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俗話說人如其車。法拉利車隊並不是按照舒馬赫的下巴設計他們賽車的鼻子的。法拉利『女神號』賽車的設計更多的是出自空氣動力學的原因,纔形成目前其馳騁賽場的外形。
先看一個例子:在改造前的德國霍根海姆賽道直道上,一級方程式賽車可以達到370公裡的時速;而一輛波音747飛機的起飛速度在280-300公裡之間。如果沒有F1賽車前後翼產生的壓力將賽車牢牢地按在地面上,那麼法拉利早就成為了一個斷了線的風箏,舒馬赫也變成了長翅膀的超人。
F1的高速度需要輪胎盡可能的保持與跑道路面接觸,這樣纔能讓發動機產生的動力變成前進的動力。一輛一級方程式賽車在加滿油的狀態下車身重量大約在700公斤左右,但是車身的重量大部分集中在車後部,因此,要足夠的下壓力來產生足夠的摩擦力,前翼、後翼和側翼的設置成為一級方程式賽車成功的關鍵。
賽車的前後翼的設置在不是每次比賽時都是一樣的,前後翼的角度和賽道有直接的關系,因為空氣的阻力和空氣對車身向下的壓力(Down-force)成反比例:如果車翼調得平,那麼賽車的空氣阻力就小,最高速度就大,油耗小,但是賽車缺乏穩定性;相反,如果車翼調得高,那麼賽車的阻力就大,最高速度受影響,油耗大,但是賽車在彎道的穩定性就強,所以,根據賽道的不同,前後翼設置的角度也不同。一般來說,如果賽道直道長,那麼就會選用平翼(例如德國霍根海姆和意大利蒙紮);如果賽道彎道多,那麼前後翼設置得就高(例如摩納哥)。F1賽車空氣學的法寶就是要根據賽道掌握兩種力的平衡。
幾乎每個一級方程式車隊為了提高比賽成績,都斥巨資修建風洞,對比賽車原型小一半的模型進行研究。每年所有一級方程式賽車隊的工程師們在風洞內研究的總時間超過8000個小時。邁凱輪車隊和雷諾車隊已經分別擁有兩條風洞,威廉姆斯車隊即將建成的風洞價值3000萬美元,豐田車隊設在德國科隆的總部內一共有45名工程師專門研究賽車的空氣動力學,索伯車隊剛剛花了4500萬歐元在瑞士建立了一條新的風洞,不僅僅可以研究靜態時的空氣阻力,還能夠模擬賽車時的各種狀態,例如加速時的車頭上揚,剎車時的車頭下墜,甚至在彎道時前輪的轉動、車身的傾斜等。
根據一級方程式的換算模式,想要將賽車的最高時速提高1公裡,則需要發動機功率平均增加7馬力,而車隊在發動機上將很難有所作為;如果將賽車空氣阻力值(行家口中的cw值)減少1%,那麼賽車的最高時速將能夠增加3公裡。一場比賽,特別是排位賽,往往就取決於這麼0.001秒。
一級方程式賽車時速在120公裡的時候,車翼產生的向下壓力達到300公斤;時速到240公裡時,這樣的壓力達到1.2噸。這樣,理論上說,車身字重700公斤的F1的賽車完全可以在天花板上倒著開。威廉姆斯車隊電腦氣流動力部(Computational Fluid Dynamics,CFD)的主管伊格斯(Naethan Eagles)說:『一級方程式車隊對空氣動力學的研究從不是白費功夫。』