细长车头下是一大片前翼,四个轮子伸出车外,车手半躺着坐在车内只露出脑袋,身后是发动机两侧是进气口,再往后是高高耸起的尾翼——你有没有想过,为什么如今的F1赛车都长这个样子?为什么F1赛车会长成这个样子?
开轮式结构
对于类似F1这样四个轮子伸出车外、没有车体外壳保护,有一个专门称谓:开轮式(Open-Wheels)赛车。除了F1,绝大多数方程式赛车都是开轮式,比如F2、F3、印地(IndyCar)等。
(Indy赛车)
F1之所以采用开轮式结构,其实并非这种结构有多大的技术优势,更多是因为发展过程和历史沿续。在F1最初的50年代,奔驰车队就曾尝试过封闭车轮设计,但也仅在某些偏高速直线的分站(蒙扎)使用。
(右:封闭车轮的奔驰WSteamliner,)
开轮式能让车手更清楚地看到前轮走向,但会增加阻力、增加空气动力学设计难度。而F1一级方程式,顾名思义,本质上是一种在重重规则(故名方程式)限制下榨取性能提高速度的赛事。归根结底,F1追求的是精确细腻的驾驶操作、镣铐下跳舞的技术创新,方便车手驾驶和车队维护优先,耐用性是其次,再加上历史因素和规则限制,开轮式结构就被F1作为默认项沿用至今。
一个雏形
(F1早期的前置引擎赛车)
50年代早期,所有的F1赛车都是前置V12发动机,驾驶员在后。0年,传奇人物柯林·查普曼领导莲花车队,设计出第一辆中置引擎赛车Lotus18。这种重心更靠后的布局很快显示出优势,并击败了执拗于前置引擎的恩佐·法拉利。从60年代直到今天,中置引擎成了F1在内所有方程式赛车、甚至是大多数高性能跑车的标准布局。
最初,由于引擎前置,F1赛车的进气口和冷却通道很自然的设置在车头。中置引擎的到来,使得车头尺寸有了缩小可能。进入70年代,F1工程师突发奇想,将倒置的飞机翼型装上赛车,从而可以在高速下产生下压力,大幅提高赛车过弯的速度和稳定性。从这时开始,空气动力学逐渐成为如今F1世界中最重要的科目。
(早期F1翼片出问题很常见)
最初的赛车翼片非常简陋,仅仅靠几根柱子临时性的立在赛车上。翼片和车身并非作为整体来设计,在某些高速赛道还可以取下翼片来增加直线速度。这种原始而脆弱的翼片时常引发事故,在当时引起了不少质疑和反对。赛季冠军乔臣·林特就曾因此撞断了鼻梁骨,他直言“F1赛车不是马戏团。”
(Lotus72呈现了今天F1赛车的雏形)
但空气动力学进入F1赛场已经是不可逆的趋势。年,又是柯林·查普曼和他的莲花车队设计出了Lotus72赛车。它将进气口从车头移至车身两侧,车身从以往的筒形变为梭形,车头和车尾分别安装前/尾翼,后来还在车手身后增加了顶进气口。Lotus72的这些设计被沿用至今,形成了现代F1赛车的雏形。
空气动力学
今天,空气动力学是F1赛场中最重要的科目,它的重要性和对赛车性能的影响,也只有引擎技术可以相提并论。一辆F1赛车的空动设计好坏,直接影响到它在比赛中的速度成绩。每年赛季开始前的新车测试阶段,空动部件的设计创新是最受外界