老风洞正面对F1赛车测试能力极限的挑战 [复制链接]

你知道吧，迈凯伦和阿斯顿·马丁都在打造自己的新风洞。而法拉利和红牛则在改造他们旧的风洞。大家为啥越来越重视风洞呢？其实很简单，现在的风洞大多不能很好地测试那些利用地面效应的赛车。所以，车队们就想要更专业的设备来提升性能了。

在赛车界，F1车队正越来越多地采用电脑模拟和人工智能来设计赛车。尽管如此，风洞试验依然不可或缺，因为它能提供真实环境下的数据。然而，传统的风洞也存在一些问题。

风洞的尺寸是影响其建造成本的关键因素。随着F1赛车变得越来越长、宽、高，很多测试项目都受限于风洞的空间。当赛车模型接近风洞的墙壁时，空气流可能会与墙壁和天花板发生相互作用，这可能会影响测试结果，特别是现代F1赛车对空气流动的优化非常讲究。当高速气流撞击墙壁时，会反复作用于赛车表面，造成干扰。

迈凯伦在自己新风洞建成前，经常租用丰田的风洞进行测试，但那个风洞太小，无法满足在大角度转弯时对赛车表面流体的测试需求。这就解释了为什么他们在过去两年里在慢弯道上表现不佳。自从去年10月新风洞投入使用后，他们成功解决了这个问题。这充分说明了风洞尺寸对于测试准确性的关键作用。

在风洞里，各种传感器就像侦探一样，帮助我们了解空气如何流动。以前的风洞用的传感器是老古董，就像上世纪末的电视机，既不耐用，也不准，还看不到细节。现在的传感器就好比是最新款的手机，不仅准确，还能快速捕捉到细微的变化。

现代传感器的设计也很特别，它们的形状很像飞机的翼尖，这样就能最小化对空气流动的影响。此外，新的风洞可以使用一种叫PIV的技术，这是粒子图像速度法的简称。这种方法让激光照亮小颗粒，然后用相机拍下它们，这样我们就能看到空气流动的微小细节，就像在电影中一样清晰。

你知道吗？在风洞里，最贵的部分之一就是专门让模型车跑起来的那个跑步机。这个跑步机主要是为了让轮胎动起来，好让科学家们研究轮胎的表现。以前的风洞可能没有跑步机，所以轮胎只能保持不动。在赛车领域，特别是地效赛车，车底下那块特殊的板子，它的压力会随着速度增加得非常快，就像速度越快，它受到的压力就越大。如果风速改变，老式的风洞就没办法知道轮胎到底承受了多大的压力。

跑步机上的皮带设计得很像赛道上的沥青，这样就能模拟出轮胎和赛道表面在各种压力下的摩擦力，帮助我们了解轮胎磨损的速度。而且，地效赛车底部的感应器能检测到皮带在不同风速下微小的变化，这样我们就知道在不同速度下，这块板子承受的压力是怎么变的。更重要的是，通过这些变化，我们可以找出这块板子在不同高度时，它下面的压力又是怎么变化的。

在国际汽联设立了风洞和CFD（计算流体力学）测试的规则之后，每个车队根据他们前半年的成绩，会有不同长度的测试时间。不过，监管者是从风洞一启动就开始计算时间的。老式的风洞要等到它稳定地达到高速运转状态，这需要更久的时间；而新的风洞则效率更高。因此，使用新风洞的车队实际上能够利用的测试时间会比使用老风洞的车队多。这意味着，有更多时间进行测试的车队，最终在空气动力学套件的研发周期上会表现得更出色。