簡(jiǎn)介
空氣動(dòng)力學(xué)是流體力學(xué)的一個(gè)分支，是研究空氣或其他氣體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律多望，空氣或其他氣體與飛行器或其他物體發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)的相互作用和伴隨發(fā)生的物理化學(xué)變化的學(xué)科善延。它是在流體力學(xué)基礎(chǔ)上隨航空航天技術(shù)的發(fā)展而形成的一門學(xué)科昧谊。
空氣動(dòng)力學(xué)的研究?jī)?nèi)容根據(jù)空氣與物體的相對(duì)速度是否小于約100米／秒(即時(shí)速360公里/小時(shí)凤价，注鸽斟，也有根據(jù)時(shí)速400公里為界來(lái)劃分的)拔创， 可分為低速空氣動(dòng)力學(xué)和高速空氣動(dòng)力學(xué)利诺，前者主要研究不可壓縮流動(dòng)，后者研究可壓縮流動(dòng)剩燥。F1賽車的研究的內(nèi)容便屬于前者慢逾。此外，根據(jù)是否忽略粘性灭红，還可分為理想空氣動(dòng)力學(xué)和粘性空氣動(dòng)力學(xué)侣滩。
技術(shù)詳解
F1空氣動(dòng)力學(xué)研究的目的與核心手段
在F1中，空氣動(dòng)力學(xué)研究的核心目的是在保證賽車獲得足夠下壓力的情況下?lián)碛凶钚〉目諝庾枇Ρ淝埽蕴岣哔愜嚨乃俣群透咚傩旭偟姆€(wěn)定性君珠，所有為空氣動(dòng)力學(xué)服務(wù)的部件被稱為空氣動(dòng)力學(xué)套件。
據(jù)專家統(tǒng)計(jì)娇斑，目前F1車隊(duì)在空氣動(dòng)力學(xué)上的花費(fèi)已占到其整個(gè)車隊(duì)年度預(yù)算的15%策添，是僅次于發(fā)動(dòng)機(jī)研發(fā)的第二大支出項(xiàng)目。在這一筆巨大花費(fèi)中毫缆，其中相當(dāng)部分投資于風(fēng)洞建造和測(cè)試唯竹。風(fēng)洞 (Wind Tunnel)是一個(gè)大型隧道或管道，在管道的中間苦丁，安裝有一臺(tái)巨型電扇浸颓，它可產(chǎn)生強(qiáng)勁的力流，經(jīng)格柵等裝置整理減少渦流后送入實(shí)驗(yàn)段旺拉，吹動(dòng)放置在其中的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ汀?br>
現(xiàn)代風(fēng)洞的主要作用是將賽車模型放在內(nèi)部的鋼鐵傳送帶上模擬賽車在路面上的各種情況产上。 在風(fēng)洞試驗(yàn)中，巨大碳纖維風(fēng)扇極限轉(zhuǎn)速可以達(dá)到600轉(zhuǎn)/分蛾狗，驅(qū)動(dòng)引擎的峰值功率更可達(dá)到讓人咋舌的4000匹馬力晋涣。如此強(qiáng)大的動(dòng)力可以在30秒內(nèi)將靜止的空氣加速到300公里/小時(shí)，此時(shí)托起賽車模型的傳送帶則模擬賽車在比賽中的各種路況和車身姿態(tài)淘太，最大限度保證模擬的真實(shí)性和有效性姻僧。通過(guò)對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析规丽，可以準(zhǔn)確地檢測(cè)到賽車在路面上受到各種因素干擾時(shí)的狀況。這種模擬可以將賽車空氣動(dòng)力學(xué)部件的精度提高30%撇贺。如今赌莺，領(lǐng)先的F1車隊(duì)都不惜巨資(一套現(xiàn)代化的F1風(fēng)洞造價(jià)高達(dá)4500萬(wàn)美元以上)，建設(shè)自己專屬的風(fēng)洞松嘶，以便及時(shí)和準(zhǔn)確地研究賽車的氣動(dòng)效果艘狭，改進(jìn)賽車的氣動(dòng)套件，獲得克敵制勝的殺手锏翠订。
F1空氣動(dòng)力學(xué)研究最核心的三個(gè)方面
在空氣動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)中巢音，工程師們最關(guān)注的主要是三個(gè)方面的內(nèi)容：下壓力、阻力和靈敏性(敏感度)尽超。巨大的下壓力可以提高賽車的過(guò)彎極限官撼，但是在理想狀態(tài)下，下壓力的增加不應(yīng)當(dāng)帶來(lái)賽車阻力的增加似谁，但是不可避免的卻會(huì)犧牲賽車的部分極速傲绣。賽車的空氣動(dòng)力學(xué)靈敏性(敏感度)則是指賽車的狀態(tài)性能對(duì)于空氣動(dòng)力學(xué)環(huán)境改變時(shí)自身變化的強(qiáng)弱，例如由不平整的賽道路面帶來(lái)的賽車翼片以及底盤和路面距離之間的頻繁變化時(shí)巩踏，賽車性能所受到的干預(yù)強(qiáng)弱秃诵。
F1空氣動(dòng)力學(xué)逆流而上
每個(gè)賽季，國(guó)際汽聯(lián)都會(huì)對(duì)空氣動(dòng)力學(xué)規(guī)則做出修改塞琼。2004年菠净，賽車的尾翼被減至兩片，2005年彪杉，前翼高度抬高5厘米毅往，首次限制擴(kuò)散器高度；2006年在讶，F(xiàn)IA又要求前輪軸心之后330毫米以內(nèi)煞抬，參考面30毫米以上的區(qū)域不得安裝任何空氣動(dòng)力學(xué)套件。雖然FIA不斷為技術(shù)發(fā)展設(shè)置障礙构哺，但是F1賽車速度的提高從來(lái)就沒(méi)有停止過(guò)革答，這正是空氣動(dòng)力學(xué)的研究?jī)r(jià)值。
各隊(duì)風(fēng)洞
| 車隊(duì) | 所在地 | 建成日期 | 模型測(cè)試比例 | 風(fēng)速 | 傾斜角度 |
|---|---|---|---|---|---|
| 法拉利 | 意大利制造廠 | 1998年 | 60％ | 70米/秒 | 8度 |
| 雷諾 | 英國(guó)恩斯頓工廠 | 1999年 | 50～100％ | 70米/秒 | 8度 |
| 本田 | 英國(guó)布拉克里工廠 | 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-未公開 |
| 威廉姆斯 | 英國(guó)威廉姆斯格洛夫工廠 | 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-無(wú), NO.2-未公開 |
| 邁凱輪 | 英國(guó)沃金總部 | 2001年 | 40～60％ | 50米/秒 | 未公開 |
| 豐田 | 德國(guó)科隆工廠 | 2002年 | 60～100％ | 65米/秒 | 8度 |
| 寶馬-索伯 | 瑞士西威爾工廠 | 2003年 | 60～100％ | 80米/秒 | 10度 |
| 紅牛 | 英國(guó)比斯特工廠 | 2001年 | 50％ | 55米/秒 | 8度 |
| 米德蘭 | 英國(guó)布拉克里工廠 | 1986年 | 40％ | 45米/秒 | 無(wú) |
| 紅牛二隊(duì) | 意大利Casumaro | 1992年 | 50％ | 45米/秒 | 無(wú) |
