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F1 2020冬測開始,工程師卻為啥拎著一把噴壺?

F1 2020賽季的冬測已經開始了,良好的開端是成功的一半,今年的測試天數相較於去年少了兩天,由原來的8天縮減到了現在的6天。那今年的季前測試將分為兩輪各3天進行,第一輪是2月19-21日,第二輪是2月26-28日。

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為什麼要進行冬季測試?

雖然不是正式比賽,但冬測在整個賽季的工作中扮演了非常重要的角色。各支車隊們將在測試中收集有價值的資料,以便將賽車調整到最佳狀態來迎接新賽季的比賽。這些資料是使用多種感測器和裝置收集的,比如下邊這樣。

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是不是看著有點新鮮?漆都沒噴好還掛著兩扇天線就上了賽道了。其實這些都是對賽車空氣動力學表現進行測試的必備工具,那扇“天線”的學名叫做Aero Rake中文名是氣流感應器,那種油漆叫做熒光漆,它的英文專業術語稱為Flow Viz。下面咱就挨個聊聊它倆的具體作用。

什麼是Aero Rake?

那些長得跟“天線”的東西其實就是氣流感應器,學名叫基爾探針,本質上是一種空速管。

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F1賽車為啥跑的快,一部分原因是動力系統,那還有更大一部分原因就是空氣動力學設計了。現在的賽車動力系統其實並不是各隊研發的重點了,因為國際汽聯把排量和缸數一降再降,還規定了不少限制規定,所以車隊在動力部分並沒有太大的發揮空間。

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Aero Rake的作用

但空動設計就不一樣了,它關係到賽車的綜合實力,高速時的下壓力,過彎時的穩定性。以至於我們幾乎每站比賽都能看到新的空氣動力學套件安裝到車身上。但是氣流這個的東西實在是太複雜了,就連風洞測試也不能完全模擬氣流的走向,多少都會有失真現象出現。再加上在近年來國際汽聯為節省車隊開支,嚴格限制使用風洞測試的時間。各個車隊都不得不利用冬季測試的機會抓緊獲得更真實的空氣動力學資料,那這個Aero Rake就是收集氣流資料的工具。

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它的工作原理簡單來說就是,迎風管口是測試取樣口,透過測量氣流的速度、角度、壓強來得知測量區域氣流的情況。每一個監測點都是一根朝前或者其他特定方向的測量管。因為氣流繞過障礙物才會改變原來的方向和流速,所以在各種空氣動力學部件後方收集氣流資料尤為重要。加上繞過大的、非流線型的物體更容易產生亂流,而亂流的情況更難以計算,這也是各車隊多在引擎側面進氣道之前和賽車尾部測量真實資料的原因之一。

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什麼是Flow viz?

當然,還有一些更土的方法來測試車身表面的氣流情況——“刷漆”。就是上面提到的Flow Viz。Flow viz是一種特製的熒光漆,被噴在需要測試氣流走向的賽車部件上。而且它乾得很快很容易被氣流帶走,幹了以後形成了指示氣流方向的圖案。

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Flow viz的作用

Flow viz可算得上是改善空氣動力學效能的非常有用的資訊。工程師一般會把它噴在特定元件上,然後讓賽車上賽道跑個短距離。等賽車回到P房,產生的圖案會被仔細拍照並送回後方進行分析。比如這次的梅奔,轉播鏡頭沒給特寫,大夥兒將就看。工程師正趴在地上拍照“留念”。可以看到制動管道和前叉臂上的白色表示如何操縱前翼各種翼面上的氣流流入制動管道,提供所需的冷卻以保持有效的制動效能,因為F1的剎車片溫度可以輕鬆超過一千多度。

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再比如側箱導流板,這個部件可以說是最複雜的氣動裝置,因為它是由小碳纖維部件組成的複雜結構。一如既往,每個車隊都投入了大量的資源來開發他們獨特的版本。

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圖中能明顯看到塗料是如何沿著轉向葉片拖動併到達側箱表面的。清楚地顯示了氣流透過導流板的證據。圖案中密集的條帶表示高速區域,這種氣流也就是說,我們可以觀察氣流在哪裡分離,哪裡重新附著在表面。

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那Flow viz的最大作用就是,工程師可以觀察氣流在哪些部位形成亂流,或者確認氣流的走向與設計目的相符,進而針對這些細部微調,改善賽車的空氣力學效能。

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