深度-F1技术解析：从防滚架中挖掘空气动力学优势

从防滚架中挖掘空气动力学优势

　　新浪体育讯　　F1资深技术专家乔吉奥-皮奥拉（Giorgio Piola ）和马特-索墨菲尔德（Matt Somerfield）解释了F1防滚架中进气道设计背后的奥秘。全文如下：

　　令人难以置信的是，一直到1983年，在整辆F1赛车中，只有一部分的设计是需要有完全资格认证的工程师签字认可的，那就是防滚架。自从那时起，赛车的安全性迅速提高，但有趣的是，这块曾经仅仅用来保护车手的区域，现在被车队进行了前所未有的开发以提高性能。

　　2016款梅赛德斯的F1赛车W07的进气道是2016年的所有赛车中最大的。但是这不是我们第一次看到车队利用这一区域和防滚架，通过不同的设计来达到结构加强和空气动力学性能提高的双重目的。保持防滚架结构的完整性是首要目的，因为防滚架在事故时保障车手的安全，但也可以通过设计获得空气动力学的优势。

　　梅赛德斯不断地推进极限

　　图片：Mercedes W01 air intake evolution　制图：Giorgio Piola

　　这不是梅赛德斯在这块区域使用信封式设计。

　　自从2010年的西班牙大奖赛之后（右上图），梅赛德斯使用了刀片式解决方案，这种方案可以让气流从多个角度进入主进气道，用以燃烧或者冷却。

　　图片：Force India VJM04 air intake 制图：Giorgio Piola

　　2011年，印度力量（上图）使用了一个与梅赛德斯2010款赛车相似的设计，而梅赛德斯则回归到更为传统的传统的设计。

　　VJM04的方式在两侧的刀片状防滚架分别安装了潜望式进气道，用于为梅赛德斯的FO 108Y V8引擎提供供气。F1车队在此区域的设计可谓挖空心思，日益极端----纵然通过了碰撞测试，但是FIA仍然从2012年起限制了车队对此区域的研发。

　　新的动力单元，新的要求

　　图片：Toro Rosso STR9 air intake　制图：Giorgio Piola

　　新的防滚架设计的要求加上部分带有试验性质的F-Ducts设计的出现，使得很多车队在2013年开始挖掘其他区域的潜力。不过2014年V6涡轮增压引擎被引入F1，各支车队又将注意力集中到这块区域。这种需求来自新的动力单元。对于1.6L涡轮增压引擎，从进气道引入的空气不仅要满足涡轮增压器的需求，还要满足大量散热器和空气冷却的需求，

　　红牛二队（上图）决定扩大进气口，使用传统的上下双层进气道。

　　2015年的巨大进步

　　图片：2015 air intakes comparison

　　2015年，路特斯车队选择了完全整合的进气道设计。整个进气道分为三个部分，一共四根。

　　主进气道负责为涡轮压缩器提供空气，稍大的进气道和两个较小的进气道则分别为各种ERS（能量回收系统）散热器和变速箱冷却器提供空气。

　　梅赛德斯使用了大型的进气道，再次回归了以前曾经使用的设计。气流在进气道内进行分裂，中央进气道负责为涡轮增压器提供气流，外圈进气道则为各个冷却系统哦年提供空气。

　　在F1赛车中，维持设备的工作温度窗口极端重要，因为每一个动力单元的部分都有自身非常精确的工作温度窗口，否则无法达到最大的输出功率。

　　随着引擎制造商和燃油供应商持续提高燃油的燃烧包线，现在必须精确的控制燃油与空气的比例，否则预爆就无法发生，因为燃油与空气混合的比例稍有偏差，便会影响引擎的可靠性、性能以及效率。

　　梅赛德斯的最新解决方案

　　图片：Mercedes W07 airbox details 　Photo by： Giorgio Piola

　　在季前试车中，梅赛德斯在W07的进气道上安装了基尔探针（Kier Probes），以便测量所有的进气道是否都获得了应当获得的空气流量。车队利用这种在真实环境下获得的数据来与从CFD和风洞测试中获得的预期值进行比较，以便进行调整。