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F1德国站技术:回顾质量减震器 银箭改变前翼哲学

http://sports.sina.com.cn 2006年11月11日00:08 新浪体育
新浪体育讯 
F1德国站技术:回顾质量减震器银箭改变前翼哲学

  注: 本赛季开始前,我们曾向中国车迷承诺,《新浪F1技术专区》会在每站比赛结束后,推出最权威的技术分析。但后来由于一些原因,耽搁了部分分站技术的推出时间,在这里我们要向一直支持我们的车迷说声抱歉。接下来,我们会利用冬歇期将缺省的部分全部补上,敬请关注。

  本期看点(德国站)

  本期技术的核心看点无疑是雷诺的质量减震器。它是继变形翼之后,本赛季F1赛坛掀起的另一场技术风波,虽然现在这项技术已被禁止,但是关于其合法性至今仍存在争议。但更为重要的是,它对雷诺争夺今年的总冠军(卫冕),带来了巨大的冲击。

  除此之外,本期技术值得关注的还有迈凯轮的新前翼和超级亚久里的侧箱, 前者反映了迈凯轮在独树一帜的前翼哲学上的最新发展,而其中关于端板小翼的理论,对车迷了解当前前翼发展方向,具有指导意义。后者则用实例讲述了侧箱对车腰空气动力学的重要性,而且这个位置在未来的F1赛车上,可能发生巨大的变化。

  雷诺R26后悬挂减震器

F1德国站技术:回顾质量减震器银箭改变前翼哲学

  雷诺R26,不仅前悬挂配备了质量减震器,而且后悬挂也使用了这套系统,只不过车尾是在本赛季才开始引入的。前乔丹车队工程师加里-安德森(Gary Anderson)认为,车尾使用质量减震器,并没有前悬挂的质量减震器关键,原因是车尾的弹簧要比车头软很多,因此对于圈速提高的帮助是很小的。

  F1赛车今年改用V8引擎后,尺寸缩短了10厘米左右,因此在变速箱和引擎之间腾出了一部分空间,这为在车尾引入质量减震器提供了条件。如图所示,车尾质量减震器的安装方法和车头的完全相同,它竖直的位于变速箱前部,上下两端是弹簧,中间是平衡质量。

  雷诺R26前后使用质量减震器后,能将更多的车身升幅转化为悬挂的弹跳,进而允许车手更好的控制车身的倾斜。一般来讲,当车身升幅增加时,会带来轮胎负荷的增加,但是使用质量减震器后,能够有效降低车身上升幅度,进而防止车轮面临超负荷工况,此时车手能够保持理想路线继续前行。

  换句话讲,质量减震器允许工程师将常规的悬挂减震器调的更硬,更好的控制车身的运动,将车身的侧倾降至最低。而如果没有质量减震器,单纯的调硬减震器,会使赛车在制动的情况下发生跳跃,加大轮胎的工作量,进而带来更多的磨损。

  另外,质量减震器还能让轮胎更好的达到工作温度。F1赛车调校的定律是:悬挂的硬度和轮胎是相互制约的。如果悬挂过硬,轮胎的负荷便会增加。硬悬挂纵然能使轮胎升温更快,但是却无法应对极端的负载情况(包括超负荷的低负荷),因此这样的设置实际是顾此失彼。

  但是如果使用质量减震器的话,即使轮胎经历“低潮”(也就是上面所说的超低负荷),车手仍然能够让其快速的恢复工作温度(至于另外一个极端情况,相信无需赘诉)。这正是阿隆索在今年的比赛中,当安全车驶回维修站比赛恢复时,R26赛车恢复状态奇快的主要原因。另外,质量减震器还能让轮胎对赛车的反馈更稳定。

  雷诺R26前翼

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  雷诺的前翼主板从原来的V字形平滑的演化为如今的勺状,并将原来架设在主翼板上的小翼的尖端,直接拉伸到鼻锥上,与法拉利的方案非常类似。

  分析:流经前翼中心位置上方的气流对车尾的影响是巨大的。因为这里负责向车底、车尾扩散器和侧箱导流板输送气流。

  赛车前部的主要下压力来源于前翼的外侧区域,前翼新的外形旨在缓解中心位置的负荷,让气流更好的汇聚流向底板的前缘和侧箱,让车尾的工作效率提高。理论上讲,为了调整整个车身的空气动力学平衡,可以在前翼中心位置的后缘增加小的锯齿,但事实上这是通过牺牲尾部的下压力来实现的,并没有增加前部的压力。所以更好的平衡应当是增加整个赛车的下压力。

  迈凯轮MP4-21前翼

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  迈凯轮在德国站引入了全新的前翼,但是仍然拥有迈凯轮典型的特征;最大的深度和缩短的宽度,以为塑造长端板腾出空间。与之前不同的是,这套新前翼的端板更深一些;并且将以前的水平翼片(红色箭头所指)拿掉;主翼板与端板连接的位置,比之前更高了。

  分析:这仍然是一个非常典型的迈凯轮风格的前翼,它拥有巨大的平面区域制造下压力,可以通过塑形的变化取得相当大的改进。但是现在迈凯轮主要是通过尺寸的使用和比例的调整,来挖掘其最大潜能。

  基于MP4-21的前翼,可以在主平面的前面使用前缘缝翼(leading edge slat),将气流拾起然后让其下降,这样主要的下压力将来自于中央区域。但是迈凯轮在这个位置做了一些妥协,因为他们仍然没有真正利用主平面,而且不像是使用了前缘缝翼。但是他们在试着借助三块翼片和大致相同的安装间隙来形成一个大的工作面积。

  迈凯轮使用的这套新的前翼拥有相当高的前缘,并且第三片翼的尾缘非常高。这样改进后,要让流经这个角落的气流不产生剥离会非常困难,在这种情况下,工程师必须借助CFD技术找到气流分离点,进而决定翼片与翼片之间的空隙位置。

  自从去年规则要求增加前翼的高度以来,端板小翼的作用减小了很多。在迈凯轮的这套新的前翼上,端板小翼已经消失。以前,它在不形成阻力的情况下大约能制造20公斤的下压力,但是现在可能只有两公斤。以前,迈凯轮前翼端板的一个特征是:设计时旨在让车轮在转动的情况下获得一定的侧向力,以提高操控效果。但是他们现在推出的这套新前翼已看不到这方面的技术痕迹,这可能是因为纽维走后,车队开始引入新的前翼哲学。

  宝马F1.06新前翼端板

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  宝马在德国引入了新的前翼端板(红色箭头所指为老版本),对比可以发现,新的端板上方有一个三角形的切口,与旧版本存在明显的差别。

  分析:此处的改进紧随之前对第三片翼的发展,并在其后方安装了端板,旨在改变气流方向,最大限度的发挥第三片的效用。新的设计是为了让端板外侧的部件更有效,让它真正发挥作用。由于端板这个区域距离前轮有较大的距离,因此它不会受到轮胎转速的影响。

  宝马F1.06侧箱

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  宝马在德国站使用了一个新的、形状更加复杂的侧箱。分析:到目前为止,宝马一直使用中规中矩的直角边缘的侧箱。这可能是因为传统的设计更不容易出现气流分离和乱流,更容易控制侧风和产生的乱流。但是现在,明显他们已经找到了获得更多下压力,同时仍然允许他们保持控制气流的方法。

  超级亚久里SA06侧箱

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  超级亚久里SA06与前任最大的不同在侧箱这个位置,新车的侧箱位置更高,拥有非常不同的散热器通道和雕塑感更强的外部包附件。

  分析:这样的设计,是为了让更多的气流流向车尾低位置的腰部区域(英文叫coke bottle)。而如果让气流从侧箱溢出,将无法使气流流向车底。那么如何让气流围绕着赛车侧面进入车腰区域,同时允许具有侵略性的车腰设计,又不出现气流失速呢?

  现在,有些车队选择在车腰区域增加导流片,这是因为车腰设计太具有侵略性时,使得赛车在“偏航”的时候会出现气流失速的情况。比如当赛车在行进的过程中以五度角转弯时,赛车内侧的腰部区域会突然工作的很厉害,而且会出现一定程度的气流分离,导致丧失下压力。

  SA06在侧箱下方的底切,能为流向车尾腰部的气流提供更好的轨道。前乔丹车队工程师加里-安德森认为,未来的F1赛车还会继续加大在侧箱位置的发展,特别是当想出新的散热器布置方案后,这里的发展会更加迅速。

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  (行云)


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