F1赛事新知

近年来,上海的大型国际会议,重大国际赛事等活动接连不断,一级方程式赛车就是今年颇有影响的一件。这项比赛的正式全名为“一级方程式赛车世界锦标赛”,(英文:Formula l WorldChampionship,简称“Fl”)。这里的方呈式与数学无关,其实就是“规则与限制”的意思,因为Fl比赛要遵照国际汽车协会(FIA)所制订的规格与规则制造赛车以及进行比赛,所有参赛队伍都必须遵守这套如方程式般严格的准则。除了Fl之外,还有其他不同等级的方程式比赛,像F3、F3000、Formula Ford、Formula Renault等等,这些也都属于方程式赛车的范畴,只是各自的规范不同,而F1是FIA所制订的方程式赛车规范中最高的等级,因此后缀数码为l。

  

  车中极品 技艺绝伦

  

  每辆F1赛车都是世界著名汽车厂家的精心杰作,其价值超过700万美元,甚至不亚于一架小型飞机的价值。Fl汽车大赛,不仅是赛车手驾驶技术和勇气、智慧的竞争,其背后还进行着各大汽车公司之间科学技术的竞争。因此,有人称其为汽车科技的国际汇总,福特汽车公司则形象地把汽车大赛比作“高科技奥运会”。在汽车大赛中推出的新型赛车,从设计到制造都凝聚着众多研制者的心血,并代表着一家公司乃至所在国家的高科技最新水平。汽车大赛还是各国科技人才素质的较量。据悉,德国约有2000多名专业人才直接从事赛车的设计、制造和研究工作,美国约有l万人,而日本最多,估计近2万人。

  制造一部Fl赛车要经过相当漫长而复杂的过程,从开始设计到第一次试车需要6~10个月的时间。在这一过程中,计算机起着主要作用,计算机的容量和模拟软件可以帮助工程师们估算出赛车的性能。然而,即使在自产零部件比例达到90%的超现代化工厂里,机器也不能完全取代人的技能,起码至今还没有一个机器人能够弯出与发动机相连的排气管。Fl赛车的设计制图室和生产车间被看守得像银行金库一样严密,围墙外面有保安人员巡查,夜间灯火通明,以保证机密不外泄。

  

  靠手工钣金 绝密造车身

  

  Fl赛车采用排量为3L、i2缸以下、不加增压器的自然吸气式发动机。Fl赛车的底盘采用碳素纤维板制造,重量很轻,很坚固。赛车的底盘很低,最小离地间隙仅有50~70毫米。与普通的汽车相比,F1赛车有许多独特的地方。它的车身细而长,车身高度很低,宽大的车轮极为显眼,而且是完全暴露的,即所谓“开式车轮”。F—l赛车的车身材料也是碳素纤维,比赛要求赛车在载有车手的情况下,重量不能低于600千克。我们不难看出Fl赛车的挑战并不是要求赛车拥有最大的动力,而在于让这一台轻量的赛车产生高度运动性能。在极限环境条件下,汇集汽车工业技术精华的产品是速度和耐力的强者赛车。爽快的引擎声,神奇的弯道技巧牢牢抓住了车迷的目光,在“F1”等世界几大赛事皆榜上有名的赛车身上,都有日本一家街道工厂的产品,外观看上去远比不上日产和丰田工厂那么气派,可这里就是世界上有限的几家能生产Fl赛车车身的工厂之一。

  与外界严密隔离的厂房是技术敏感度最高的车身加工工段,虽然拥有较高的敏感度,可是并看不到什么高精尖的先进设备,敏感部位实际上就是老工人的一双手。车身外壳所用材料是0.1~0.8毫米厚的碳素纤维板,几个资深老技工按图纸把这种板材一张张剪切好,小心翼翼地把它们叠加在一起,用热风机吹烤成型,然后再加热到130℃定型。这些看上去如纸片一般单薄的薄板,一时间竟成了比铝合金更坚韧的车身新材料,而重量还不到铝的五分之一。

  强度高、比重小、安全性能好的赛车在日本、欧美市场都十分走俏。此前,困扰生产厂家的一大难题是受方向性局限的材料强度,技术上很难保证纵横方向强度的一致。与普通工业、民用汽车不同,赛车从来没有批量生产,重大赛场上的大牌车手更强调自己的个性,这就加大了手工生产在工艺过程中的比例,为此,设计人员在突出车型个性化的同时,更加注重手工技术在车身钣金工艺上的充分发挥,从胎具的制备到板材叠加方向、张数,乃至精加工时的磨削工艺都离不开熟练的手工操作。

  这家小厂生产的车身不仅在国内选拔赛中使用,法国勒芒、巴黎一达喀尔拉力赛都有它的身影,可有谁想得到,这些冠军水平的赛车,其车身竟是手工加工出来的。板材的贴合,完美的成型强度的计算完全来自于长年积累的经验。工厂工人中不乏20世纪三四十年工龄的老年技工。以往与欧美赛车的生产相比,日本车除引擎外,车身加工技术明显落后,而老年技工的重新启用很快缩小了这方面的技术差距,为小厂带来了较高的市场知名度。

  

  空气动力 开创神舒

  

  Fl赛车凭借风驰电掣的速度,能在5秒之内加速到200千米/小时以上,最大弯道侧向加速度可达4个G,极速最高超过350千米/小时,这样高的速度与弯道通过能力,除了以优异的悬挂设计让轮胎尽可能保持与路面接触之外,也需要足够的下压力来产生足够的摩擦力,否则强大的动力徒有其名,在过弯时无从发挥,因此空气动力学设计的优劣已成为今日Fl决胜的关键之一。

  空气动力学的工程师们在风洞中展示他们将科学与艺术融合起来的技巧,由功能强大的计算机产生3D仿真,并在大型的风洞中不断的测试。Fl车队每年都会花上300万到1500万美元不等的风洞操作经费来验证空气动力学组件的效率。空气动力学效率就是下压力和空气拖曳阻力的比例,目标就是要获得最大的抓地力,和最小的拖曳阻力。下压力是空气动力学上垂直方向的向下压力总和,这些力量由前鼻翼和后尾翼产生,用来把赛车牢牢压向地面,下压力越大,赛车在跑道上的抓地力也就越大。

  由前后翼产生的可怕力量,足以让一部F1赛车抵抗600千克的地心引力,倒吊着飞驰在隧道的天花板上!因为赛车可以产生超过车身重量数倍的下压力。要像F一1赛车那样高速的过弯,就必须把车底、车顶以及车身周围的气流引导到最完美的境界。

  影响Fl赛车空力稳定性的最重要因素是前鼻翼,这是决定通过车身上方、下方和其他如散热器、后尾翼气流的比例和方向的关键性组件。除了分流前方的空气之外,前鼻翼在操控过程中也扮演重要的角色,那就是产生下压力来将前轮压在地面上。尾翼是F1赛车外观上重要的组成部分,尾翼的组合受目前的比赛规则限制只能有三片。透过调整前后翼的设计,车队可以控制赛车的抓地力来配合不同的赛道特性及底盘本身所产生的定值的下压力。理论上,翼面角度越陡,产生的空气动力学的拖曳阻力越大,车速提高时对车辆产生的下压力也越大。同时,陡峭的翼面设计会降低赛车的速度性能并增加油耗。

  F1赛车空气力学的最高境界就是“平衡”。F1赛车的抓地力约有1/3由前轮负担,2/3由后轮负担。前轮采用较低下压力的设计可以提高车速,但同时也会提高转向不足的趋势;转向不足车头就会滑向弯道外侧。相对的,如果车尾的下压力不足,就会有转向过度的倾向,车尾就会打滑,这时,操纵稍有失误就难免发生车毁人亡的惨祸。

  今年的Fl赛事移师上海,不仅是车迷们的一大福音,对我国汽车工业的发展,对科技含量在国产汽车中的不断提高,都会产生极大的推动力。赛场准备已然就绪,马达轰鸣音犹在耳,如何欣赏我国首次承办的Fl大赛,我们拭目以待。

  相关链接F-1赛车场使用的旗帜

  红旗 红旗只会出现在开始/结束,当红旗出现时比赛已被终止,可能因重大

  事故会影响整个比赛的安全。

  白填静止:慢车在赛道上。

  摆动:正常速度之车辆可能会被慢车,或返回修理站(Pit)中之事故车严重

  阻挠而失去许多时间

  请注意:Formula One的白旗没有像印地车(IndyCar)有最末圈(Last Lav)的

  意思。

  黑旗 黑旗会伴随一个白色的号码牌出现,其号码即黑旗所指对象。看到黑旗

  后,车手必须在完成下一圈赛程之前回到修理站,并由车队指挥向赛会

  报告该车已进入。一般情况下黑旗代表处罚,名义上罚停10秒,但严格

  讲,从慢下来到静止10秒,再重新加速,离站,总共耗费的时间最少也

  要二十几秒了。所以这10秒绝非小事。

  黑白旗 对赛车手非运动行为的警告。

  黑底红罔旗 此旗也会伴随一个号码牌。警告车手该车有机件故障(有时车手不

  知情,或未察觉),必须立刻进修理站。

  蓝旃 静止:后方车辆即将超圈(LaPPlng),让路。

  摆动:立刻让路,否则将有可能被判黑旗。

  修理站出口:告诉将由修理站回到跑道的车手,出口处有车接近中,小

  心驶出。

  三面蓝旗:若被连续出三面蓝旗,该车将因蓄意或非法阻挡而被判黑旗。

  黄底红条旗 静止:油渍或水渍在跑道表面。

  摆动:赛道表面湿滑,紧急通告,小心驾驶。

  黄旗:最常见的旗帜,每场都会出现。

  静止:放慢速度,小心驾驶,禁止超车,赛道外有事故或危险。

  摆动:放慢速度,禁止超车,小心有可能随时要变换正常跑道(Raclng

  Llne),赛道上有事故或危险。

  双黄旗摆动:赛道被部分或全部阻挡,准备停车。

  绿旗 此旗用于解除黄旗,车手可以恢复正常速度及赛道。

  黑白格子旗 又称赛结旗。车手一经过此旗便代表比赛已结束,不论该

  车手是否圈数不足。

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