有句话说,飞机就像人一样,越长越大,越长越胖。现在F1的车也是这样。
这赛季的F1赛车是有史以来最重的,足足有798kg。要知道,这可比十二年前的车重多了,当时维珍VR-01算上车手也才610kg的重量,而在这之前,车更轻。你可以发现围场里很多车队正努力在赛事管理机构制定的技术规则下,把车重降到最低标准。
把车做的更大更重当然不是车队的目标。如果让各支车队自由发挥的话,他们肯定会设计一个轻的车身,装上功率密度最高的引擎,这跟现在的车完全不同。有很多理由能说明,车越轻越好。
首先要知道的是,重量和质量不是一码事。质量是物体所含原子的总和,或者是对物体平动惯性大小的量度,不管什么力作用于它,质量是不变的,而重量则是引力作用于质量的产物。
为什么这事儿很重要呢?因为我们的直觉是,一辆车的质量对它的线性加速度影响最大,车越重加速越慢。但事实上,弯道才是感受到质量的地方,你在一个4g的高速弯中,惯性力会是垂直力的4倍。
总之,一辆车的极限过弯能力,受到车质量的影响。当然这么说有些简单了,因为这个问题还要考虑重心、重量分布和其他因素。
另一个车重带来的问题是碰撞危险,汽车动能的消解是车辆质量与速度平方的函数,车质量越大,碰撞就越严重。
排位赛和满油跑的正赛第一圈能很好地体现车重的影响。同一辆车,正赛第一圈能比排位赛慢好几秒,如果你的车轻,你的弯道表现就更好,加速更好,刹车也更好。赛车会灵动起来,对车手来说,这种差异非常明显。
无论是转向不足或转向过度,车重的增加都会让它变得更糟糕。车重是一个负面指标,这就是为什么你希望车能尽可能轻的原因,而车队都想把重量压缩到最低重量标准下,这让他们更灵活地放置压舱物(Ballast)。
降低重量的原则不仅仅在F1车队适用,它对所有赛车项目都很重要。
在2015年,亚历山大·伍尔兹(WEC车手)和迪格拉西(前F1车手,16-17年度FE世界冠军)向西部汽车俱乐部(Automobile Club de l’Ouest)施压,要求把车手体重也计算进勒芒原型车最高组别赛车的最低车重中,因此从2015年开始,车手平均体重不足80kg的队伍必须在车上加压舱物。
当时最高组别的勒芒原型车不算车手和燃油的重量是870kg,如果你有一个比别人轻20kg的车手,你可以在勒芒每圈快一秒!这可比车辆性能或车手天赋差异带来的速度差距大多了。对于任何赛车比赛,体重轻的车手就是一个优势。
传奇赛车设计师纽维说过,我们应该尽可能地把车做轻。F1应该是地球上性能最牛的车,技术规则的制定应该追求从轻量化入手追求极致的性能。
过去,由于没有模拟手段和复杂的生产工艺,缺乏安全规则,F1的设计师经常在零件的可靠性上出岔子,导致赛车事故。但是现在技术已经全面升级,我们有能力兼顾安全和轻量化。
在科林·查普曼(莲花汽车创始人)的年代,研发一个部件,必须要到赛道上跑跑,看看他会不会坏掉,然后再根据零件的表现修正再测试。
现在,你可以使用复杂的建模工具和模拟测试,确保零部件的强度和安全性,这让汽车更加可靠,科技的进步让我们用更轻的材料制造出更低故障率的零部件,悬挂系统就是一个例子。
技术发展了,车却变重了,我们不该接受这个设定。看看第三代的FE赛车吧,国际汽联就做的很好。相比第一代,第三代车宽度减少70毫米,车长减少了160毫米,整整轻了80kg。
按理说,电动车的趋势是功率更大也更重,但第三代车没有这样,这让人非常高兴和惊讶。它意味着赛车变轻是实际的,可以持续下去的工作。
创造合适环境、制定合适的规则并让它们发挥作用,是可能让赛车变得更轻的。但对F1来说,问题是,轻量化方案是什么样的,它可行吗?
F1重量增加的一个重要原因是复杂的混合动力单元,要想实现减重,就要改变F1的现行理念。很明显,打造这个极致引擎所需要的花费是惊人的,F1不得不把他看作预算帽中最有价值的东西。但是,把目光投向轻量化肯定比潜心混动更能为这个世界带来好处。
你在路上看到一辆丰田卡罗拉,或者其它类似的车,它们身上没有一个部件是F1赛车也会用的。在2026年放弃MGU-H(热能回收电机)不是什么奇怪的事,使用一个如此复杂的动力系统换取更高效率,这根本就是规则制定的缺陷。
你永远不可能在马路上的混动车里看到这个东西。
今天飞机不是电动的,也不是混动的,是因为电池的重量对长途飞行的能源效益毫无帮助。F1赛车没有笨重的混动单元,它也能跑的很快,甚至比混动车收集和调配动力更迅猛。如果这样一想,那么混动车的存在就没意义了。
这个想法肯定不会受到那些在混合动力引擎上投入巨资的利益相关者的欢迎。但我们应该对不同的顶级赛事有一个非常明确的目的定义,避免重叠。
F1就是毫不妥协的最强性能,FE关注引擎经济性,而像WEC这样的赛事去关注汽车道路行驶相关技术。
这将使比赛更具观赏性,也更符合F1的气质。而且真正实现了可持续发展,比如更轻的赛车和设备意味着更少的物流温室气体排放。
从市场角度来说,如果F1没有一个清晰地可持续性发展计划,那么他们对赞助商和汽车制造商的吸引力肯定会下降。放弃可持续性发展来造一辆最强的车也不现实,但是有理由相信更轻的赛车是符合可持续性发展的标准的,并且,如果F1愿意,这项赛事仍是公路汽车先进技术的试验平台。
让更轻的赛车去比赛意味不用生产那么多零件,那么制造这些零件的能源也会被省下来,更轻的赛车烧的油更少,也更容易被送到世界各地参加比赛。即使一辆车不会改变什么,但这会释放一个积极的信号。
欧洲将在2035年禁止销售内燃机汽车,所以如果F1需要保持与汽车市场的联系,他们是有压力把重点放在混合动力单元上的,但也并不一定要这么做,因为F1已经与消费级汽车完全没关系了。
或许F1应该专注于极致的技术开发,运用航空航天等等最先进的技术,打造一辆轻质结构,纯粹的超级赛车。未来将会怎样,会是非常有趣的问题。
(InvokeR_R)