处理的问题。这里的妥协是指需要在保护“引擎的安全”和“净化”气流之间找到平衡点,也就是说如果某一天我们的F1引擎不需要冷却了,那赛车的整个侧箱都可以全部拿掉,更不用在侧箱上开孔或者架设烟囱,为之带来的乱流而费神。

  一辆F1赛车的散热方案是根据根据引擎释放的无效热量来考虑的。为了保持冷却气流的有效工作,如果进入的气流比例为25%的话,那出口比例必须达到30%。而且需要知道的是,在这个区域(侧箱),任何的冷却气流都可以制造下压力,所以必须合理的控制冷却气流的利用,多用将意味着下压力的浪费。如果一辆赛车不需要冷却的,任何一个设计师都可以制造足够的下压力。

  在过去的几年中,新材料的应用让引擎的安全运转温度提高了100~125摄氏度,这意味着冷却的难度降低了一些,但是现在F1在处理冷却问题上仍没有得到致臻完善的程度,特别是在冷却气流的出口处。

  现在的设计师倾向于关闭尽可能多的空气出口,来保持流向尾部的气流更“干净”,让尾翼的工作更加有效。这样,便可以让车身下压力的损失将至最低点。1998年,迈凯轮在赛车上首次采用了散热烟囱,如今几乎每一支车队都开始使用这项设计。但是雷诺R25在使用烟囱的同时,还在侧箱上开了大量的散热孔,而迈凯轮的开孔则使用的很少。实践证明,这二者都是非常有效的。

  6,前悬挂:“高人一等”

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  迈凯轮首创的“O龙骨”概念是MP4-20最引人注目的设计之一,这种独特的方案不仅能将从前翼流来的气流的扰动将至最低,而且能够最大限度为车底导入更多的气流。所谓“O龙骨”是指在外观上看不出明显的龙骨特征,前悬挂的下叉臂是直接和车体相连的。

  没有龙骨意味着前悬挂的下叉臂比正常安装位置高,而且会影响到前悬挂的安装强度。但是迈凯轮让左右下叉臂贯通底盘相连,将强度的问题解决了。由于下叉臂的安装位置提高了,所以上叉臂的位置也必须随之增高。因此在外观上你可以看到,MP4-20前悬挂挺杆与车体的链接点已升至鼻锥表面,比任何对手都高。

  另外,仔细观察上叉臂和和操纵臂与车身的链接处你还会发现,在这个位置略微向下弯曲,并包覆着翼片,这是为了稳定从前翼向后方流去的气流,使其改道后流向侧箱,并产生一定的下压力。丰田也有类似的结构,但是他们在这个位置的正上方还安装了一个附加翼片。

  7,后悬挂:拓展功能

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  MP4-20的后悬挂仍保持着传统的结构——双叉臂(又叫双A臂)。但是它们现在的功能已开始拓展,开始成为空气动力学组件的一部分。与尾部的扩散器和横撑片一起,成为赛车尾部下压力的主要来源。悬挂与车体的链接部分、变速箱周围的车体、以及悬挂与车体的链接处已经非常紧凑,并包袱着翼片,这些都是为了能给尾部的横撑片提供更加稳定的气流,让赛车更稳定,更高效!

  (行云)


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