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F1的技术研发HIN高级:Z形地板

作者:admin  时间:2021-05-06 14:17  人气:121 ℃

知乎上曾有人问过这个问题:那些F1赛车研发费用这么大,如果比赛拿到了最后一名,是不是亏了几十亿?

F1的研发投入确实非常吓人:奔驰、法拉利和红牛这几个大品牌每年的研发费用接近5亿欧元,即使是小品牌的研发费用也在1亿欧元左右。每年比赛20场左右,赛车撞毁也常有发生,还有那大几十人的团队,怎么看都像是亏本的买卖。那为什么还要去搞这项运动呢?怎么去赚钱呢?

一般而言,车队都会有赞助、另外每年F1车队也都有分红;这些和战绩肯定关联度很大,你研发高了,成绩自然好一些。成绩好了,反过来赞助商也多一些,赞助的金额也高一些。例如梅赛德斯奔驰某年的赞助商就有22个,几乎布满F1赛车各个角落。这些露出来的品牌Logo自然少不了不菲的广告费用,毕竟F1是和奥运会、世界杯并列的三大运动之一,车迷数量那是相当惊人的。

车手身上的赛车服也是能打广告的地方基本也打满了,根据曝光的位置不同,价码也不一样。越吸睛的地方肯定价格越贵。

汉密尔顿胸口最大的广告“马石油”一年的广告费就是5000万英镑,全身加起来都快1.5亿英镑了。如果加上F1的年度分红,其实基本也就不亏了。分红主要是F1和全世界各电视台、流媒体签约的合同,门票收入等,这些最终都会转化为各个车队的分红收入。另外一个角度,参赛的车队本身也是在打广告,F1的技术最终还会转化到商品车上去赚钱。

说回技术,F1特别重视空气动力学。Mark Hughes用Giorgio Piola的技术插图解释了这一技术创新。在2021年的两场比赛中,我们看到了至少在一个领域趋同于一个受欢迎的解决方案——那就是地板边缘。

在伊莫拉,法拉利和威廉姆斯都推出了新的地板,从平面上看,边缘是“Z”形,这使它们与梅赛德斯、红牛、阿斯顿马丁、阿尔法塔乌里和阿尔卑斯已经使用的相同。

这样就只剩下迈凯轮,阿尔法·罗密欧和哈斯在直线边缘阵营。将Z形切割到地板的侧面(如图所示)实际上会让汽车失去一些地板面积。2021年的规则只规定了地板不能超出前面两点(距离前轴线向后180cm)和地板后面两点(后轮胎前方,前方点内侧100mm)之间的概念对角线。显然,在这两点之间画一条直线可以最大化建筑面积。那么,为什么团队愿意砍掉其中的大部分呢?由地板产生的下压力是由地板产生的负压和压力作用于地板的面积的倍数。z形边缘必然会减少地板的面积,因此这意味着它一定会增加负压——并且增加的总下压力要大于面积减少造成的损失——否则它就不会出现在赛车上。

有几个机制,通过z形切口可以提高地板的性能。切口本身,与顶部的叶片一起工作,可能会产生一个旋转的空气漩涡,然后被吸到地板的底部边缘,从而帮助密封它,保持负压。这些涡旋形成虚拟的“裙子”(以20世纪80年代被禁止的物理橡胶/陶瓷裙子命名),保持地板主要部分的气流有活力。气流越快,下压力越大。在地板的外缘制造漩涡的工作以前是由地板槽来完成的,今年被禁止了。也有可能是传统的对角线地板边缘产生了与气流相关的问题,因为气流在地板中央台阶部分的减小区域往回移动,通过调节保持直线(下方)。当团队第一次开始模拟新楼层的空气动力学时,有些人报告了颤振的现象,即当达到一定的临界气流速度时,气流以循环的方式回响。可能是z层在这一过程中起了作用,使得流体更干净,因此更有效。通过切割地板的一部分来插入Z,使Z的后部边缘与中央台阶的墙壁平行对齐,从而保持地板下流动经过的区域一致。对于Z的位置有多远,汽车之间存在很大的差异,这可能反映了对这一现象的不同敏感程度。例如,在威廉姆斯(下图)上,Z开始的位置比法拉利(Ferrari)要远得多。威廉姆斯车队在伊莫拉把自己的两辆车都排进了第二名,他们报告说场地运转得很好。

法拉利在对卡洛斯·塞恩斯和查尔斯·勒克莱尔的赛车在周五上午和下午的新地板进行了评估后,承诺在周末剩下的时间里使用这两辆赛车。迈凯轮,阿尔法和哈斯还要多久才能加入Z俱乐部呢?拭目以待吧

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