【F1周二技术专栏】沙特缠斗背后的牛马理念之争

红牛和法拉利在本周末结束的沙特大奖赛中上演了精彩的决斗。但在精彩缠斗的背后上演的是红牛和法拉利两种完全不同的策略路线的对决。马克·修斯对两只车队各自的调校方案进行了研判，而乔治·皮奥拉则进行了技术上的解释说明。

在吉达的比赛中，几乎所有车队都对翼面角度进行了重新设定和测试。由于全油门的高速弯路段占据了吉达赛道的绝大部分区域，因此车辆在该赛道行驶时会对空气阻力极其敏感，仅次于蒙扎。

但每支车队在下压力与空气阻力之间都会做出不同的权衡。况且，这是全新的空动规则付诸实施后的第二场正赛，车队们依然需要在实际比赛中继续摸索他们的车辆设置与调校。同时，海豚跳现象依然是阻碍车队进步的关键因素。梅奔就选择了放弃模拟实验中敲定的高下压力调校，以此为代价缓解严重的海豚跳现象。

因此，那些受到海豚跳影响较为严重的车队只能选择以低下压力模式参赛。观察那些在周日受挫的车队就不难发现，他们几乎都缺乏必要的下压力。尽管直线速度在这条赛道中非常重要，但通过稍微增加的中等水平下压力调校也能够在弯道中挽回差距，达成类似的单圈速度。

最重要的因素其实并不是车辆在直道末端的尾速，而是其从出弯、进入直道、通过整个直道、进入下一个弯角所需耗费的总时长。如果你在上一个弯角的出弯速度更快，那就意味着你可以在下一个弯角走出更快的入弯速度。这样一来，即使你在大直道上的尾速并不那么理想，也能够通过更快的过弯挽回直道上失去的时间。同时，更大的下压力也有助于更好地保护轮胎，从而加快整场比赛的节奏。

这就是法拉利在沙特站的策略思路。从下图中我们可以看出，法拉利在沙特的翼面设定与巴林几乎没有区别，而巴林则被普遍认为属于中高下压力赛道。

法拉利所采用的勺状尾翼具有深度相当大的中央翼面，而两侧的翼面则极为纤薄。其深度下探的主翼而非后部襟翼是产生阻力的最大来源。

我们可以发现，法拉利在吉达采用的翼面外形虽然与巴林大致相同，但在中央翼面的下探部分换用了深度更浅的版本。这样的翼面会产生更低的下压力，但不至于像真正的低下压力构型那样低。

红牛在周五的练习赛中尝试使用了他们在巴林使用的翼面构型，但在最终的正赛中他们更换为了更低下压力的低阻方案。很明显，他们的翼面下压力要远低于法拉利的技术选择。红牛在巴林使用的主翼与法拉利类似，同样是勺状外形，但在沙特站的排位赛与正赛中使用的低下压力主翼则明显更为平直，仅在外侧两端存在一个小的锥形曲面。

巴林主翼的中央区域在产生大量下压力的同时也会产生大量阻力。而主翼两端的部分则进行了修型。由于受制于端板的影响这部分并不负责产生主要的下压力，而出于减阻的目的对其进行修型就是最好的选择。

但在巴林使用的主翼直边上存在一小段结构横跨主翼的纵向部分，导致难以对该区域进行任何形式的修型。面积如此小的主翼区域将产生非常小的阻力，同时也不会产生太大的下压力。

这样的技术差异所造成的结果就是，我们能在吉达看到法拉利获得更快的过弯速度，而红牛获得更快的直道尾速。

但在巴林站，两只车队选择的技术策略则不尽相同。当时，双方都选择了高下压力模式。虽然在巴林的某些弯道上，红牛比法拉利的速度更快，但总的来说红牛的优势区域依然是大直道尾段。尽管如此，法拉利依然凭借更快的加速能力获得了更好的单圈成绩。

因此，在巴林和沙特这两条下压力要求截然不同的赛道上，法拉利比红牛更青睐大角度尾翼。当然，我们也不能仅凭尾翼角度就得出最终结论，新规则下红牛也许能在底板下方获得多于法拉利的下压力。如果红牛的地面效应部分下压力更大，那么作用于整车的总体下压力就会相近，红牛也就不需要更大角度的尾翼设置。

但事情也许并没有这么简单。尾翼和梁翼的设定组合对底板下方的空动性能亦会产生影响。从尾翼底部通过的气流越多，其下方梁翼受到的拉力就会越大，这又会使得底板下方的气流产生更大的拉力。因此，尾翼角度越大，地面效应就会越显著。听起来似乎是通过简单粗暴地增加尾翼角度就能提升车辆速度，但实际上阻力和下压力两者之间存在一个需要平衡取舍的临界值。一旦超过这个值，阻力带来的负面效应就会大于下压力所带来的正面效应。但总地来说，使用地面效应的新车确实更适合更大角度的尾翼设定。

现在，让我们把海豚跳现象放进这个系统中加以考虑。由于海豚跳的存在，车队都倾向于对底板产生的下压力进行人为限制。由于设计过程中很难对海豚跳现象进行准确的模拟和仿真，因此车队普遍对这一问题毫无准备。所以，我们最终看到的底板设计所产生的下压力可能远不如设计过程中使用的底板方案。

防止海豚条的一种方案是简单粗暴地抬高车辆后部底盘高度，但这种方法非常低效。让车辆远离底盘贴地的阈值高度的更好方法其实是降低尾翼角度，在减缓海豚跳的同时还能收获减阻的额外好处。增加底盘高度只会增加更多上部下压力，同时也增加更多阻力。

所以，红牛的尾翼设定在下压力和阻力的权衡上或许会略优于法拉利的设定。因此，他们能够更从容地降低尾翼角度，在减阻和缓解海豚跳的同时获得相似的下压力表现。当然，也有可能是红牛必须降低尾翼角度，以此来避免比法拉利在更慢速度下进入海豚跳。

值得注意的是，红牛在沙特使用的梁翼并不如巴林站的方案那样激进。这部分翼面同样会产生阻力，因此在吉达使用的版本虽然有效降低了阻力，同样也降低了作用于底板部分的下压力。

无论出于何种原因，更大角度的尾翼设定似乎才是真正的“窝法快乐翼”。造成这一现象的另一大因素可能是法拉利强大的动力单元。GPS数据显示，采用这套动力单元的车辆加速能力非常凶猛。也许这就是法拉利赛车在高下压力状态下依然能高速运行的原因之一。虽然其尾速不如对手，但凶悍的加速能力使其在总时长上完全不落于下风。

随着更多遥测数据的出炉，牛马之间隐藏的技术路线斗争会变得更加清晰明朗。但我们能够观察到的是，今年F1最快的两辆火星车将以肉眼可见的巨大差异进行对决。这点毫无疑问。