賽車運動的誕生是源于人類對速度的追求。可隨著各家車企競爭進入白熱化,為了讓賽車實力進一步提高,工程師便開始腦洞大開,設計出了很多用現(xiàn)在眼光來看極為奇怪的性能套件。
但你絕對想不到的是,正是因為這些奇怪東西的誕生,你才能在今天開到一臺質量高、品質好且性能足的民用車!說得更夸張點,如果沒有賽車運動,你今天的座駕可能連三蹦子都不如?什么,你不信?那就請繼續(xù)往下看!
空氣動力學--定風翼
雖然早在1903年人類就發(fā)明了飛機,可當人們意識到把機翼倒過來可以產(chǎn)生下壓力時,卻已經(jīng)是65年后了。
早年間的F1賽車都使用了輕車身+大馬力發(fā)動機的組合,可實際上當年F1賽車在彎道的速度并沒有比勒芒,甚至是民用車型快上多少!因為上世紀50-60年代F1賽車的過彎極限完全是由懸掛和輪胎所產(chǎn)生的機械抓地力決定的。
蓮花49b賽車
顯而易見,機械抓地力終歸是存在物理極限的,即使增加輪胎寬度、尺寸甚至是輪距,對于車輛性能的提升也顯得十分孱弱。不過人類的智慧總是無窮的,在1968年的摩納哥大獎上,英國汽車大神級人物科林·查普曼通過將飛機機翼翻過來安裝在蓮花49B賽車上(上圖車輛最前端的鼻翼),才使F1徹底進入了空氣動力學時代。
1968年法拉利312
用現(xiàn)在的眼光來看,蓮花49b的前鼻翼看起來極為簡陋??烧沁@樣一個其貌不揚的套件卻成為了下一站比利時大獎賽中各個車隊的標配。
1969年杰基·斯圖爾特的MS10賽車
也許是那時候人們思維都比較簡單吧,工程師們想當然地認為定風翼越大、越高,對于賽車抓地力的提升也就越明顯。這也讓1968年摩納哥站之后的F1賽車造型變得千奇百怪。有把尾翼“架設”到天上的,也有把鼻翼弄得老高的??傊?,當年的F1賽車看起來更像是“超級變變變”…
隨著定風翼和空氣動力方面研究的深入,工程師發(fā)現(xiàn)尾翼雖然可以帶來下壓力,提升賽車極限,可阻力也會隨之增加,這時可變形尾翼便慢慢出現(xiàn)在了人們的視野中。然而當可變形尾翼剛初露鋒芒時,F(xiàn)IA為了安全起見、防止車速過快便將其打入了冷宮,可誰又能想到,50年后的超跑通通標配了可變形尾翼呢?
1978年泰瑞爾六輪賽車
除了定風翼外,超跑、性能車上的尾部擴散器也是在F1賽車上誕生的。
空氣動力學--地面效應
上世紀70年代,賽車定風翼的發(fā)展慢慢陷入了瓶頸。雖然可以通過增加定風翼的迎風面積來提高下壓力,可隨之而來的卻是更大的空氣阻力,這時蓮花車隊再一次走在了時代的前沿。
與定風翼在車身上部“做手腳”不同,蓮花車隊在1978年的賽車底部設計了兩個“文丘里隧道”,從而利用“文氏效應”增加了車輛底部的空氣流速。
我們都知道,空氣流速越快,氣壓也就越低,這樣的低氣壓使車輛產(chǎn)生了吸附地面的效果,從而增加了車輛的空氣下壓力。而且這種增加下壓力方式所產(chǎn)生的阻力要明顯小于車尾部的定風翼,所以換句話說就是,蓮花賽車通過極小的阻力產(chǎn)生了極大的空氣下壓力。
不僅如此,為了進一步增加車輛的下壓力,蓮花車隊還在車身側面增加了向下的“側裙”,從而將車底空氣與外部空氣完全分隔。這時,賽車就像是吸盤一樣“貼”在了賽道上!
不過,這樣的設計也有弊端。由于賽道并非完全平整,當“側裙”與地面之間產(chǎn)生縫隙時,車輛的下壓力便會突然發(fā)生變化,幅度之大甚至可以讓賽車瞬間失控。所以由于安全因素的考量,F(xiàn)IA于1981年徹底禁止了側裙的使用。
可道高一尺魔高一丈,車隊工程師又通過降低賽車離地間隙,讓車底下壓力重新回到了原來的水平,甚至還有人在通過在車尾處增加大號鼓風機,來抽空車底空氣。
對此,F(xiàn)IA表示很無奈,于是又修改了賽車最低離地間隙的標準,并直接禁用了大號鼓風機。此后,F(xiàn)1賽車才回歸到了正常的下壓力水平。
蓮花1990年102 F1尾部擴散器
不過你以為這樣就結束了嗎?不少工程師發(fā)現(xiàn),利用車底氣流提高下壓力的方法實在是太牛B了,所以在離地間隙被限制的情況下,他們通過疏導氣流、增加車底光滑度的方式來使車底氣流增速,而這也正是尾部擴散器的雛形。
現(xiàn)在不少家用車底盤安裝護板,其實并非是為了防止車輛托底,而是為了降低車底風阻所設計的。
至于像蔚來EP9這樣類似賽車的車型,它的底盤則直接被設計成了三個巨大的通風管道,從而整合空氣流動方向,提高空氣流速。而“鍵盤車神”心中的神車--保時捷919 EVO,也是利用了地面效應才使它的圈速可以摸到當代F1的屁股。
碳纖維材料
碳纖維對于現(xiàn)在的人們來說早已不是什么新鮮事物,可在上世紀80年代,碳纖維卻是賽車工程師們完全不了解的工業(yè)材料。
隨著空氣動力學大戰(zhàn)落下帷幕,車隊工程師決定從車身重量方面入手,來提高賽車性能??上鳒p材料強度從而降低車身重量顯然是無法通過FIA車檢的,這時另一家英國車隊邁凱倫站了出來,于1981年率先在其賽車上使用了如今習以為常的碳纖維單體殼車身。
在當年的F1 意大利大獎賽中,約翰·沃森駕駛的邁凱倫賽車發(fā)生了嚴重事故,好在碳纖維單體殼通過其堅硬的外表保住了車手的生命。從此以后,碳纖維車身便成為了F1賽車的標準配置。
現(xiàn)如今,碳纖維材料同樣在民用車中大放異彩,幾乎不會變形的素質,讓碳纖維成為了制造高性能跑車的必備材料。這種設計不僅為車輛帶來了足夠高的車身剛性,同時也讓車輛的安全性以及耐久性進一步提升。而對于豪華車型來說,碳纖維材料出色的重量可以讓豪華車的車重得到進一步控制,從而提高車輛的燃油經(jīng)濟性和操控性。
渦輪增壓發(fā)動機
小排量渦輪增壓發(fā)動機雖然現(xiàn)在看來是政治正確的選擇,可在上世紀80年代來看,小排量渦輪機完全就是“廢柴”,大排量自然吸氣才是正義。不過,大排量自吸發(fā)動機卻在80年代遇到了性能提升的瓶頸。
眾所周知,想要提升自然吸氣發(fā)動機的動力只有兩種方法:一、提升發(fā)動機排量;二、提高發(fā)動機轉速。
可由于賽車的排量已經(jīng)被FIA嚴格限制住了,所以車隊只能從轉速下手,但由于技術瓶頸的存在,80年代的引擎轉速很難做到萬轉以上,這也讓當年的自然吸氣發(fā)動機馬力被牢牢“限制”在了500匹左右。
有意思的是,當年FIA除了允許使用3.5L自吸發(fā)動機外,還允許使用1.5T的渦輪增壓發(fā)動機。相比于自吸發(fā)動機的轉速瓶頸,渦輪機想要增加馬力只需要提高發(fā)動機的缸體強度即可,整體的實現(xiàn)難度也要更低。這也讓80年代的1.5T渦輪增壓機普遍達到了1000匹的馬力,而此時渦輪壓力甚至達到了難以置信的5bar!
也正是80年代的小排量賽用渦輪機,才讓本田、福特等車企擁有了大馬力小排量渦輪增壓發(fā)動機的技術積淀,使現(xiàn)在的小排量發(fā)動機不再是“無力”的代名詞。
賽車對于現(xiàn)在民用汽車技術的提升并非只有這些,只不過這四點比較有代表性罷了。毫不夸張地說,大家現(xiàn)在能夠開上如此先進的汽車,完全是那些賽車工程師們的功勞!所以大家還有什么理由不去尊重賽車運動呢?
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