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技术简报:美国&墨西哥背靠背合集

    F1上海站|2015-12-08

PART 1

惊喜多多的美国站

尽管美国大奖赛被糟糕的天气严重影响,车队却仍然出乎意料了带来了许多新套件。CRAIG SCARBOROUGH将会带来解释这些升级。

Mercedes W06 internals, US GP 2015

各只车队在美国站来带了多的出奇的新套件。

从周五第一节自由练习赛中使用上的新套件来看 ,车队升级的背后并没有许多创新,相反,车队所做的只是融会贯通竞争对手的空力哲学。

新的规则实行还不到两年,但是赛车上的某些区域正在逐渐趋向一致。在这个周末,前翼是升级的焦点,几乎所有还有多余研发预算的车队都带来了相似理念的前翼。

这是一种有着“外洗”空力哲学的前翼。当去年规则消减前翼宽度之后,大多数车队选择用尽所有的空间,并且使用端板引导气流流向前轮外侧。

而现在,车队的端板则不那么弯曲了,但是前翼外侧本身被塑造成了向外弯曲的形状,前翼前缘变得更窄,但是后缘变宽了。

法拉利

Ferrari turning vanes, US GP 2015

SF15-T用上了许多新部件,包括引擎套件和空力套件。两部法拉利都用上了仅仅经过稳定性升级的新引擎,而不是大家所期待的2016款升级了动力的动力单元。

但是在空力方面,赛车从头到尾都被升级了。法拉利带来了全新的前翼。新前翼和之前的前翼在外洗理念上相似,但是被重新塑形了。

新前翼最显著的特征是成对的襟翼,以前的前翼襟翼在翼尖部分融为一体。端板内侧也加上了一片小翼片。

Ferrari diffuser, US GP 2015
前部转向翼片空力哲学的改变更为显著。新的和奔驰极为相似的空力套件取代了原先相对简单地转向翼片。

新的翼片更大,每一个元素都在底部融入一条折边。在这后方,是一个奔驰结构的“蝙蝠翼”。

梅赛德斯在去年就使用了类似格式,但是直到今年美国站前,都没有车队模仿这种设计。“蝙蝠翼”后缘向下,所以这个翼片并不产生下压力,而是作为一种控制气流的设备——削弱前翼产生的上洗气流,引导这些气流流向侧箱周围。

在赛车后部,扩散器顶角部分独特的小翼片被重新修订过了。之前的版本中,二元素小翼被独立的安置在扩散里顶角。现在,这个部分融入了扩散器上方的襟翼,形成了一个丰满的四元素结构。

红牛

Red Bull front wing, US GP 2015

红牛选择暂不使用升级的雷诺引擎。所以红牛使用的雷诺引擎除了一些稳定性升级之外和澳大利亚的版本并无本质区别。

和其他所有车队一样,红牛也带来了追随奔驰外洗哲学的新前翼。这对于红牛(这只从来不追随别的车队的潮流的车队)的空力哲学是一次重大的改变。

奥斯丁版本的前翼的另一个升级是攻角调节器。在去年阿布扎比遭遇调节器硬度问题之后,现在红牛使用了一个简化了许多的调节器。

新的调节器位于翼面上方的泪滴状包裹里,使用了三脚架支撑。其中两只脚固定在前翼上,第三只脚本身是螺纹调节器,连接着被调节的襟翼。

对于设计师来说,设计制造这种精致的结构使得前翼能通过FIA的形变测试是一项挑战。

除了从别的车队汲取前翼设计的灵感之外,尾部防撞格式上添加了一对小翼片。但是这个设计也是由奔驰先引入并被法拉利效仿的。

迈凯伦

McLaren floor, US GP 2015

俄罗斯站阿隆索赛车上使用的内燃机和排气管升级也被带到了这里。迈凯伦本身也在进一步提升底盘。

之前,本田在排气设计上和2014年的奔驰引擎非常相似——废气首先经过很短的头段排气,接着一齐流入流量更大的中段排气最后流进涡轮。而现在,本田使用了更传统的等长排气管。头段排气大大加长,直接连接3-1尾气收集器,尾气再经过很短的一段管道就能流入涡轮了。

这个变化会改变引擎的音调。在某些油门开度下,本田引擎过去听起来已经很嘶哑和嘈杂了,这是减小涡轮迟滞理念的一部分。普遍认为,这种部分气缸关闭(cylinder cutting)的应对手段可能会消弱动力以及从涡轮中回收的能量。现在引擎听起来不那么激进了,但本田引擎仍然是围场中声音最独特的引擎。

迈凯伦同样引入了外洗前翼,新前翼沿用了以前的瀑布状小翼,但是端板部分修正了外形以适应更窄的宽度。

在后轮前方,迈凯伦采用并进一步开发了法拉利的开孔理念。

法拉利使用了8对边缘上的开槽加上一对L型开槽,迈凯伦则用了两对L型开槽加上11对边上的开槽取代了原先的两个L型开槽。这些开槽在底板下方制造出一股流向后轮内侧的气流。这股气流能抵消掉后轮产生的喷流并阻止喷流进入扩散器(喷流进入扩散器的会减小下压力)。

后刹车导管和排气管的位置有了一点小小的改变,但真正关键的改变是车辆尾部被设置的更高更激进了(就像红牛一样),后部底盘离地间隙被大大抬高,相应的,前部底盘变得更低了。

一旦分离器擦地和扩散器密封的问题被解决了,这种底盘设施就能产生更多的下压力。在这种设置下,前翼和分离器有可能在被千斤顶放下的时候接触地面,受到损坏。所以迈凯伦通过在车上装摄像机的方法来观察赛车被千斤顶释放时分离器是否会接触地面。

梅赛德斯

Mercedes cooling inlet, US GP 2015

由于俄罗斯站罗斯伯格油门踏板的故障,奔驰使用了新的油门踏板阻尼,除此之外,奔驰本周正赛没有更多可见的升级了。

但是奔驰为即将到来的墨西哥GP做了一些测试。在第一次练习赛中,罗斯伯格测试了修订过的冷却开口。

墨西哥城海拔更高,空气稀薄,这影响了引擎的动力输出以及冷却系统的效率。

为了应对这个问题,奔驰测试了新的引擎冷却导管。新的导管包含了顶部防滚架,一对导管,和一个辅助冷却系统。

这一对导管处于防滚架两侧,延伸到车体后部。指向位于ERS主散热器后方的辅助散热器。

目前尚不得知这款冷却方案具体是怎么工作的,增加的导管通向变速箱周围,所以辅助冷却器可能用于冷却变速箱油或者辅助ERS散热。

威廉姆斯

Valtteri Bottas, US GP 2015

除了FW37前翼上的明显改变,威廉姆斯的后部车体和隔热设计也有一些不易发现的升级。

回到前翼部分,前翼的外侧区域和端板都有升级,进一步研发了车队在赛季中期引入的外洗理念。

小红牛

Max Verstappen, US GP 2015

我们又一次看到小红牛在防滚架上加上了首次出现在俄罗斯站的辅助进气口。

这对进气口把气流导向变速箱顶部的冷却器。和奔驰相似,这也可能是为墨西哥站做出的准备。这样可以最大化冷却效率以及减小引擎动力损失

印度力量

Force India front wing, US GP 2015

通过在丰田克隆风动中持续不断的运作50%比例模型,印度力量在美国站带来了第三版前翼。

不同寻常的是印度力量把所有三款前翼都带来了。新的前翼沿用了银石站引入的B版空力套件的前翼部分,但是改变了端板设计。

前翼端板底部略微倾斜是一个有趣的设计。最初,这个设计是由红牛引入的。当时红牛赛车前部较低,需要端板下缘提升高度以防前翼蹭到地面。

这暗示着印度力量也采用了更极端的底盘倾角。

Alonso, McLaren, Austin

PART2

高海拔的应对之道

高海拔,稀薄的空气,长直道,多变的弯角,抓地力极差的赛道表面这一切都使得翻新的墨西哥城赛道成为了F1各只车队艰巨的挑战。CRAIG SCARBOROUGH讲深入讲解车队是如何应对的

   
Mexican GP 2015

赫尔曼·提尔克(Hermann Tilke)操刀重新设计的墨西哥赛道有着高海拔,长直道,赛道表面抓地力渣渣的特点。这使得本周末车队的工作重心不在于升级赛车,而是如何调教赛车来适应这些不同寻常的挑战。

2240米的海拔高度使得这里的空气密度比其他任何赛道都要更低,引擎动力输出,冷却以及下压力都会因此受到影响。

由于氧气含量的减少,引擎需要更加努力的工作已获得更大的输出。涡轮引擎让这点变得更容易实现。只要让增加涡轮转速,压缩更多空气就可以了。

但是问题在于规则限制了和涡轮同轴的MGU-H的转速,125000转。很多车队已经接近了这个不能超越的转速极限,所以引擎的输出还是会被限制。

稀薄的空气也使得冷却系统效率变低了,这也会影响动力以及可靠性。为了确保动力单元的冷却,散热出口被完全打开,让冷却导管完全工作。

一些车队的解决方案是在防滚架上加上新的开口。

一些车队会在防滚架进气口中分出一部分导向变速箱或者液压油的冷却器。通常情况下,当车手松开油门时,用于冷却的气流就增加了。

在墨西哥稀薄的空气中,最大化防滚架进气口的气流非常关键。所以车队取消了防滚架进气口中的分支,在防滚架外部重新加上额外的进气口来喂食冷却器。尽管这会在空气动力方面产生一定的消极影响,但是动力及冷却方面会受益颇丰。

下压力和阻力会同时减小,所以车队需要较大尺寸的翼片来抵消海拔减小的下压力。

所以尽管这条赛道有着超长的直到,大多数车队都采用了接近摩纳哥规格的空力套件,这样才能勉强产生蒙扎水平的下压力。

因此,即使动力输出会有所下降,但是更小的阻力意味着赛车甚至能跑到比蒙扎更高的极速。

赛车从如此高的速度刹车时对刹车也提出了严格的要求。很对车队低估了刹车的要求,并且遭遇了在刹车冷却方面的问题。

梅赛德斯

Nico Rosberg, Mercedes, fire, Mexican GP 2015

罗斯伯格早在美国站就测试过了墨西哥版本的冷却包,这个周末,两辆车都用上了这个套件。

通过进一步的观察,防滚架上的进气口更有可能是用来冷却变速箱油的。变速箱冷却器被移至了赛车后方。

第一节练习赛罗斯伯格刹车着火事件显然是由于车队低估了刹车散热需求,并使得刹车过热。随后的比赛中赛车安装上了更大的刹车导管,解决了这个问题。

法拉利

Ferrari monkey seat, Mexican GP 2015

法拉利除了一个稍稍加大的冷却出口以外并没有明显的冷却系统的改变,这暗示着法拉利在冷却引擎方面功力深厚。

在赛车尾部,尾翼采用了高下压力设置,并且使用了一个新的Y100猴子座小翼。这款小翼在新加坡站就被测试过了,但当时没有在正赛里使用。这款小翼比原版稍大,端板也更深。

扩散器襟翼的几何构型被略微的扭曲了,以配合奥斯汀扩散器的升级

印度力量

Nico Hulkenberg, Mexican GP 2015

这只总部在英国的印度车队又增加了一些多元国家的元素,因为墨西哥是旗下车手佩雷兹的故乡。

对成绩的渴望让印度力量选择研发了一款全新的尾翼。这款尾翼在墨西哥站首次亮相,和奥斯汀引入的新前翼一齐工作。

和B版空力套件引入之后的很多升级一样,这套鼻翼尾翼也是在丰田风动中研发的,并且借鉴了红牛的设计。

尾翼的端板没有任何变化,但是两片翼片都有修订。尾翼的前缘取消了阶梯状的轮廓,襟翼的尺寸也有微小的改变。

变化之一是尾翼外侧10毫米的部分。这个区域不用遵守两元素的规则限制,所以许多车队在这里把翼片做成多层的。

这个变化可能非常有效,因为在尾翼和端板交汇的区域,沿着交界线的气流很难保持干净。在这个狭窄的区域使用多层翼片可以让气流贴合与翼片,保持尾翼效率

小红牛/索伯

和奔驰一样,小红牛和索伯在防滚架两侧添加了额外的进气口以喂食赛车后部的散热器。

马诺

Manor brake duct vane, Mexican GP 2015

F1中体量最小的车队做出了赛季中仅有的几次升级。引入了新的前刹车导管。

旧款导管由一个阶梯状的前缘围绕在轮胎内壁周围。新的版本更加简洁,前缘更加平直。

导管内侧的通风管道也被重新设计了,而且更加平直的轮廓允许车队在导管周围加上一个小翼片,引导气流流过轮胎内侧

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