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F1方程式赛车空气动力学风洞实验
2018-04-10 12:38:23· 来源：AutoAero
我们为什么会花费巨额金钱和资源用在F1方程式赛车的车身上？从根本上说是因为这项花费是有回报的。如果你可以减小车的阻力使它在直道可以开得更快，如果你能运用赛车外形使轮胎有更大的下压力，然后可以在弯道可以开得更快。尽管规则减小了最终最高速度，但是空气动力学研究使弯道速度比没使用空气空力学要提高很多，赛道的圈速时间将会得到显著提高。
F1方程式赛车空气动力学：
我们为什么会花费巨额金钱和资源用在F1方程式赛车的车身上？从根本上说是因为这项花费是有回报的。如果你可以减小车的阻力使它在直道可以开得更快，如果你能运用赛车外形使轮胎有更大的下压力，然后可以在弯道可以开得更快。尽管规则减小了最终最高速度，但是空气动力学研究使弯道速度比没使用空气空力学要提高很多，赛道的圈速时间将会得到显著提高。
如果规则在赛季之间变化不大，对F1赛车的空气动力学的深入研究可以使其每年增加5%-10%的下压力是可能的。由于车辆的性质不同，F1赛车与普通汽车有着显著区别，其空气阻力系数在0.7到1.0之间（有的甚至更高，但由于规则限制只能是有限面积可使用空气动力装置），气动外形好于普通道路汽车2到3倍。这是因为规则要求开放轮式赛车定义的一部分就是暴露运行的车轮，也因为下压力通常比阻力重要得多。
计算机将用数学模型仿真汽车周围和流过的空气流动和轨道上的模型车辆的动作，现在已经禁止使用真实车辆在风洞和特殊直线测试装置上进行实验。赛车也会在真实赛道进行测试，但是测试天数也被限制得比之前更少。排名前十支F1车队都有50到150人专门从事空气动力学研究。现在要是人们把空气动力学作为一般的团队而不谈论它是不可能的。尽管国际汽联限制赛道测试和空气动力学研究，但是研究完成的量是显著的。
大多数车队的空气动力研究花费的资金和能源比例最高的是对汽车的比例模型的风洞测试。该模型通常不与实车以相同的方式构造或使用相同的材料。
它们被设计用来模拟汽车的内部和外部的形状，同时使车队能够更简单地改变模型的外形设计。平均实例可能是50m/s（= 180km/h）风速轿厢的50％的比例模型。该模型通常是从隧道洞顶悬挂，并且装得满满的电机、载重传感器、压力测量设备，计算机及其他电子产品，有时车轮不直接附连到模型，但通过模型外支架固定。可以发现力的测量有更好的整体重复性。
车队定期在一定范围内的行驶高度和倾斜（前部和后部到地面高度的差异）进行测试，同时评估模型（以及轮）的受力和扫描压力。
车队要做的很多东西都被支配运动的车身规则限制着，车队只能安装暴露的车轮和几乎没有可移动、灵活的翼形或空气动力学装置。
F1方程式赛车风洞:
当F1赛车达到一定的速度后，他们开始表现得越来越不像汽车，而更像飞机。随着比赛速度的一路走高，就需要越来越先进的工具来帮助我们了解设计车辆的空气动力学特性，即汽车风洞。
要研究F1赛车的空气动力学需要用到多种研究方法。测试所使用的汽车比例模型在配有一个“滚道”的风洞中进行。
在过去，有的团队甚至在不止一个风洞每周七天不间断测试，但是现在规则已经限制他们这样做了。风洞地板被一个叫做“滚动的路面”所替代，边界层去除系统（移除置于静止表面上建立的滞销气流）来仿真汽车在路面运动的真实情况。
大多数团队在50m/s（=180km/h）测试模型的，这个速度是规则允许使用的（Sauber风洞是F1中最好的一个，能够在滚动道路上以高达300km/h的速度测试全尺寸汽车）。
移动地平面或滚动道路系统采用钢带的技术，空气轴承和复杂的昆虫模型运动系统以优化的F1空气动力学测试的准确性
F1车队中比较好的风洞就是索伯车队风洞和法拉利风洞了。法拉利在设计阶段拥有2.2兆瓦的功率，索伯车队拥有3.0兆瓦的有效功率。索伯的室内隧道更长更宽。
（索伯风洞）
法拉利是专为50％比例模型设计而索伯车队是60％的比例模型，但也可以运行全尺寸车。索伯车队可以把滚道的10%折轴和模拟过弯，甚至在室内有更长的滚道。法拉利不能做到这一点，法拉利风洞暴露于环境（外壁将通过外部温度加热和冷却），与索伯风洞完全在建筑物内部相比，这将对内部的温度控制产生影响。也许，法拉利的风洞问题是由于外部部件，这些部件受到外部温度变化的影响。
（法拉利风洞）
最后，我们对F1赛车的空气动力学研究还要考虑比赛规则等多方面因素限制，并不能随心所欲。
“我们不可能孤立地研究汽车的某一部分，因为一切都是相互的。”
我们为什么会花费巨额金钱和资源用在F1方程式赛车的车身上？从根本上说是因为这项花费是有回报的。如果你可以减小车的阻力使它在直道可以开得更快，如果你能运用赛车外形使轮胎有更大的下压力，然后可以在弯道可以开得更快。尽管规则减小了最终最高速度，但是空气动力学研究使弯道速度比没使用空气空力学要提高很多，赛道的圈速时间将会得到显著提高。
如果规则在赛季之间变化不大，对F1赛车的空气动力学的深入研究可以使其每年增加5%-10%的下压力是可能的。由于车辆的性质不同，F1赛车与普通汽车有着显著区别，其空气阻力系数在0.7到1.0之间（有的甚至更高，但由于规则限制只能是有限面积可使用空气动力装置），气动外形好于普通道路汽车2到3倍。这是因为规则要求开放轮式赛车定义的一部分就是暴露运行的车轮，也因为下压力通常比阻力重要得多。
计算机将用数学模型仿真汽车周围和流过的空气流动和轨道上的模型车辆的动作，现在已经禁止使用真实车辆在风洞和特殊直线测试装置上进行实验。赛车也会在真实赛道进行测试，但是测试天数也被限制得比之前更少。排名前十支F1车队都有50到150人专门从事空气动力学研究。现在要是人们把空气动力学作为一般的团队而不谈论它是不可能的。尽管国际汽联限制赛道测试和空气动力学研究，但是研究完成的量是显著的。
大多数车队的空气动力研究花费的资金和能源比例最高的是对汽车的比例模型的风洞测试。该模型通常不与实车以相同的方式构造或使用相同的材料。
它们被设计用来模拟汽车的内部和外部的形状，同时使车队能够更简单地改变模型的外形设计。平均实例可能是50m/s（= 180km/h）风速轿厢的50％的比例模型。该模型通常是从隧道洞顶悬挂，并且装得满满的电机、载重传感器、压力测量设备，计算机及其他电子产品，有时车轮不直接附连到模型，但通过模型外支架固定。可以发现力的测量有更好的整体重复性。
车队定期在一定范围内的行驶高度和倾斜（前部和后部到地面高度的差异）进行测试，同时评估模型（以及轮）的受力和扫描压力。
车队要做的很多东西都被支配运动的车身规则限制着，车队只能安装暴露的车轮和几乎没有可移动、灵活的翼形或空气动力学装置。
F1方程式赛车风洞:
当F1赛车达到一定的速度后，他们开始表现得越来越不像汽车，而更像飞机。随着比赛速度的一路走高，就需要越来越先进的工具来帮助我们了解设计车辆的空气动力学特性，即汽车风洞。
要研究F1赛车的空气动力学需要用到多种研究方法。测试所使用的汽车比例模型在配有一个“滚道”的风洞中进行。
在过去，有的团队甚至在不止一个风洞每周七天不间断测试，但是现在规则已经限制他们这样做了。风洞地板被一个叫做“滚动的路面”所替代，边界层去除系统（移除置于静止表面上建立的滞销气流）来仿真汽车在路面运动的真实情况。
大多数团队在50m/s（=180km/h）测试模型的，这个速度是规则允许使用的（Sauber风洞是F1中最好的一个，能够在滚动道路上以高达300km/h的速度测试全尺寸汽车）。
移动地平面或滚动道路系统采用钢带的技术，空气轴承和复杂的昆虫模型运动系统以优化的F1空气动力学测试的准确性
F1车队中比较好的风洞就是索伯车队风洞和法拉利风洞了。法拉利在设计阶段拥有2.2兆瓦的功率，索伯车队拥有3.0兆瓦的有效功率。索伯的室内隧道更长更宽。
（索伯风洞）
法拉利是专为50％比例模型设计而索伯车队是60％的比例模型，但也可以运行全尺寸车。索伯车队可以把滚道的10%折轴和模拟过弯，甚至在室内有更长的滚道。法拉利不能做到这一点，法拉利风洞暴露于环境（外壁将通过外部温度加热和冷却），与索伯风洞完全在建筑物内部相比，这将对内部的温度控制产生影响。也许，法拉利的风洞问题是由于外部部件，这些部件受到外部温度变化的影响。
（法拉利风洞）
最后，我们对F1赛车的空气动力学研究还要考虑比赛规则等多方面因素限制，并不能随心所欲。
“我们不可能孤立地研究汽车的某一部分，因为一切都是相互的。”
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