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无论你是不是一位F1车迷,相信你都听说过地面效应一词。最初是由科林-查普曼的路特斯车队在上世纪70年代末引入F1赛事中。1977年的路特斯78是第一辆被称为“翼车”的赛车。它的侧箱内部形状正是倒置的飞机机翼。汽车会被紧紧地吸在地面上,从根本上增加下压力。
之后的路特斯79在地面效应的应用上更进一步,在赛车侧盖板中创造了巨大的文丘里管道。除此之外通过侧裙来封闭车底的低压区,1978年,路特斯79赛车在佐尔德首次亮相,驾驶车手是马里奥·安德烈蒂。之后路特斯79由于强大的地面效应,赢得了6场胜利、15个领奖台,同时也赢得当年的车队总冠军以及车手总冠军,并锁定了F1未来几年的发展趋势。
1978年,唯一能与路特斯79相媲美的赛车只有布拉汉姆的BT46B,或者更普遍的叫法是“风扇车”。BT46B的设计者就是日后参与设计传奇赛车McLaren MP4/4的戈登・穆雷,他发现了路特斯采用的地面效应,同时他也意识到,搭配阿尔法罗密欧的12缸发动机来制造地面效应是行不通的。
为了克服这个问题,他从Chaparral 2J Can-Am“吸盘车”中得到灵感,这辆赛车用两个大风扇将车体下方的气流抽走,也实现了增加下压力的效果。
虽然在当时主动空气动力装置是被禁止的,但穆雷巧妙地利用为引擎散热这一目的伪装了BT46B的主动地面效应。他宣称,由于引擎的散热器从前端调整到了发动机上方,为了让发动机更好的散热才在后部安装了一个巨大的散热风扇来引导气流,这个风扇抽出的空气70%是用来散热,只有30%是用来增强“地面效应”(实际高速运转起来更接近55%散热,45%增加下压力),这个风扇的主要功能表明它是一个散热辅助部件而不是空力套件的一部分。凭借这一点,BT46B避开了赛会对主动空力套件的限制,成功获得了瑞典站的合法参赛资格。最终尼基・劳达驾驶BT46B在1978年瑞典大奖赛以领先第二名34.6秒的成绩夺冠。
赛后不光是其他竞争对手,连布拉汉姆车队老板伯尼自己也懵逼了,没想到这车会这么快。对手们纷纷向FIA提出抗议,并把矛头指向BT46B的尾部风扇,表示这个装置是违规的。尽管FIA已经认定它可以参加赛季剩余的比赛,但伯尼还是决定让这辆车退出比赛。
当其他车队都发现了路特斯的地面效应后,纷纷开始效仿并研发自己的地面效应。路特斯为了提升自家地面效应的竞争力。在路特斯80赛车中采用了更大面积的曲面来增加下压力,甚至将前鼻下方也设计成曲面。然而,物极必反的道理在路特斯80身上逐渐体现出来,车身下方的低压区会随着赛车重心而改变,所以在驶过弯道和路肩附近时赛车会剧烈摇晃。
Arrows A2也采用了和路特斯80类似的底盘结构,遭遇的问题也一样,在提供很大的下压力的同时也导致了空气动力学失稳的情况。
后来的Lotus 88在F1的赛车设计中就像谜一样存在,在FIA禁止使用滑裙(sliding skirts)之后,它创新性地使用了双底盘概念来弥补丢失的部分下压力,这辆车在风洞测试中表现很好,但是由于它不可预测的下压力水平导致真实的驾驶稳定性成为谜题。
由于在F1地面效应时代,汽车和驾驶员身上的作用力和速度越来越高,甚至到了不可控的地步,常常会导致灾难性事故的发生。1982年,F1地面效应被禁止。
好在几个月前,在媒体披露出的2021F1技术新规中,我们看到地面效应真的要回归F1了!其中包括:为了解决超车难题,车身空气动力学进行了彻底修改。在简化空气动力套件的同时,引入地面效应底板来确保下压力,侧箱底部会有两个大尺寸的气流通道和直达尾部的扩散器。
部分图片和资料来自Giorgio Piola的F1技术分析
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