F1赛车空气动力学套件包括鼻翼、侧翼、尾翼、但是它的车身构造其实也是迎合了空气动力学原理的:F1对空气动力学有着相当严格的要求,所以车翼部分至关重要。鼻翼、侧翼、尾翼,在F1比赛中,显然鼻翼更为重要。因为它的位置,它控制着空气在赛车其余部位的流动。对于车翼的使用国际汽联也有着严格的尺寸规定,前翼的直径不能超过1400毫米,深度不超过550毫米,高度不超过200毫米。但是前翼的翼面数量却不想后翼要被限制在两片。前翼的材料是碳纤维制成,虽然坚硬到不会由于空气动力受损,但是却十分容易碰撞破裂。特别是因为其位于前轮的前面,所以在起步与超车的时候特别容易因为互相碰撞而造成前翼损坏而不得不去维修站更换。后翼的作用十分简单,只是牢牢地将车身抓在地面上。国际汽联规后翼的制作必须遵守1000毫米宽,350毫米长,200毫米深的范围。它也必须拥有足够的强度,必须能够承受1000牛顿的重力测试。针对不同的场地,车队一般具高、中、低三种不同下压力的后翼存在。
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空气动力学Aerodynamics
力学分类:低速空气动力学
流动类型:不可压缩流动
气流流速:小于400Km/h
研究内容:下压力与阻力
研究方法:模型测试
空气动力学简介
  空气动力学是流体力学的一个分支,是研究空气或其他气体的运动规律,空气或其他气体与飞行器或其他物体发生相对运动时的相互作用和伴随发生的物理化学变化的学科。它是在流体力学基础上随航空航天技术的发展而形成的一门学科。
  空气动力学的研究内容根据空气与物体的相对速度是否小于约100米/秒(即时速360公里/小时,注,也有根据时速400公里为界来划分的), 可分为低速空气动力学和高速空气动力学,前者主要研究不可压缩流动,后者研究可压缩流动。F1赛车的研究的内容便属于前者。此外,根据是否忽略粘性,还可分为理想空气动力学和粘性空气动力学。
雅西高速限速F1空气动力学研究的目的与核心手段
  在F1中,空气动力学研究的核心目的是在保证赛车获得足够下压力的情况下拥有最小的空气阻力,以提高赛车的速度和高速行驶的稳定性,所有为空气动力学服务的部件被称为空气动力学套件。
  据专家统计,目前F1车队在空气动力学上的花费已占到其整个车队年度预算的15%,是仅次于发动机研发的第二大支出项目。在这一笔巨大花费中,其中相当部分投资于风洞建造和测试。风洞 (Wind Tunnel)是一个大型隧道或管道,在管道的中间,安装有一台巨型电扇,它可产生强劲的力流,经格栅等装置整理减少涡流后送入
实验段,吹动放置在其中的实验模型。
  现代风洞的主要作用是将赛车模型放在内部的钢铁传送带上模拟赛车在路面上的各种情况。 在风洞试验中,巨大碳纤维风扇极限转速可以达到600转/分,驱动引擎的峰值功率更可达到让人咋舌的4000匹马力。如此强大的动力可以在30秒内将静止的空气加速到300公里/小时,此时托起赛车模型的传送带则模拟赛车在比赛中的各种路况和车身姿态,最大限度保证模拟的真实性和有效性。通过对采集到的数据进行综合分析,可以准确地检测到赛车在路面上受到各种因素干扰时的状况。这种模拟可以将赛车空气动力学部件的精度提高30%。如今,领先的F1车队都不惜巨资(一套现代化的F1风洞造价高达4500万美元以上),建设自己专属的风洞,以便及时和准确地研究赛车的气动效果,改进赛车的气动套件,获得克敌制胜的杀手锏。
  F1空气动力学研究最核心的三个方面
  在空气动力学实验中,工程师们最关注的主要是三个方面的内容:下压力、阻力和灵敏性(敏感度)。
巨大的下压力可以提高赛车的过弯极限,但是在理想状态下,下压力的增加不应当带来赛车阻力的增加,但是不可避免的却会牺牲赛车的部分极速。赛车的空气动力学灵敏性(敏感度)则是指赛车的状态性能对于空气动力学环境改变时自身变化的强弱,例如由不平整的赛道路面带来的赛车翼片以及底盘和路面距离之间的频繁变化时,赛车性能所受到的干预强弱。
  F1空气动力学逆流而上
  每个赛季,国际汽联都会对空气动力学规则做出修改。2004年,赛车的尾翼被减至两片,2005年,前翼高度抬高5厘米,首次限制扩散器高度;2006年,FIA又要求前轮轴心之后330毫米以内,参考面30毫米以上的区域不得安装任何空气动力学套件。虽然FIA不断为技术发展设置障碍,但是F1赛车速度的提高从来就没有停止过,这正是空气动力学的研究价值。
车队 所在地 建成日期 模型测试比例 风速 倾斜角度
法拉利 意大利制造厂 1998年 60% 70米/秒 8度 
雷诺 英国恩斯顿工厂 1999年 50~100% 70米/秒 8度 
本田 英国布拉克里工厂 NO.1-2000年
NO.2-2005年 NO.1-50%
NO.2-60~100% NO.1-60米
NO.1-80米 NO.1-8度
NO.2-未公开 
威廉姆斯 英国威廉姆斯格洛夫工厂 NO.1-1999年
NO.2-2004年 NO.1-50%
NO.2-60~100% NO.1-55米/秒
NO.2-55米/秒 NO.1-无
NO.2-未公开 
迈凯轮 英国沃金总部 2001年 40~60% 50米/秒 未公开 
丰田 德国科隆工厂 2002年 60~100% 65米/秒 8度 
宝马-索伯 瑞士西威尔工厂 2003年 60~100% 80米/秒 10度 
红牛 英国比斯特工厂 2001年 50% 55米/秒 8度 
米德兰 英国布拉克里工厂 1986
年 40% 45米/秒 无 
红牛二队 意大利Casumaro 1992年 50% 45米/秒 无 
宝马-索伯风洞
法拉利风洞
迈凯轮风洞
丰田风洞
米德兰风洞
威廉姆斯风洞
雷诺风洞
本田风洞
超级亚久里风洞
红牛车队风洞
红牛二队风洞
风洞
Tyre
轮胎类型:条纹轮胎
轮胎种类:3种
前胎宽度:305~355mm
后胎宽度:365~380mm
前胎胎面:最大270mm
干胎条纹:纵向四条
条纹深度:最小2.5mm
一,轮胎简介
  轮胎是负责将引擎动力作用到路面的直接介质,因此如果赛车缺乏性能优越的轮胎,动力再强也无法转化为速度。也正是因为这个原因,轮胎与底盘、空气动力学和引擎并称为决定赛车性能的四大因素。轮胎的发展早在F1诞生之前,但是在陆地上,没有任何车辆对轮胎性能的要求像F1这样苛刻,F1轮胎科学也因此变得高深莫测。
  二,轮胎分类及其学问(含相关技术规则)
  1,干地胎
  a:尺寸jeep大切诺基2014
  米其林的干燥赛道一级方程式赛车轮胎的直径为660毫米,宽度为380毫米(前轮355毫米)。按照规则
的要求,轮胎胎面上需要有四条纵向的凹槽。这四条凹槽的深度最少为2.5毫米,对称分布在胎面上,凹槽中心线之间的距离为50毫米。
  b:性能
  带有凹槽的干地胎性能关键在于其尺寸、配方、构造、赛道情况以及底盘等多方面因素的相互作用…… 在整个赛季中的19场比赛中,这些因素不断地发生变化。 每个车队可以在星期五的自由练习中使用两套不同配方的轮胎。然后,车手要在这两套轮胎中选择一套在排位赛和正式比赛中使用。修订后的2005赛季比赛规则要求车手在排位赛和正式比赛中使用相同的四条轮胎。因此,对一套F1赛车轮胎的里程寿命的要求是超过300公里(大约185英里)。
  c:配方
  根据每一个赛道的特点,轮胎的配方可能会比较软或者比较硬。每场比赛所使用的轮胎成分差别很大。而随着赛季的推进,轮胎的制造工艺也在发生着细微的变化。
  轮胎的外框是尼龙和聚酯纤维的复杂编织物。它必须能够提供极大的硬度,才能经受住巨大的空气动力学负荷(在250km/h时超过一吨的下压力)、极大的纵向(5g)和横向(4g)拉力,以及时常发生的赛道边缘的撞击。
  d:温度
  一条一级方程式赛车轮胎在接近100摄氏度使用温度的时候能达到最佳性能。在理论上,热度应该平均地分布在胎肩、中央和胎面里。而且,分布在底盘前后左右的温度也应该是平均的。如果后部过热,赛车就有可能会对方向盘的动作反映过度。如果前轮过热,赛车对方向盘的动作反应将变得迟缓。
  e:规则
  在每个
比赛周末中,车手只能使用16条轮胎,即四套类型相同的轮胎。
  2,雨胎 — 劈开路面的积水
  对于米其林来说,跟上湿地胎的发展趋势是很重要的。有时候,车手们不得不依靠一些人工手段—例如使用带有排水管的车辆等方法—才能测试最新开发出来的技术。
  a:定义
  雨天赛车轮胎必须要能够排开进入到轮胎的接地面和赛道之间的积水。如果雨水太多,轮胎则可能因完全失去抓地力而打滑。在2005赛季中,规则允许车队在每站比赛中使用一种湿地胎和一种“最大湿度”的超湿地胎。只有当赛事总监宣布赛道比赛条件为湿地时,车手们才能够使用湿地胎。只有当赛事总监宣布天气条件明显恶化时,才能够使用“最大湿度”的超湿地胎。
  b:规则
  在每站比赛之前,车队必须向一级方程式赛事的主管机构国际汽联(FIA)的技术总监提交将要使用的赛车轮胎的全部技术图纸。每位车手在每个比赛周末中只能使用28条雨胎——16条湿地胎和12条“最大湿度”的湿地胎。
  c:排水系统
  一条雨胎在每秒能排出数十升的积水。因为在潮湿的路面上比赛时,赛道的表面温度较低,所以雨胎的使用温度必须低于在干燥赛道比赛所使用的轮胎—通常是30摄氏度到50摄氏度。为了增加赛车底盘的离地距离,它比干地胎的直径稍宽。
  三,与轮胎相关的数据
  10公斤
  一条前轮轮胎的重量。
  12公斤
  一条后轮轮胎的重量。
  1.2 / 1.3巴
  为了提高抓地力,F1轮胎充气气压相对较低,以便让轮胎表面与赛道有最大的接触面积。
  150
  在制造一条F1轮胎时需要使用150种不同的原料,其中包括橡胶(天然橡胶和合成橡胶)、苯乙烯丁酸(用于提高抓地力)以及聚丁烯(用于提高耐久性)。除此之外,一条轮胎中还包含例如尼龙或者涤纶等织物纤维、树脂、硫磺、蜡、石油等原料。
  100摄氏度
  当胎面温度达到90到110摄氏度之间时,干地胎的行驶性能达到最佳状态。
  30摄氏度
  在潮湿的环境中,赛道表面的温度降低,所以与干地胎相比,湿地胎需要在较低的温度下运转,通常是30到50摄氏度。
  30,000
  米其林在2004年制造的F1轮胎数量。
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  250
  我们已经评估过的不同开发方案的数量。
  100,000
  在一年的试车过程中,米其林测试轮胎的里程数。
  150,000
  在一站一级方程式大奖赛中,一条轮胎旋转的圈数。在最高时速时可达到每秒50圈。
  25吨
  到欧洲以外进行比赛时,米其林运输车中所装载的轮胎以及相关设备的总重量。
  36升
  当赛车以每小时160公里的速
度行驶时,一条前轮湿地胎(宽度为270毫米)将在每一秒钟里排出36升雨水。
  45升
  当赛车以每小时200公里的速度行驶时,一条前轮湿地胎(宽度为270毫米)将在每一秒钟里排出45升雨水。
  4G
  在巴塞罗那这样的赛道上,轮胎所承受的横向重力加速度为4个G(相当于四倍的地心重力加速度),在赛车制动时为4.5个G。这种状态下,车手头部所承受的重量为正常情况下的4倍。
  1.2吨
  在快速转弯的时候,轮胎能够产生超过1吨的横向拉力,以克服转弯的离心力。
  600公斤
  根据不同的赛车调校,在赛车本身重量以及空气动力学组件所产生的下压力的共同作用下,每条轮胎所承受的压力可能会高达600公斤或更高。
  300公里
  在新的规则下,一条轮胎必须能够确保行驶300公里的里程。
  0.002秒
  当赛车以每小时300公里的速度飞驰时,橡胶分子每0.02秒会与赛道表面接触0.002秒。
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F1轮胎厂商介绍
  目前为F1提供轮胎的厂商一共有两家:米其林和普利司通,米其林供应的车队有:本田、雷诺、迈凯轮、宝马-索伯、红牛车队和红牛二队;普利司通供应的车队有:法拉利、威廉姆斯、米德兰、丰田和超级亚久里,基本持平。
  米其林和普利司通采用的两种完全不同的轮胎哲学,普利司通的特点是:胎臂坚固胎面软,因此轮胎在行进的过程中,胎面的变形程度大,产生的热量多;而米其林的胎面则非常坚实。从新赛季的比赛来看,尽管恢复使用换胎制度,但是米其林仍像上赛季一样明显占据上风,普利司通最大的弱点是在低温环境下,进入状态晚,缺乏抓地力。
- 最大总直径 最小宽度 - 最大宽度 - 备注
- - 前轮 后轮 前轮 后轮 - 
干地胎 660mm 305mm 365mm 355mm 380mm 必须有凹槽 
中性胎 670mm 305mm 365mm 355mm 380mm 最小“海陆比”30%
深度:2,5mm 
雨胎胎 670mm 305mm 365mm 355mm 380mm 最小“海陆比”40%92号油价
深度:5mm 
底盘
Chassis
制造材料:碳纤维
主要功能:部件连接母体
核心部件:单体壳
车身总长:无限制
车身总宽:小于等于1800mm
车身总高:小于等于950mm
车身总重:600kg(含车手)
F1赛车高端科技详细图解02
底盘简介
  在普通的汽车教科书中,关于车辆的底盘是这样定义的。底盘是用于支承、安装发动机及其各部件、总成,形成汽车的整体造型,并接受发动机的动力,使汽车产生运动,保证正常行驶的整体。它由传动机构、行驶机构、转向机构和制动机构四部分组成。也就是说除了引擎、轮胎和车身外壳,几乎全部被纳入底盘的范畴。
  既然是对所有车辆的广泛定义,那么
也同样适用于F1赛车;但是在F1中,我们通常所说的底盘主要指单体壳和传动行驶机构,在2006版F1技术规则中,对底盘的参数做了严格的定义和限制,详细细节请见F1底盘规则。
  根据国际汽联运动第20条规定,车队冠军(制造商冠军)只颁发给底盘制造商。这足见底盘制造在F1中的重要地位,一支F1车队可以使用购买的引擎和轮胎,但是要成为合法的注册车队,必须具备自己生产制造底盘的能力。F1现役的车队总共有11支,也就意味着有11支底盘制造商,分别是:雷诺、迈凯轮、法拉利、丰田、本田、宝马-索伯、威廉姆斯、红牛、红牛二队、米德兰和超级亚久里。
F1底盘规则
  F1技术规则关于底盘的限制主要包含:制造材料、尺寸定义和安全测试指标。其中制造材料统一采用碳纤维复合材料,而在后两方面的限制则较为具体,下面我们将分开阐述。
  一,尺寸限制
  F1技术规则要求,车身总宽最大不得超过1800毫米,长度不设限制;车身总高(不含摄像头)不得超过950毫米,左右轮中心线之间的宽度不得超过1400毫米。尾翼总宽度不得超过1米。前轮轴心到前翼最前沿的距离不得超过1200毫米,后轮轴线到尾翼最后沿不得大于500毫米,尾翼总高度不得超过800毫米。
  二,安全测试,
  安全测试主要针对驾驶仓以及车头和车尾,其中对驾驶仓的安全撞击测试最为严格,要求座舱侧面必须能承受直径为300毫米,质量为780公斤的钢片以10米/秒的速度以90度的夹角撞击。总质量为780KG的单体壳与支架捆绑,以14米/秒的速度垂直撞向水泥墙时,必须能保证驾驶仓完好无损。
  以上只是底盘规则的核心部分,我们将在以后的报道中做更加详细的报道。
底盘代号 车长 轴距 引擎 燃油 最大功率 变速箱 电子系统 轮胎
战旗雷诺R26 4550 3100 RS26-V8 埃尔夫 740/19100 7挡钛 megnetimarelli 米其林 
迈凯轮MP4-21 4580 3120 FO108S-V8 美孚 700/18900 7挡碳 迈凯轮 米其林 
法拉利248F1 4545 3050 056-V8 壳牌 740/19300 7挡碳 megnetimarelli 普利司通 
丰田TF106 4330 3090 RXV-06-V8 埃索 750/19200 7挡钛 megnetimarelli 普利司通 
威廉姆斯FW28 4400 3145 CA2006-V8 马石油,嘉实多 760/20000 7挡铝 威廉姆斯 普利司通 
本田RA106 4675 3140 RA806E-V8 埃尔夫,Nisseki 750/19200 7挡碳 本田 米其林 
红牛RB2 4580 3135 056-V8 壳牌 740/19300 7挡铝 megnetimarelli 米其林 
宝马F1.06 4610 3110 P86-V8 马石油 750/19100 7挡钛 megnetimarelli 米其林 
米德兰M16 4570 3095 RXV-06-V8 埃尔夫 740/19200 7挡铝 TGA 普利司通 
红牛二队STR01 4655 3145 TG-90/V10 壳牌 710/16700 7挡铝 PI 米其林 
超级亚久里SA05 4666 3100 RA806E-V8 埃尔夫 750/19200 7挡碳 本田 普利司通