空气动力学

一级方程式赛车前翼细节图，展示了多元素空气动力学表面。

现代汽车上的每一个表面 F1 从前翼端板到排气口，这辆车的每一个细节都经过了深思熟虑的空气动力学设计。

空气动力学是现代一级方程式赛车中最重要的一项性能指标。 如今，赛车前后排之间的差距仅体现在几个下压力数值上，车身的每一处设计都旨在帮助气流发挥更大的作用。——格雷厄姆 Hill的第一次试探性飞行 摩纳哥 从1968年到2022年重新引入的地效地板， F1 空气动力学设计一直是这项运动的核心竞争之一。

空气动力学在F1赛车中意味着什么？

在F1赛车中，空气动力学是研究和管理空气如何在赛车周围和下方流动的学科，其目标有两个相互竞争的目标：产生速度和阻力。 下压力 使轮胎压向路面，提高转弯速度，并最大限度地减少 拖动 这样赛车才能加速并达到具有竞争力的最高速度。工程师们花费一个赛季的时间来追求这两个比例的微小改进，因为在相同阻力下产生更大下压力的赛车在任何路况下速度都更快。

定义这两种力量 F1 空气动力学

下压力

下压力是指当汽车行驶时，气流流过车身特定形状的表面（最重要的包括前翼、尾翼和底板）时产生的向下空气动力。 F1 赛车在高速行驶时可以产生相当于自身重量数倍的下压力。这种额外的垂直载​​荷提供了巨大的横向抓地力，这就是为什么一级方程式赛车能够以远超普通公路车的过弯速度过弯的原因。

拖动

阻力是指汽车在空气中行驶时遇到的空气动力阻力。它与速度的平方成正比，这就是为什么直线加速性能对汽车的阻力系数异常敏感的原因。每一个机翼部件、每一个导管和车身上的每一个凸起都会影响汽车的直线加速性能。 F1 汽车是一种折衷方案：它能产生一些有用的下压力或冷却气流，但同时也会产生一些不可避免的阻力。

简史 F1 空气动力学

1968年：第一架飞机

空气动力学作为一门严肃的学科 F1 纪律制度于1968年5月在摩纳哥开始实施，当时格雷厄姆 HillLotus 49B 赛车最初配备了一个尺寸适中的前翼和一个小型后扰流板。不久之后，可调式尾翼出现，它们直接安装在悬架上，以达到最佳效果。一系列结构性故障迫使…… FIA 为了快速移动，到 1969 年，机翼必须集成到车身中并保持静止。

1977年至1982年：地效时代

科林·查普曼设计的莲花78赛车在1977年引入了一个全新的理念：将侧箱底部设计成倒置的翼型，加速车底气流，形成低压区，从而将整个底盘牢牢地吸附在路面上。它的继任者莲花79在1978年称霸赛场。其他车队纷纷效仿，设计出越来越夸张的裙式底板，直到过弯时的载荷超过了人体和20世纪70年代底盘技术所能安全承受的范围，国际汽联最终在1983年禁止了裙式底板，并强制要求赛车采用平底设计。

1983年至2021年：机翼主导的空气动力学

近四十年 F1 赛车的大部分下压力都来自复杂的车身结构，包括上部车身、前翼、侧裙板、转向翼和尾翼组件。这种设计理念造就了线条优美的赛车，但也带来了这项运动的致命难题：前车产生的湍流尾流会破坏后车的空气动力学性能，使得紧随其后变得极其困难，也扼杀了超车机会。

2022年：地面效应的回归

2022年的技术规则重新引入了地面效应，并纳入了国际汽联的条款。底板被重新设计成文丘里隧道，前翼被简化，侧箱导流板被禁用。大约60%的现代赛车都采用了地面效应技术。 F1 赛车的下压力现在来自底板而非尾翼，其尾流的设计也更加干净，有利于后车行驶。高速行驶时出现的空气动力学弹跳现象——海豚跳，成为新规则实施首​​个赛季的主要技术挑战，迫使所有车队调整车身高度。

现代飞机的主要空气动力学部件 F1 汽车

  • 前翼： 它决定了车辆的平衡以及下游一切事物赖以生存的流动结构；
  • 地板和文丘里隧道： 自 2022 年以来，它一直是主要的下压力来源，在产生抓地力的同时，最大限度地减少了阻力损失；
  • Diffuser: 地板后部的斜坡可将气流扩展回环境压力，从而提高地板效率；
  • 尾翼： 增加下压力，并且直到 2025 年，这里曾是…… DRS 执行器；
  • 侧箱和进气口： 引导冷却空气流动，同时引导外部气流流向 diffuser;
  • 梁翼： 连接后翼和后翼的下部后翼元件 diffuser 流动。

为什么空气动力学决定冠军归属

由于轮胎、引擎和变速箱齿比比以往任何时候都更加标准化，空气动力学成为车队拥有最大自由度、因而也是最能释放性能潜力的领域。单圈下压力效率哪怕只提高十分之一，都可能决定比赛的胜负。 pole P5。空气动力学测试规则对每支车队的风洞测试时间有限制，而CFD模拟的预算也有限制，这迫使工程师们必须严格权衡轻重缓急。那些将测试计划安排在最有价值的实验中的车队，往往能在整个赛季中获得最佳的性能提升。

最新空气动力学新闻

有关的常见问题 F1 空气动力学

空气动力学技术何时开始应用于一级方程式赛车？

正式的空气动力学研发始于1968年5月在摩纳哥，当时格雷厄姆 HillLotus 49B赛车配备了小型前翼和后扰流板。可调式悬挂安装翼随后出现，但由于多次结构性故障，于1969年被禁止使用。

F1赛车中的地面效应是什么？

地面效应是指通过将赛车底部设计成倒置翼型来产生下压力，加速底盘下方的气流，从而形成低压区，使赛车紧贴路面。路特斯车队于1977年率先采用了这项技术，而2022年的新规又重新引入了它。

现代汽车的大部分下压力来自哪里？ F1 这辆车是从哪里来的？

2022年及以后 F1 在赛车中，大约60%的下压力来自底盘及其文丘里隧道，而不是来自前后翼。在2022年之前，翼子板和车身上部是下压力的主要来源。

F1赛车中的“脏空气”指的是什么？

脏空气是指前车甩出的湍流尾流。它会扰乱后方车辆的空气动力学表面，降低其下压力，使紧随其后的车辆难以跟上。2022 年的规则旨在产生更干净的尾流，从而改善超车条件。

什么是海豚式跳跃？

海豚跳现象是指地面效应赛车在高速行驶时，由于底板过于靠近路面导致下压力消失，赛车反弹而产生的垂直振荡。这一现象在2022赛季尤为突出，迫使各车队提高车身高度并加固底板以控制海豚跳动。

空气动力学发展是如何监管的？

国际汽联通过空气动力学测试规则限制风洞测试时间和计算流体动力学（CFD）模拟时间，这些时间与车队锦标赛排名挂钩，排名靠前的车队获得的测试时间较少。此外，财务规则也对成本进行限制。

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