前言放屁
本文主体部分来自于F1-technical论坛对于2022赛季赛车的空气动力学分析,目前的草稿的粗糙程度足以和文章中使用的赛车风洞模型相提并论。
由于赛车的空气动力学表现不仅仅取决于赛车外在的包裹形式,也取决于赛车内部的机械机构以及轮胎形变对于赛车周身气流的影响,因此对于赛车的空气动力学探索并不会局限于原文所提及的CFD结论。文章会添加本次技改中对于赛车气动设计造成影响的规则介绍。考虑到这一因素,文章所呈现的内容和原作精神已经发生了较大出入,丝毫不注意翻译信达雅的标准,基本可以理解为神罗和罗马帝国的关系。(并且大概率就是巨坑,因此先发在鸟不拉屎的法区做草稿)
结论:
CFD的结果表明:整车的下压力相对于2019/20赛季下降不足10%。赛车的特性倾向于转向过度,阻力水平相较于过去的技术规则显著提升。气动规则的改变将会导致赛车平均每圈损失1.86秒。
阿里森等人对于轮胎规则变化对于圈速损失估计是2秒/圈,如果结合上述1.86秒的圈速损失,则预计2022年赛车平均圈速会慢4秒左右,大致回归到2016年的圈速水平。
补充:关于新赛车的圈速估计,已经出现多个版本了,从一开始的慢5秒,3秒,到最新西蒙兹的只慢点5的惊人数字,总归FIA自己模拟的数据结果只能作为一个参考。2017年空力升级模型测试说能提升5秒,而现实2017年的提升幅度只有2秒而已。西蒙兹的说法提示2022技术规则已经有车队在卡bug了,所获取的收益非常巨大,但不能保证会不会被禁止使用,有相当的技术研发风险。此外对于圈速的估计是建立在非常理想的路况下的,在地面效应无法发挥作用的路段,时间的损失是巨大的,例如慢速弯角或者颠簸路段。
2022赛季次世代赛车技术规则变化简介
1、底盘气动规则变化
地面效应的回归的目的旨在降低赛车对于翼面产生下压力的依赖,原因是后者产生下压力的代价是乱流对于后车跟车的负面作用。根据规则,新款赛车在底板前缘安装文丘里管,气流在文丘里管内被压缩从而制造低压区。不同于70年代通过安装滑动裙实现地面效应的原理不同,新一代赛车地面效应的产生依赖于底部鳍片减少乱流。
2、车身规则变化
车身规则的变化概括起来是简化气动部件,重新使用后横梁翼。
赛车前部:前翼端板类似于现代民航客机的翼尖上翘,赛车鼻翼数量从5片将至4片,连接方式类似于上世纪90年代赛车前翼,该种前翼格式可以防止外洗气流产生。
赛车中部:由迈凯轮车队首次引入的破风板设计将会成为历史,原先用于梳理前轮乱流的肩翼也将一并消失。在先前技术规则中,破风板以及侧箱区域成为气动研发的重点区域,用于理清或者外洗前轮以及悬挂乱流,为底板喂食气流。
(全部木大了!)
赛车尾部:尾翼重新设计,在2013年最后一次出现的下横梁翼(第二尾翼重新出现)
3、机械规则变化
相较之下,法拉利的刹车导管与悬挂布局是非常保守的设计
此外液压悬挂被取缔,仅可使用弹簧和阻尼器可以控制刚度,并且悬架上的惰轮也被禁止了。
4、轮胎规则变化
赛车气动特性(扯犊子)
表面压力分布是一种可视化汽车特定区域空气动力学效应的方法。这可以无量纲化为“压力系数”(或 CP:Coefficient of Pressure);在CFD图像中,较冷的颜色倾向于显示低压区,而较热的颜色表示高压区。
模型特征
F1-technical比较了2021 年规则设计的 F1 赛车与前威廉姆斯工程师 Perrin 提供的F1 模型的空气动力学特性,所使用的计算工具包括带有 RANS 求解器和 k-omegaSST 湍流模型的 Ansys CFX 。这项研究将赛车的行驶高度(ride hight)设置为 5 毫米,后轴为 93 毫米。风速设置为 50 米/秒(180 公里/小时)。
和之前使用 Perrin 模型的研究一样,该汽车没有内部流动来帮助减少网格计数;气流从侧箱进气口排出。研究所使用的网格数大约是 F1 车队将要运行的数量的 1/5。此外,研究也许并没有考虑将侧滑这一车身动态纳入到考虑范围。
CFD的结果显示:2022赛车实现的下压力略高于预期,和 2019/20 年赛车相比,下压力的平均损失为10%以内;然而赛车的阻力水平显著高于2019年的赛车(dCx = 0.31,比普通家用车的阻力系数大),预计由于赛车由于气动效果导致的时间损失是1.86秒。但需要特别指出的是这款Perrin 提供的赛车模型在设计上存在诸多的缺陷,并且显著低估了赛车下压力可供挖掘的设计空间。
阻力增加
更大直径的轮毂是阻力增加的重要原因,其直径670 毫米增加到了725 毫米,而相对于 2019/20 赛车,更长和更宽的尾翼的阻力也有相当大的增加。同时直观上产生地面效应的文丘里管不会产生过多阻力的观点在风洞中被证明是错误的。文丘里底板的前缘是产生阻力的重点区域,同时也是产生下压力的重点区域。
底盘下压力分布:前置的气动重心
比较2019/20年车型和22年的底板下压力分布的差异可以发现:22年赛车的压力中心(COP)向底板中心转移,扩散器部分的低压峰值相对较小。由于赛车后轴被抬高,因此可以考虑降低赛车斜率(flatter rake angle)用于压榨赛车尾部下压力,但是低斜率底板的使用会使前翼失去在俯仰状态能够压榨的地面效应(move the front wing further out of ground effect)。
2018 年(上)、2019v2(中)和 2021 年(下)汽车底部压力等值线的比较。
总结:前一世赛车的底板能够产生约55%的下压力,前翼25%,尾翼20%。然而22年技术规则下赛车的阻力水平增加,下压力的分配方式发生变化,前翼将会占据更多下压力产生的份额,并且拥有更高的气动效率,底板的地位有所下降。
车身气动特性:这个模型完全是虾鸡儿设计
2019v2(顶部)和 2021(底部)汽车上表面压力等值线的比较。
观点:从国际汽联释放的渲染图中,有人注意到前翼越过鼻锥正下方的设计格式,类似于0708年BMW的铲状前前翼的格式。这种设计是能够更为充分的压榨地面效应,在该区域产生下压力能够降低两侧对于底板区域的上洗效应。
同时也有人注意到在实际规则中,前鼻锥上方的区域同样被认为是前翼单元可以利用的空间,因此有人期盼有车队可以重新解释这一规则将第一片前翼片放在鼻锥的上沿,起到类似于桥翼的作用。
但问题的关键是原有前翼的Y250发生器已经被规则取缔,或许可以考虑从前翼翼面的扭转处取得涡流发生的可能性,和桥翼同时代出现的有法拉利在2008年鼻锥翼片连接方式也揭示了这种可能性,如果能够将连接鼻锥部分设置为略微的负攻角,而正常产生下压力的区域为正攻角,那么在该部分由于压力差的存在,构成了涡流形成的条件。
也有人从翼片连接鼻锥的方式是否允许开槽用于产生涡流这个方向进行讨论。这个设想的源头是来自于前翼和端板镂空的方式类似于18年被法拉利迈凯轮广泛采用的前翼镂空立柱的设计思路
前翼翼片的连接方式是另外一个可以被利用的灰色地带,具体而言就是通过调整前翼攻角的铰链产生涡流。
车身中部:
单体壳的光滑曲线消除了原有s导管产生的低压区域(但迈凯轮好像就没有s导管);前轮的小翼产生了一部分升力,进而产生下洗气流用以减少前轮产生的湍流导致的气流剥离。由于来自于轮拱和前翼端板的涡流混合流动,前轮产生的气流更加复杂。
模型所展示的赛车模型的侧箱入口和下切位置设计是从美学角度出发设计的,而在实际气动设计中,必须要考虑横风条件前轮乱流对车身后部可乐瓶区域的影响(个人观点,这就是为什么原文章的作者没有考察侧滑车身动态的原因,两台电脑算力根本不够模拟)。
2022技术规则中将赛车侧向前部的破风板以及肩翼全部木大成2009年布朗GP的模样,轮胎乱流如果不加清洗的直接进入赛车尾部,则赛车尾部动态是难以控制的。这是2019年以来赛车破风板区域一年复杂一年的原因,车队需要想方设法地通过侧箱入口前的破风板和下切的设计把气流往外推(这就是国际汽联想搞你的原因)
底板文丘里管能够部分替代此前破风板的作用:梳理前轮带出来的脏气流,使之不影响下压力的生成;从事实上规则中文丘里管入口处的鳍片更类似于现有底板入口鳍片的扩大版本。
上述鳍片能够在管道内部产生涡流,创造出底盘隧道内部的低压区,这意味着下压力。但在这种情况下,涡流随着通道向外弯曲模糊,其结构并非连贯的。
官方模型的侧箱实属样子货,但该部分确实是另外一块存在差异化设计的区域
但网络上似乎也给出了赛车规则允许的几款方向作为参考?现代F1的散热效果已经能够支持侧箱区域的大幅度下切设计。图中FIA给出的A1 参考形在实际设计中并不会被车队采纳。2011年迈凯轮的L形侧箱能够发挥后方横梁尾翼的作用,但是在技术规则中,对于侧箱形状也做出了约束:F1赛车的横截面必须是封闭曲线,因此即使说工程上可行,这种设计依然违规。可以确定的是规则中没有限制中间防撞结构碳棒的位置,因此由法拉利开创的侧箱结构依然存在生命力,但是和高位侧箱一起出现的复杂肩翼设计是不会被保留的。
A1基本款,这一款就是官方模型
L型侧箱:参考了迈凯轮在2011年的设计,但至少从规则层面来说,这种设计似乎没有规则空间
高位侧箱,实际还是参考了迈凯轮在2010年的设计(你们就这么喜欢迈凯轮的设计方案吗?)
尾部:
过往技术规则中,尾翼产生的涡流影响后车的追击效果。赛车后端扩散器产生一对反向涡流,这对反向涡流能够将轮胎和尾翼产生的尾迹分别向内和向上偏转。
新规中,尾翼结构被重新设计,尾翼端板最多延伸至尾翼的下表面,在翼尖的外曲面形成低压区域,上表面的高压区域难以保留(reducing the pressure on the top surface of the wing elements towards the tips)。设计灵感来自于2009年之前可乐罐区域的翼片设计。
此外,2014年起被禁止的后横梁翼(俗称第二尾翼)被重新引入。之所以称呼为第二尾翼,是因为该部件起到了和尾翼相同的作用,即以增加阻力的代价直接产生下压力。
第二尾翼的另外一个作用是充当赛车扩散器的一部分,扩散器的上沿从底板区域抬高到第二尾翼的区域,由于第二尾翼的下表面是负压区域,因此可以抽吸扩散器内部的气流,进而提高扩散器下压力水平(事实上,车队在没有第二尾翼的时期,这种工作都会依靠尾翼实现,只不过尾翼抬高到,这种抽吸作用聊胜于无)
在混动时代之前的冷却出口的设计逻辑和和当今完全不同,因为混动时代的排气管和泄压阀都被抬到了尾翼中央位置,而冷却出口的位置正对后悬挂,而这部分区域实际上和第二尾翼是重合的,因此冷却出口的位置设计在气动设计上需要兼顾第二尾翼的工作效率。
轮胎
悬挂
跟车?
本次技术改革,逼逼了这这么多,归结起来就是简化气动,减少跟车难度,进而增加在缺少轮胎差异以及DRS情况下的超车行为。
从根源上来看,超车困难的原因在于前车产生的空气动力学尾流以及后车产生下压力的表面对湍流的敏感程度过高。减少车身周围的湍流就是FOM给出的方案,因为湍流的存在导致了赛车尾流的加宽,废弃导致前轮过热,导致赛车在跟车过弯产生转向不足。
与 2019v2 案例(旨在模仿法拉利和阿尔法罗密欧前翼的功能)相比,前轮周围的尾流更窄,在底板前缘之后,底板鳍片外洗车底气流,这意味着尾流后轮周围的宽度相似。在赛车后部,来自较大后扩散器的涡流有助于将尾流拉成更窄的“泪珠”形状,这应该可以减少尾流对另一辆车的损害。
2022年的另一个关键标准是在尾流形状。这种上升流有助于大部分尾流清除后车的顶部。2022 款赛车的尾的角度比当前规格要大得多,更高、更窄的扩散器将尾流向上抛。
2019v2(顶部)和 2021(底部)汽车的总压力等高线距地面 50 毫米。
作者结尾
遗憾的是,在不进一步降低网格保真度的情况下检查 2022年汽车尾流对后续汽车的影响是不可能的,但所有迹象表明,2022 年的变化应该在很大程度上实现轮对轮赛车的预期改进。尾流更有效,因此后面的车应该更干净,下压力向底板中心的移动也应该减少跟随时遇到的转向不足。
应该指出的是,现有的仿真结果只是基于原始的模型进行的粗糙运算,现实设计环节依然有许多关键改进可以用于未来的研究,包括:
减少前翼外倾角,解决前悬架和底板的平衡和分离问题。
调整底盘前缘以尝试产生更连贯的涡流结构。
改变尾翼布局以尝试减少阻力。
车身侧滑和过弯动态下的下压力工况研究。
行驶高度和汽车俯仰灵敏度研究。
引用:
https://www.f1technical.net/features/22288
https://www.fia.com/file/105636/download/29731
https://www.bilibili.com/video/BV1x44y127Lu
https://weibo.com/2822469331/Kpbknxt5O
https://motorsport.tech/formula-1/f1-in-2022-how-teams-may-interpret-the-regulation-changes
https://www.bilibili.com/video/BV1yk4y1C71h?share_source=copy_web
前言放屁
本文主体部分来自于F1-technical论坛对于2022赛季赛车的空气动力学分析,目前的草稿的粗糙程度足以和文章中使用的赛车风洞模型相提并论。
由于赛车的空气动力学表现不仅仅取决于赛车外在的包裹形式,也取决于赛车内部的机械机构以及轮胎形变对于赛车周身气流的影响,因此对于赛车的空气动力学探索并不会局限于原文所提及的CFD结论。文章会添加本次技改中对于赛车气动设计造成影响的规则介绍。考虑到这一因素,文章所呈现的内容和原作精神已经发生了较大出入,丝毫不注意翻译信达雅的标准,基本可以理解为神罗和罗马帝国的关系。(并且大概率就是巨坑,因此先发在鸟不拉屎的法区做草稿)
结论:
CFD的结果表明:整车的下压力相对于2019/20赛季下降不足10%。赛车的特性倾向于转向过度,阻力水平相较于过去的技术规则显著提升。气动规则的改变将会导致赛车平均每圈损失1.86秒。
阿里森等人对于轮胎规则变化对于圈速损失估计是2秒/圈,如果结合上述1.86秒的圈速损失,则预计2022年赛车平均圈速会慢4秒左右,大致回归到2016年的圈速水平。
补充:关于新赛车的圈速估计,已经出现多个版本了,从一开始的慢5秒,3秒,到最新西蒙兹的只慢点5的惊人数字,总归FIA自己模拟的数据结果只能作为一个参考。2017年空力升级模型测试说能提升5秒,而现实2017年的提升幅度只有2秒而已。西蒙兹的说法提示2022技术规则已经有车队在卡bug了,所获取的收益非常巨大,但不能保证会不会被禁止使用,有相当的技术研发风险。此外对于圈速的估计是建立在非常理想的路况下的,在地面效应无法发挥作用的路段,时间的损失是巨大的,例如慢速弯角或者颠簸路段。
2022赛季次世代赛车技术规则变化简介
1、底盘气动规则变化
地面效应的回归的目的旨在降低赛车对于翼面产生下压力的依赖,原因是后者产生下压力的代价是乱流对于后车跟车的负面作用。根据规则,新款赛车在底板前缘安装文丘里管,气流在文丘里管内被压缩从而制造低压区。不同于70年代通过安装滑动裙实现地面效应的原理不同,新一代赛车地面效应的产生依赖于底部鳍片减少乱流。
2、车身规则变化
车身规则的变化概括起来是简化气动部件,重新使用后横梁翼。
赛车前部:前翼端板类似于现代民航客机的翼尖上翘,赛车鼻翼数量从5片将至4片,连接方式类似于上世纪90年代赛车前翼,该种前翼格式可以防止外洗气流产生。
赛车中部:由迈凯轮车队首次引入的破风板设计将会成为历史,原先用于梳理前轮乱流的肩翼也将一并消失。在先前技术规则中,破风板以及侧箱区域成为气动研发的重点区域,用于理清或者外洗前轮以及悬挂乱流,为底板喂食气流。
(全部木大了!)
赛车尾部:尾翼重新设计,在2013年最后一次出现的下横梁翼(第二尾翼重新出现)
3、机械规则变化
相较之下,法拉利的刹车导管与悬挂布局是非常保守的设计
此外液压悬挂被取缔,仅可使用弹簧和阻尼器可以控制刚度,并且悬架上的惰轮也被禁止了。
4、轮胎规则变化
赛车气动特性(扯犊子)
表面压力分布是一种可视化汽车特定区域空气动力学效应的方法。这可以无量纲化为“压力系数”(或 CP:Coefficient of Pressure);在CFD图像中,较冷的颜色倾向于显示低压区,而较热的颜色表示高压区。
模型特征
F1-technical比较了2021 年规则设计的 F1 赛车与前威廉姆斯工程师 Perrin 提供的F1 模型的空气动力学特性,所使用的计算工具包括带有 RANS 求解器和 k-omegaSST 湍流模型的 Ansys CFX 。这项研究将赛车的行驶高度(ride hight)设置为 5 毫米,后轴为 93 毫米。风速设置为 50 米/秒(180 公里/小时)。
和之前使用 Perrin 模型的研究一样,该汽车没有内部流动来帮助减少网格计数;气流从侧箱进气口排出。研究所使用的网格数大约是 F1 车队将要运行的数量的 1/5。此外,研究也许并没有考虑将侧滑这一车身动态纳入到考虑范围。
CFD的结果显示:2022赛车实现的下压力略高于预期,和 2019/20 年赛车相比,下压力的平均损失为10%以内;然而赛车的阻力水平显著高于2019年的赛车(dCx = 0.31,比普通家用车的阻力系数大),预计由于赛车由于气动效果导致的时间损失是1.86秒。但需要特别指出的是这款Perrin 提供的赛车模型在设计上存在诸多的缺陷,并且显著低估了赛车下压力可供挖掘的设计空间。
阻力增加
更大直径的轮毂是阻力增加的重要原因,其直径670 毫米增加到了725 毫米,而相对于 2019/20 赛车,更长和更宽的尾翼的阻力也有相当大的增加。同时直观上产生地面效应的文丘里管不会产生过多阻力的观点在风洞中被证明是错误的。文丘里底板的前缘是产生阻力的重点区域,同时也是产生下压力的重点区域。
底盘下压力分布:前置的气动重心
比较2019/20年车型和22年的底板下压力分布的差异可以发现:22年赛车的压力中心(COP)向底板中心转移,扩散器部分的低压峰值相对较小。由于赛车后轴被抬高,因此可以考虑降低赛车斜率(flatter rake angle)用于压榨赛车尾部下压力,但是低斜率底板的使用会使前翼失去在俯仰状态能够压榨的地面效应(move the front wing further out of ground effect)。
2018 年(上)、2019v2(中)和 2021 年(下)汽车底部压力等值线的比较。
总结:前一世赛车的底板能够产生约55%的下压力,前翼25%,尾翼20%。然而22年技术规则下赛车的阻力水平增加,下压力的分配方式发生变化,前翼将会占据更多下压力产生的份额,并且拥有更高的气动效率,底板的地位有所下降。
车身气动特性:这个模型完全是虾鸡儿设计
2019v2(顶部)和 2021(底部)汽车上表面压力等值线的比较。
观点:从国际汽联释放的渲染图中,有人注意到前翼越过鼻锥正下方的设计格式,类似于0708年BMW的铲状前前翼的格式。这种设计是能够更为充分的压榨地面效应,在该区域产生下压力能够降低两侧对于底板区域的上洗效应。
同时也有人注意到在实际规则中,前鼻锥上方的区域同样被认为是前翼单元可以利用的空间,因此有人期盼有车队可以重新解释这一规则将第一片前翼片放在鼻锥的上沿,起到类似于桥翼的作用。
但问题的关键是原有前翼的Y250发生器已经被规则取缔,或许可以考虑从前翼翼面的扭转处取得涡流发生的可能性,和桥翼同时代出现的有法拉利在2008年鼻锥翼片连接方式也揭示了这种可能性,如果能够将连接鼻锥部分设置为略微的负攻角,而正常产生下压力的区域为正攻角,那么在该部分由于压力差的存在,构成了涡流形成的条件。
也有人从翼片连接鼻锥的方式是否允许开槽用于产生涡流这个方向进行讨论。这个设想的源头是来自于前翼和端板镂空的方式类似于18年被法拉利迈凯轮广泛采用的前翼镂空立柱的设计思路
前翼翼片的连接方式是另外一个可以被利用的灰色地带,具体而言就是通过调整前翼攻角的铰链产生涡流。
车身中部:
单体壳的光滑曲线消除了原有s导管产生的低压区域(但迈凯轮好像就没有s导管);前轮的小翼产生了一部分升力,进而产生下洗气流用以减少前轮产生的湍流导致的气流剥离。由于来自于轮拱和前翼端板的涡流混合流动,前轮产生的气流更加复杂。
模型所展示的赛车模型的侧箱入口和下切位置设计是从美学角度出发设计的,而在实际气动设计中,必须要考虑横风条件前轮乱流对车身后部可乐瓶区域的影响(个人观点,这就是为什么原文章的作者没有考察侧滑车身动态的原因,两台电脑算力根本不够模拟)。
2022技术规则中将赛车侧向前部的破风板以及肩翼全部木大成2009年布朗GP的模样,轮胎乱流如果不加清洗的直接进入赛车尾部,则赛车尾部动态是难以控制的。这是2019年以来赛车破风板区域一年复杂一年的原因,车队需要想方设法地通过侧箱入口前的破风板和下切的设计把气流往外推(这就是国际汽联想搞你的原因)
底板文丘里管能够部分替代此前破风板的作用:梳理前轮带出来的脏气流,使之不影响下压力的生成;从事实上规则中文丘里管入口处的鳍片更类似于现有底板入口鳍片的扩大版本。
上述鳍片能够在管道内部产生涡流,创造出底盘隧道内部的低压区,这意味着下压力。但在这种情况下,涡流随着通道向外弯曲模糊,其结构并非连贯的。
官方模型的侧箱实属样子货,但该部分确实是另外一块存在差异化设计的区域
但网络上似乎也给出了赛车规则允许的几款方向作为参考?现代F1的散热效果已经能够支持侧箱区域的大幅度下切设计。图中FIA给出的A1 参考形在实际设计中并不会被车队采纳。2011年迈凯轮的L形侧箱能够发挥后方横梁尾翼的作用,但是在技术规则中,对于侧箱形状也做出了约束:F1赛车的横截面必须是封闭曲线,因此即使说工程上可行,这种设计依然违规。可以确定的是规则中没有限制中间防撞结构碳棒的位置,因此由法拉利开创的侧箱结构依然存在生命力,但是和高位侧箱一起出现的复杂肩翼设计是不会被保留的。
A1基本款,这一款就是官方模型
L型侧箱:参考了迈凯轮在2011年的设计,但至少从规则层面来说,这种设计似乎没有规则空间
高位侧箱,实际还是参考了迈凯轮在2010年的设计(你们就这么喜欢迈凯轮的设计方案吗?)
尾部:
过往技术规则中,尾翼产生的涡流影响后车的追击效果。赛车后端扩散器产生一对反向涡流,这对反向涡流能够将轮胎和尾翼产生的尾迹分别向内和向上偏转。
新规中,尾翼结构被重新设计,尾翼端板最多延伸至尾翼的下表面,在翼尖的外曲面形成低压区域,上表面的高压区域难以保留(reducing the pressure on the top surface of the wing elements towards the tips)。设计灵感来自于2009年之前可乐罐区域的翼片设计。
此外,2014年起被禁止的后横梁翼(俗称第二尾翼)被重新引入。之所以称呼为第二尾翼,是因为该部件起到了和尾翼相同的作用,即以增加阻力的代价直接产生下压力。
第二尾翼的另外一个作用是充当赛车扩散器的一部分,扩散器的上沿从底板区域抬高到第二尾翼的区域,由于第二尾翼的下表面是负压区域,因此可以抽吸扩散器内部的气流,进而提高扩散器下压力水平(事实上,车队在没有第二尾翼的时期,这种工作都会依靠尾翼实现,只不过尾翼抬高到,这种抽吸作用聊胜于无)
在混动时代之前的冷却出口的设计逻辑和和当今完全不同,因为混动时代的排气管和泄压阀都被抬到了尾翼中央位置,而冷却出口的位置正对后悬挂,而这部分区域实际上和第二尾翼是重合的,因此冷却出口的位置设计在气动设计上需要兼顾第二尾翼的工作效率。
轮胎
悬挂
跟车?
本次技术改革,逼逼了这这么多,归结起来就是简化气动,减少跟车难度,进而增加在缺少轮胎差异以及DRS情况下的超车行为。
从根源上来看,超车困难的原因在于前车产生的空气动力学尾流以及后车产生下压力的表面对湍流的敏感程度过高。减少车身周围的湍流就是FOM给出的方案,因为湍流的存在导致了赛车尾流的加宽,废弃导致前轮过热,导致赛车在跟车过弯产生转向不足。
与 2019v2 案例(旨在模仿法拉利和阿尔法罗密欧前翼的功能)相比,前轮周围的尾流更窄,在底板前缘之后,底板鳍片外洗车底气流,这意味着尾流后轮周围的宽度相似。在赛车后部,来自较大后扩散器的涡流有助于将尾流拉成更窄的“泪珠”形状,这应该可以减少尾流对另一辆车的损害。
2022年的另一个关键标准是在尾流形状。这种上升流有助于大部分尾流清除后车的顶部。2022 款赛车的尾的角度比当前规格要大得多,更高、更窄的扩散器将尾流向上抛。
2019v2(顶部)和 2021(底部)汽车的总压力等高线距地面 50 毫米。
作者结尾
遗憾的是,在不进一步降低网格保真度的情况下检查 2022年汽车尾流对后续汽车的影响是不可能的,但所有迹象表明,2022 年的变化应该在很大程度上实现轮对轮赛车的预期改进。尾流更有效,因此后面的车应该更干净,下压力向底板中心的移动也应该减少跟随时遇到的转向不足。
应该指出的是,现有的仿真结果只是基于原始的模型进行的粗糙运算,现实设计环节依然有许多关键改进可以用于未来的研究,包括:
减少前翼外倾角,解决前悬架和底板的平衡和分离问题。
调整底盘前缘以尝试产生更连贯的涡流结构。
改变尾翼布局以尝试减少阻力。
车身侧滑和过弯动态下的下压力工况研究。
行驶高度和汽车俯仰灵敏度研究。
引用:
https://www.f1technical.net/features/22288
https://www.fia.com/file/105636/download/29731
https://www.bilibili.com/video/BV1x44y127Lu
https://weibo.com/2822469331/Kpbknxt5O
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