解析F1赛车空气动力学

解析F1赛车空气动力学

    虽然一级方程式赛车是一种高速汽车，但在机械概念上却较接近喷射机，而非家庭房车。它们巨大的双翼不但具用商业广告牌的作用，同时还可以产生至关重要的「下压力」。这种空气动力会使流经汽车上方的气流将车身向下压，使车子紧贴在车道上。相反地，飞机则是利用巨大的双翼产生「上升力」。  　　 

　　将车身压在车道上可使轮胎获得更大的抓地力，进而在弯道时产生更快的加速度。由于一般普通房车没有下压力，因此甚至无法产生1G（一个重力单位）转弯力。一级方程式赛车能产生4个G的转弯力。 

    在时速230公里时的状况下，F1赛车上方气流产生的下压力足以使它在隧道里沿着隧道的顶部行走。 

    在设计当今一级方程式赛车的过程中，扮演重要角色的空气动力学家正面临着一个基本的挑战：如何在产生下压力的同时不增加空气阻力。这正是汽车必须克服的问题。  　　 

    在汽车空气动力设计的过程中，风洞扮演着重要的角色。进行风洞实验时，通常先制作一半体积的模型，而风洞就像一个巨大的吹风机，将空气吹向静止的模型。  　　 

    虽然这个吹风机的价格非常昂贵，但美洲虎车队仍然编列四千九百万美元的预算，将在该车队新建的银石（Silverstone）工厂建造一个风洞。  　　 

    空气动力可以根据不同赛车场的特征而调整。较直的跑道需要较低的下压力设定值，如此可减少阻力，并且有助于赛车提高极速。较曲折的车道需要较高的下压力设定值，如此可令赛车的极速降低。例如，在曲折的霍根海姆车道上，赛车很难达到300km/h的速度，但在蒙扎车道上，车速可以超过350km/h。

    赛车轮胎的工作温度大约高达摄氏100度。只要温度稍低一点，轮胎就变得容易打滑。所以在上胎之前，工作人员会先把轮胎放到一个叫做「轮胎保温袋」的特殊毯子里，以便尽量使轮胎保持工作温度。 

    弯道打滑容易引起轮胎过热或者起泡，加快磨损的速度。车手必须小心保护轮胎，以便撑到下一次进维修站，或撑到比赛终点。 

    比赛之前，车手必须从赛车官方的合法轮胎供货商普利司通(Bridgestone)提供的不同轮胎组合中选择轮胎。较硬的组合较耐用，但是抓地力较小。因此使用这种轮胎组合的赛车绕圈速度会稍微慢一些  ，但是可以用较少的进站维修次数作为弥补。较软的组合较易磨损，但是抓地力较大，可使赛车产生较快的绕圈速度，但是这种轮胎很少能撑过100公里。 

    车队为不同的天气准备不同的轮胎。四槽轮胎在干地时可发挥最大性能，而湿地轮胎的触地面会有花纹，方便排出车道表面的雨水。中间型轮胎适用于潮湿天气。