田永梁
涡轮重回F1舞台
2014年注定是不平凡的一年,F1賽车将换用全新规格的动力系统。其中最引人注目的便是之前采用的2.4L V8自然进气发动机将全面更新为1.6L V6涡轮增压发动机。这是F1赛车历史上的又一次重大变革,也标志着涡轮增压技术重回F1赛场。小排量V6发动机在F1赛车历史上也曾被运用过,那是将近30年前的事情了,那时候舒马赫还没晋身F1赛事。
新款的V6发动机与过去的V8发动机相比缸径更小、行程更长,同样是采用了90度夹角的设计。通过计算可知,新款V6发动机的活塞平均速度是有所提高的。这也导致了活塞和气缸将面临更加严酷的工作环境。
2014年,F1赛车上的整套动力系统较以往增加了约50kg的质量。质量的增加主要是ERS系统在2014年归入动力系统中,且在动能回收单元(MGU-K)的基础上增加了热能回收单元(MGU-H)。新款发动机的动力被限制在475kW(通过限制燃油流速不得超过100kg/h),加上ERS系统(KERS系统进化版,后面我们会详细介绍)提供的120kW的功率补偿,系统输出总功率接近600kW,与老款V8动力总成持平。扭矩输出上,新款发动机在目标功率为475kW时,扭矩输出可达375Nm左右,加上ERS系统的200Nm扭矩,峰值扭矩接近600Nm,几乎比不带KERS的老款动力总成翻了一番。
今年F1最大的改变就是新的发动机,动力从数字上看没有那么大。但对车手们来说,扭矩成为了今年赛车的一大看点。今年的扭矩相对于去年大了很多。德国体育图片援引汉密尔顿的话说,“当我第一次从车放出来的时候,我就想‘老天!”
印度力量的苏蒂尔对此噶虐更加强烈。“当我在出弯加速的时候,我当时有点惊讶,从三挡换到四挡,我的后端就失去平衡了,打转了。”梅赛德斯的罗斯伯格也同意,“驾驭这些涡轮发动机有点像是在探险一样。”
丑得像动物世界
鼻锥是2014赛季变化最大的车身部件。按照规则的要求,新版的单体壳和鼻锥要向前平缓下探,并且其前端应处于较低位置。因此,FIA规定了两个指标参数:单体壳前端和鼻锥前端,分别是525mm和185mm。当然这只是FIA的一厢情愿,2012年的事例启示我们,如果按照规则老老实实办事,将会在整车气动上做出巨大牺牲,效果往往惨不忍睹。因此,在2014赛季,我们看到了比2012赛季的阶梯鼻锥更难接受的设计——真正的动物世界。
在2009年,F1进行了一次规模较大的技术改革,从那时起,F1赛车的空气动力学套件受到了严格的限制,规定了指定组件的尺寸和安装位置,并废除了车身上大量的辅助空气动力学翼片,这种影响一直持续到现在。2009年的空气动力学改革使得F1赛车的车身设计思路发生了巨大的变化,设计师们再也不能像以前那样自由发展车身的任意一处角落,相反,他们需要集中精力,提高仅存的三个空气动力学组件的工作效率——前翼,尾翼,扩散器。
一种新设计在2009年的改革之后应运而生,并且成为了这个时代的主流——高鼻锥。
更高的鼻锥能够使更多的气流流入车底,这会使扩散器的工作效率更高,更有效。2012年的阶梯鼻锥直观地向我们展示了获得更多的车底气流对于现在的F1赛车是多么重要。
但是,在2014年,FIA的185mm高度限制无疑与这一思路产生了激烈的冲突,于是我们看到了设计师们和规则激烈斗争之后的产物。你可以叫它们“食蚁兽…‘剑齿虎”和“吸尘器”。
强者愈强
不过,小红牛车队经理托斯特认为,2014赛季F1的规则变化不会像2009年那样给围场中的实力排位带来彻底的改变。2008至2009赛季的冬歇期间重大的空气动力学规则变化使得竞争态势完全改观。
前两个赛季争夺冠军的迈凯轮和法拉利落到布朗身后——后者是在本田车队的废墟之上重建起来的——之前的中游车队红牛也加入到了争冠的行列。但虽然2014年的规则变化范围更广,托斯特认为这样名次的重置不会发生,他将2009年的状况归因于布朗车队发现双层扩散器的规则漏洞。
改用V6涡轮发动机和更有效的能量回收系统会让那些富有的车队们更好地发挥长处。“我预测顶尖车队们还是会在前面,”他表示,“我不认为会有大的变化,特别是现在的规则改变之后,因为他们有财力和人力来应对这些变化,而这些正是建造新车所需要的。”
“越有钱,手里有越多资源,你就会越成功。”
混乱而精彩的2014
2014赛季的F1赛车规格的变化,其实是朝着一个增效减排的方向发展的。通俗地说,就是“又要马儿跑,又要马儿不吃草”。新动力总成的稳定性、轮胎与新赛车的匹配、燃油使用量的限制、燃油使用策略都是悬念,这也是2014赛季F1赛事引人入胜的地方。
在2014赛季,空气动力学被进一步束缚,所以新赛季赛车的负升力水平会进一步降低。下横梁的摘除,“康达效应”的禁止,使车尾的负升力降低50%,而新的动力单元扭矩几乎是原来的两倍,这意味着对牵引力的把控会很艰难。随着新赛季的到来,各种弥补负升力损失的设计方案会被陆续搬上赛道。届时,我们又会在那些超前的新设计中领略这项运动的独特魅力。
这是崭新的2014。我们肯定会看到混乱,但我们也能看到精彩。