【加里安德森专栏】全车队前翼设计解析：梅奔与众不同

F1赛车的前翼不仅仅是视觉上最抢眼的气动部件之一，同样也是气动效果最为显著的那一个。

这是因为前翼是赛车上最先接触静止空气的那个部分，这也是为什么我经常说它对于气流结构的起始部分而言非常重要，而赛车的其余部分也要围绕前翼形成的气流结构来发挥效用。

由于赛车的下压力会随着速度而提升，所以赛车的前部——比如鼻锥、前翼和前轮——应当要去刺穿静止的空气，而不是推着空气向前运动。

比如说，赛车以250km/h的速度向前行进，理论上会产生大约2000kg的下压力。而如果它推走了赛车前部的一部分空气，比如说以20km/h的速度将空气向前推开，那么空气和车的相对速度就是230km/h，这时的理论下压力就只剩1700kg，这就是很大的一个损失。

但是如果前翼推开上方空气的速度进一步提升，就会带来相反的效果，这会使得翼片下方的空气流速显著高于上方，这也是底盘得以产生下压力的根源所在。

然而，前翼离地高度增加意味着翼片下方的空气会比以往更加稀薄，因此产生的下压力也会有所减少，所以前翼推开气流产生的影响并不是非黑即白的。

赛车表面的每一个气动造型，甚至包括轮胎，都会提升或降低气流的整体流速，因此每一个气动部件都至关重要。

而由于前翼是影响车身其他部分气流流速的的关键，所以它的优先级很高。不过前翼本身也必须产生足够的下压力，来让车辆更加平衡，而且还必须能够根据车手的喜好来对翼片进行调节，来实现不同的平衡需求。

增大前翼倾角就可以很容易提升赛车的前端下压力。但是赛车尾部也会或多或少地失去一些下压力。对于改变赛车平衡而言，这个特性很好，但是这并不能提升赛车的总体抓地力，因此圈速也就不会有太大的变化。

制造一款提升前翼角度却不影响后部下压力的前翼就非常困难了。但是这是车队们必须去尝试的，因为这可以在改变平衡的同时，也小幅提升赛车的总体抓地力。

而最难的则是，当增大前翼角度时，由于赛车整体气流结构的改变，尾部下压力也同时提升。这是非常理想化的情况，既可以改变平衡，又可以提升圈速。

至于最差的结果，就是增大前翼角度时，气流出现分离，导致前部和后部下压力均出现损失。

多年以来，上述的每一种情况我都见过，而目前，最后一种情况仍时有发生。构建一个特定情况下效果良好的气流结构并不难，但是如果想让赛车使用不同的调校，那么就有可能出现性能上的损失。

在下文的具体解析中，我都用线条标记出了前翼前端迎风面和尾端的轮廓。翼片形状越不规则，峰值负载也就越大，那么分流效果也就越强。

前翼的起伏越大，峰值负载也就越高，翼片下方的气流也会有更高的相对速度，因此压力差会将翼片上方的空气拉向各处，并依据需求而产生横向的气流。

红牛

前翼前端和尾端的形状都非常简洁。

这会向轮胎和车体之间输送非常均匀的气流，让底盘前端的进气更加稳定，以便底盘提供稳定的下压力。

前翼角度的改变对于其后方气流的影响应当也是非常微弱的。

法拉利

法拉利的前翼和红牛相差不大，不过翼片内侧和鼻锥连接的部分要更长一些。

这也意味着前翼上可调节的部分相对会更短，而为了达到和红牛相同水平的平衡改变，法拉利可能需要更高的翼片倾角，这也意味着其对后部气流的影响会比红牛更高一些。

红牛使用了拉杆前悬挂，而法拉利是推杆，但是他们的前翼结构大体相似，这说明前翼的作用并不在于优化悬挂附近的气流。

梅赛德斯

梅赛德斯与众不同的侧箱设计也意味着他们的前翼也会与竞争对手们大不相同。而且，就像他们的侧箱一样，可以说他们的前翼也与其他9支车队都大相径庭。

但这并不代表他们的设计是错的，因为前翼设计要和赛车整体相匹配。但是这凸显了他们引向侧箱的气流结构与其他车队都非常不同。

前翼尾端驼峰一样的突起会产生一些横向的气流，图片后方，狭窄的侧箱进气口依稀可见，而突起与鼻锥之间的空隙里通过的少量气流便会流入侧箱内部。

Alpine

外形上可以看出，Alpine的前翼有着和梅赛德斯相反的特征，W13前翼的突起部分在Alpine这里变成了一个凹陷。

Alpine还在前翼外侧后缘，前轮前方的位置安装了一小片格尼襟翼。这可以在前轮进行转向时让前翼的这部分区域更稳定地工作，同时还可以带来更多的前端下压力，缓解新一代赛车在中低速弯角的转向不足问题。

迈凯伦

迈凯伦的前翼后缘设计和Alpine非常相似。他们也在前翼外侧安装了一片格尼襟翼。

阿尔法罗密欧

阿尔法罗密欧的设计也和Alpine与迈凯伦类似。

这张图片的角度和其他车队略有不同，所以更难看清具体的翼片前后端造型。但是可以看到的是，鼻锥前方的鸭嘴部分，第一层翼片也更像是挂在第二层翼片下方，为气流提供辅助调节作用。

因此第二层翼片才更像是他们的主翼片。阿尔法罗密欧并不是唯一一个采用这个思路的车队，只不过他们的赛车上这一点体现得非常明显。

阿斯顿马丁

令人惊讶的是，阿斯顿马丁的前翼设计哲学与梅赛德斯有几分相似。

因为人们可能会认为，从红牛挖来法洛斯担任技术总监以后，马丁的前翼也会像侧箱一样向红牛靠拢，毕竟前翼会为流向侧箱的气流打下基础。

不过考虑到目前阿斯顿马丁使用的是梅赛德斯的风洞，那么这一点可能也就没有那么奇怪了。

前翼在风洞和实车上的表现差异总是很难同步，而为了在实际情况下让赛车得到和风洞中一样的平衡，前翼角度往往总会有一些偏差，而消除这些偏差则需要做很多工作。

而如果风洞边缘气流控制出现问题，就会影响到赛车上高负载或者离地很近的气动部件，比如前翼，和今年的地面效应底盘。

哈斯

他们的前翼与法拉利很相似，但是也不完全一样。尽管车队的气动设计工作必须独立完成，但考虑到两支车队密切的合作关系，这也并不奇怪。

哈斯一直在坚持他们的高下压力设计理念，这会适合更多的赛道，但是也导致他们在一些比赛中的直线尾速不敌其他对手。

红牛二队

小牛的前翼设计思路和Alpine以及迈凯伦相近，而不是大红牛。

在气动设计上，小红牛一直在走自己的路，这是一件好事，但是对车手而言，这有时候可能会让他们有点失望。

威廉姆斯

德弗里斯在蒙扎的精彩表现展现了这辆车在气动效率上的优异性能，但是威廉姆斯高效的气动实际上可能只是来源于缺乏下压力这一缺陷。

不过他们的前翼和红牛以及法拉利没有太多不同，因此这里应当没有什么大问题。

总体来看，红牛的赛车几乎适合所有的情况。不论赛道是高速还是低速，颠簸还是平滑，干地还是湿地，至少在维斯塔潘的手中，红牛的赛车都可以完美适应这一切。

在现在如此严格的规则之下，赛车性能往往都取决于微小的细节。但是我还是很乐于见到10支车队都带来了多种多样的设计理念。

车队尝试激进设计的日子已经一去不复返了，如今，发挥设计最大潜力的方式则是去理解每一个部件可以为赛车提供什么。而实践表明，这在2022新规下变得更加困难了。

而为了更进一步，你可能需要知道是哪个部分没有产生你想要的效果，或者至少弄明白它本来应当产生什么效果。