要成为 F1 中最快的车队,您必须比其他车队更具创造性和不同的思维方式。
这正是帮助红牛车队在2024年赢得车队和车手冠军的原因。
我们将探索排气扩散器——这项发明与许多杰出的发明一样,对 F1 世界产生了重大影响,尽管寿命很短。
2009 年至 2012 年对于 F1 行业的所有工程师来说都是一个激动人心的时刻。 2009 年,双扩散器首次亮相,此后获得了更多的空气动力学改进,尤其是红牛。
2010RB6 除了双扩散器外,还有一个有趣的排气管位置。 Adrian Neuvy 是赛车运动中最杰出的头脑之一,他参与了这款车的开发。 然而,他在解决一些最大的空气动力学问题方面面临着重大挑战。
具体来说,未解决的空气动力学问题是前轮后面产生的脏空气。 这种湍流空气会对它流经的所有空气动力学成分产生负面影响。 让肮脏的空气远离赛车仍然是一个完全无法解决的问题。
如前所述,双扩散器的发明将工程师的注意力转移到了赛车的后部。 他们希望借助前一年在规则手册中发现的一个洞来提取最大水平的下压力。 但是上述问题给他们带来了很大的困难,这使他们无法充分发挥双扩散器的潜力。
此外,湍流气流会进入扩散器空间,从而破坏其效率。 发生这种情况是因为汽车下方的空间迫使空气移动得更快,从而产生低压场。 然而,红牛工程师认为恢复到 80 年代和 90 年代的设计将解决问题。
在 90 年代,迈凯伦-本田测试了有趣的排气设计。 他们将排气管放在扩散器的下表面,用额外的空气“喂食”它。 请注意,废气处于高温和高速状态,这意味着它携带大量能量。 从空气动力学的角度来看,这种空气使空气部件非常高效。
Red Bull 的工程师团队在 RB6 上重新发明并实施了该系统。 最初,红牛使用的是RB5的旧排气系统,直到测试的最后一天,他们才尝试了不同的排气位置。 他们甚至在旧排气管上使用贴纸来向其他团队隐藏他们的秘密。
然而,它们很快就被发现并成为 F1 工程师的主要话题。
上一代赛车有一个高位叉臂,让排气装置几乎位于其下方。 该系统具有多项空气动力学优势,提高了当年的性能。
高速流出管道的热空气充当脏空气和扩散器之间的边界,防止湍流空气破坏扩散器的气流。 因此,扩散器更强大,产生更大的下压力。
当时的一个神话是,新的排气位置用于更好地控制后轮胎的温度。 虽然它可能产生了很小的影响,但肯定不足以彻底改变后部的性能。
该系统的缺点是它仅在骑手全油门时才起作用,因为那是排气流量最高的时候。 因此,雷诺和红牛必须找到解决这个问题的方法。
动力单元部门的工程师提出了一个出色的解决方案,并很快被其他团队采用。 有两种解决方案:冷吹和热吹。
这两种解决方案都涉及动力装置的连续最大运行。 这意味着即使骑手不踩油门,它也会以高转速旋转。
第一个想法是让发动机即使在没有全油门的情况下也能继续以最大转速运行,本质上是将电机变成气泵并推动空气通过它,这称为冷吹。
热吹在类似的条件下工作,但保持燃料燃烧,为废气提供更多能量。 工程师创建了一个特定的发动机地图,要求它在驾驶员没有踩下油门时延迟喷气,导致发动机后面排气支流的反应延迟和燃料燃烧。
当然,这种解决方案极大地影响了油耗,并带来了新的挑战。
首先,温度和发动机负载要高得多,因此红牛无法在整个比赛中使用这种比赛策略。 对他们来说,更重要的是在排位赛中创造的优势。
对于我们在场边的球迷**来说,热吹系统发出了令人难以置信的响亮声音,而我们现在绝对缺少这种声音。
其他团队很快看到了排气扩散器的积极方面,并开发了他们的版本。
在2011赛季开始之前,国际汽联改变了规则,并以不同的方式定义了排气系统的位置。 然而,这只会激发聪明的头脑找到绕过规则的方法。
最有趣的概念来自迈凯伦车队,他们将排气管放置在赛车场的边缘。
这种设计的目标是在通过赛车下方的气流和外部空气之间形成一道屏障,隔离地板和扩散器,并通过创建较低的压力区域使它们更有效地工作。
然而,由于严重的温度管理问题,该项目从未进行过测试。
与此同时,红牛创建了其巧妙系统的另一个版本。 这一次,排气管又宽又低,位于底板的顶面。 与前一年一样,它的主要作用是防止脏空气进入扩散器。
红牛在那一年占据了主导地位,赢得了 12 场比赛中的 1 场。 塞巴斯蒂安·维特尔(Sebastian Vettel)获得了他的第二个冠军头衔,RB7作为最具统治力的汽车之一载入史册。
当然,排气系统并不是他们赢得冠军的唯一原因,但它肯定与其他部件一样重要。
这些故事是真实的例子,说明如何奖励像 F1 这样的高科技运动的创造力。