【加里安德森专栏】深度解析FIA计划在2023年进行的规则改动

2022-07-16 07:29 3505 次阅读

随着FIA终于开始着手解决新一代F1赛车的海豚跳和弹跳问题(包括在比利时大奖赛引入的技术指令),如今,他们公布了许多2023年的赛车变化,旨在确保这些问题不再出现。

明年有四个方面的变化,这些都和底板有关,旨在限制车队利用地面效应产生下压力的程度,并确保底板更加一致。

1)底板边缘抬高25mm

当海豚跳问题首次在巴塞罗那的冬测中出现,我(作者)实际上就在FIA和F1的技术报告期间提出了这一确切的想法(抬高底板边缘),他们觉得这没必要,认为车队会自行解决这类问题的。

有些车队在现有的规则下,或多或少把底板边缘抬高(图中黄色箭头)。不出所料,使用这些方案的车队,他们的赛车性能表现良好,也更少地遭受海豚跳问题。

但诱惑使得一些车队反而把在这块区域的底板降低,因为它产生的下压力规模会更大。没有车队喜欢牺牲空气动力学负载,但如果这会给你带来无法驾驶、存在驾驶体验不一致性、加重海豚跳问题的赛车,那么追求极致空动负载就是适得其反的。所以你需要做出妥协。

在赛季初期,梅赛德斯追求了一条更高下压力的道路。这导致了所有的讨论都围绕着,当这辆赛车如果能在设计和期望的行驶高度下行驶,它会有多么强大。然而,它并不能。梅赛德斯在许多场比赛中展示了,他们并不想妥协,他们感觉与其被视为单纯的速度更慢,不如抱怨这一问题。

红牛和法拉利的赛车在底板后侧有着隧道,它们被用来减少,当你从底板尾部区域获得理论上更高下压力时的“开关效应”。

这有点像把普通的翼片调得太激进。你会得到很高的下压力数据,但它仅仅是峰值(不是常态),因为它离零界点太近,以至于经常失速。但到了底板上,这么做就会出现更大的问题,即引发海豚跳现象。

当梅赛德斯开始把这辆车调得稍微高一点,然后把底板前角做得更坚固,减少底板末端在密封气流中的作用之时,他们走到了正确的方向上,这绝非巧合。梅赛德斯是可以从底板产生不同下压力的,赛车的海豚跳问题也开始更多地得到控制。

FIA还没有说明这一升高25mm的规则该如何实践,尤其是这会应用在后侧底板边缘上,还是整条底板上。但重点在于,底板后侧的设计被约束了。

当谈到海豚跳,这种振荡运动开始于赛车后部,所以这一改变将会确保车队不会尝试追求这种易于实现,但压根用不了的底板设计,来产生高下压力数据。

2)底板扩散器喉部的抬升

底板喉部不是我们看到有垂直叶片的前部开口,而是空气动力学剖面的最低部分,它构成了底板下的文丘里通道。

这有点像翼片下表面的部分。重申一遍,喉部离地面越近,就能制造更多下压力。但是离地距离的变化也会变成更重要的因素,比如说,喉部会随着行驶高度降低而变化。

我(作者)不认为这会是对于目前这些问题的重大修复,因为喉部目前相对来说还是比较高的。

3)更严格的横向底板偏转测试

虽然这听起来像是合乎逻辑的举措,应该对其横向刚度水平进行一些控制,但我看不到任何证据表明它实际上被用于提高性能。我不会对这一举措感到太兴奋。

只有在前端分离器或者后侧扩散器的垂直壁被允许偏转情况下,横向偏转才会成为问题。

如果发生了这种情况,你可能就会让底板前端在充满气流的时候,“垂直”分离器不再保持垂直。

一个重要的问题是,这会提升性能吗?还是只是会导致车队在理解原理上更困难,并使得车手的评价和空气动力学数据之间存在更大的出入?

这将会比,让我们现在见到的一些赛车的可弯曲前翼板变得一致来得困难得多。

前翼有一定的角度,气流将从翼片后缘离开,所以应该模拟起来还是很简单的。但是底板就完全是一种截然不同的猛兽。

作为对此一个例子,车队不能真正去预测海豚跳,那么你还怎么希望从你无法建模或预测结果的问题中得到最好的结果呢?

4)引入了更加精确的传感器,来帮助量化空动振荡*

引入更好的传感来测量振荡不是件坏事,但重要的是,怎么使用收集来的数据。

如果F1想要继续限制车手受到的垂直振荡的指标,那么尽可能准确地监测它是合理的。

长远考虑,这也可用于任何关于对车手影响的医学研究。

结论

最后三个措施相对带来影响较小,关键的变化在于第一个。

将后轮中心线和其前方1.0到1.5米区域之间的底板边缘高度提高25毫米可以解决该问题。考虑到规则是围绕x、y、z坐标轴写的,这也很容易实现。

这是一种明智、务实的方法,它将消除任何追求不切实际的更高下压力数字的诱惑,还应该会确保速度不会失控,以防有人真的研究出如何使底板后部更平坦的设计有效且一致。


*关于空动振荡指标(AOM)的科普,可以前往“科普”栏目查看《FIA针对海豚跳问题引入的空动振荡指标是什么》一文

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