f1赛车后面的尾灯有什么用 知乎看多了

拿f1做例子本文转自《汽车之家—啊车文化》 F1是世界上花销最大的体育运动,相信很多人早有所闻赛车的设计和制造是一件非常复杂的工作,而且赛车上的每个部件不能简单的以价格来衡量

  但是,从财务的角度要求每一个部件必须有一个基本价格,不过这个价格只能组装出一部可以开动的赛车如果再加上科研费、设计费、风洞实验费(甚至风洞实验室的造价)、公开和私下试车费、车队管理成本等等的话,就组成了F1车队运营嘚真实成本那么一辆F1赛车比赛真实成本到底是多少呢?

  下面我们就来一一揭秘

  据精略统计,一部可以参赛的F1赛车价格在98万欧え左右这个价格只是组装出一部可以开动的赛车,如果让一部价值约98万欧元的F1赛车跑一年的赛事还需要有大量的配件。全年参赛总费鼡是......请你调整好呼吸——884万美元

  这些数字还是F1赛车的基本费用,如果再加上科研费、设计费、风洞实验费(甚至风洞实验室的造价)、公开和私下试车费上述数字至少翻一倍。而新的数字统计中还不含车损每次事故都要大幅度提高上百万欧元的消耗。

  此外如果嫃将F1赛车放到赛道上,还得先在国际汽联交3680万欧元的押金嗯,确实是土豪的运动

随着近年来越来越多F1车队因财政状况退出F1赛场,车队嘚研究开发与运营的资金管理越发重要预算和表现是相辅相成的,财务上的差距在赛车表现上显而易见资金最雄厚的赛车跑在前面,運作资金少的则垫后中等车队总是在此之间摇摆,下面我们就通过F1官方统计数据看下这些车队的运营情况。

1亿6千万英镑:赞助商含菲亚特/法拉利

  说到F1车队,相信大家第一个想到的肯定是法拉利车队很多车迷也正是由于看法拉利的F1赛车认识法拉利这个品牌,所鉯它的名气应该是最大的一个无可厚非的是,法拉利车队也是各个车队中运营开支最大的一个车队

  从给出的数据看来,法拉利的盈利状况非常的不错毕竟法拉利这三个字就是一个活招牌,很多客户还是非常愿意在这里投广告的而且,法拉利引擎还提供给另外的兩支车队这进一步让成本削减了,8千万英镑的FOM分成指的是F1管理收益,又名“伯尼的钱”——会在12个月之后付给符合条件的车队它涵蓋了一个车队整个赛季的收益,这也是车队很重要的收入之一

1亿2千万英镑:赞助商

  一级方程式通常都是装备的竞赛,能拿到高额赞助协议的车队就能在装备上花更多钱像引擎的开发,试车等都需要花费大量的银子在去年10支车队在此方面的总开销更是达到了3亿8千万媄元。

  像迈凯伦这种自身没有研发引擎的车队需要向梅赛德斯购买,花费也是不少的不过其为有竞争关系的小车队印度力量和马魯西亚提供客户支持,同时与集团共享设施则可以降低了运营成本因此其迈凯伦盈利状况还是可观的,所以说并不是成绩好的就能获得恏的收益还要看车队各方面的运营情况。

  红牛的F1运作是由两个相互交织的公司组成的红牛科技,按照红牛车队的要求生产赛车和配件及比赛车队管理公司。

  英菲尼迪带来的赞助将抵消(雷诺)引擎费用的增长除此之外,车队冠军奖金从2013年起将带来每年递增嘚5千万英镑的收入尽管会延迟12个月,但是这些钱可以让红牛车队减少母公司的支持增加品牌的曝光率,啊车君认为红牛这几个赛季嘚成功预示着赞助商们在未来的赛季将掏得更多。

  梅赛德斯车队在最近一两年取得长足的进步特别在今年更是一柱擎天,与其他车隊拉开了巨大差距虽然官方没有给出最新的数据统计。

  不过我们通过之前的数据能够看出梅赛德斯其实在运营方面偏向头重脚轻,梅赛德斯GP(比赛运营)和高性能引擎公司都是为梅赛德斯车队服务这两家公司密集的人员成本是梅赛德斯增加预算的原因之一。

4千5百萬英镑:赞助商

  说起这个品牌啊车君深表遗憾,不仅其在中国生存的状况就连在赖以生存的F1也是不大乐观在大车队和独立车队中間漂泊着,使其管理费用在成本中的比例和大车队一样但赞助收入却一般般,而且还没有车队冠军奖金的保障

  虽然不幸,但我们能看到车队战绩还算不错此外,基尼资本带来3千万英镑而FOM给这支没有车队冠军奖金的车队分成再带来4千5百万英镑。

  这无疑是对F1商業模式的一种控诉一支在车队和车手榜上都具有竞争力的车队还需要股东贷款才能留在场上。

  像莲花一样索伯也在中游徘徊,不過它拥有宝马时期传下来的达到制造商标准的基础建设然后再加上独立的预算收入。

  和其他车队不同车队苦于结算账单的时候用嘚是瑞士法郎——全球最强势的货币之一,以至于被人为的与欧元挂钩但是F1的习惯是用美元统计的。这种差距再加上过度依赖墨西哥贊助商,是它现在财务困境的根源一旦和三个俄罗斯企业的合作关系完全步入正轨,预计这些问题可以大幅缓解

  尽管和索伯的头條数相同,印度力量的商业模型非常的不同从乔丹/米德兰/世爵的管理下一路走来,两位印度亿万富翁各持有车队的42.5%剩下的小部分屬于荷兰股东。

  印度力量的大部分支持来自于集团公司马尔雅的酒业集团和撒哈拉集团提供了1亿英镑预算中的30%,而赞助商/FOM又提供叻45%积分榜的表现也很证明这支车队正在走上坡路。

3千万英镑:委内瑞拉国营石油公司

2千8百万英镑:赞助商

  和其他车队不同威廉姆斯车队有个特殊的商业模型,它是F1唯一上市的车队百分之五十是由车队创始人Frank Williams持有,工程合伙人Patrick Head有9%Toto Wolff掌握了15%,员工信托占3.5%还有20%是由公众持有的。

  在今年的表现中威廉姆斯从印度力量还有索伯三队的混战中脱颖而出,也缘于其拿到了和梅赛德斯的引擎合同并且咜有很强的品牌和一流的设施,所以它能牢牢占据车队前三甲的位置

  通过上述车队的经营状况,我们知道F1确实是一项烧钱的顶级赛車运动虽然该项赛事最近被质疑丧失了原有的刺激和快感,其电视观众和比赛上座率已经连着好几年在走下坡路但啊车君想说的是,F1莋为一个巨大的全球品牌其所有的危机会渐渐消失的(即便是暂时的),因为其运动的精髓才是这个舞台的中心作为一个车迷,真心唏望一个具有全球性的赛车运动可以延续下去而不被现实打败。

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新交的女友我好喜欢她 她喜欢看F1賽车而我完全没概念。现在想要陪她一起看比赛应该怎么做? 欢迎长篇大论也可以给我推荐几本书或者其它的资料,只要有用的我嘟感谢 么么哒女友,再么么哒各位知友

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问题太大了就拣两三个主要的說,主要涉及基本原理部分加举例不写公式也不放各种压力曲线了,见谅……

首先向两部车致以崇高的敬意1965年Chaparral 2C和1968年莲花49B赛车,没有这些先驱者我们可能还要在荒蛮之地挣扎许久。

进入正题F1赛车产生下压力的部分可以基本上归纳为如下几点:1.前定风翼;2.后定风翼;3.底盤。当然影响赛车空气动力设计的还牵涉到几乎所有外露部分和引擎进气散热等内部流场。

首先说到定风翼的问题都无法避开翼型的設计,所谓翼型即一个平行于机翼对称面的截面这是一个决定整个翼片所产生空气动力的效率的设计,涉及几何构型例如弯度厚度和弦长。当然光有翼型是不一定能产生下压力的还需要一个迎角,也就是真正产生下压力的来源当迎角过大时,流动会从翼面上分离即流动分离,此时翼型失速(Stall)这会大大减小升力以及增加阻力。

前定风翼是赛车所有部分中首先接触到来流的所以对于后面的气动咘局非常关键,包括产生三分之一的下压力前后压力的配平以及引导气流。现代F1赛车的前翼大致包括以下布局简而言之产生升力的部汾包括Mainplane和后方的Wing Elements,上方的Cascade Wing

主升力面用于产生大量的下压力,并与车身中后部平衡为了增加升力(以下不区分升力,负升力和下压力)普遍的办法包括增加翼面积,增加翼型弯度和增加最大升力系数(也可以理解为增加失速迎角)当然其他的方式也包括使用环流控制,即增加绕翼环量

最普遍的方法为升力面的开槽。如上图其中主升力面中有多处开槽,这是因为相对于单片结构的翼片而言增加翼爿单元的数量可以有效地推迟流动分离的发生以及显著的增大最大升力系数,此外如果将上翼面的气流导入下翼面,可以产生一个类似吹气襟翼的效果延缓分离。

CascadeWing在前翼中的作用已经被大幅的开发了除了产生附加的下压力以外,一个更重要的作用是利用Outwash诱导气流离开湔轮从而减小气动阻力,如上图

当今F1的设计中,翼片的开槽同样用于在端部产生一个翼尖涡这一涡流发生在Y轴中心左右250mm处,称为Y250涡这一涡流可以梳理侧箱进气口前气流,并将气流导入扩散器以及侧箱底切有利于下压力的增大。

此外还需要了解一个概念即诱导阻力……我们都知道有限展弦比下的机翼会产生一个下洗的过程即高压区的流动翻卷至低压区,从而减小有效迎角进而使得有效升力和垂矗于来流方向产生夹角,诱导出阻力分量

这一现象在前定风翼中也会发生,因此我们使用Endplate即端板来遏制这一流动的干扰从而使得翼尖嘚大漩涡转变成了翼尖部分一个小漩涡。在减小阻力的同时展向的压力梯度所导致的三维流动也一定程度上被遏制,因此增加升力线斜率这一处理的方式类似于增大翼片的展弦比。除此之外端板承担的另一个任务是把气流推离轮胎,左图为09年F60右图为08年F2008,随着定风翼寬度加宽端板的导流形式也从Inwash变成了Outwash,有效避开轮胎的干扰

GurneyFlap是固定在翼片后缘的垂直片,这一部件由著名车手Dan Gurney发明并应用于航空器(自豪脸)。Gurney应用库塔茹科夫斯基后缘条件作用与增加翼型弯度类似,可以增大最大升力系数同时在合理范围内增阻。Gurney Flap起作用的范围較小一般与弦长有关,在5%弦长内都可以起作用F1中一般不超过20mm。

另一个重要的概念即涡发生器即使用小展弦比的翼片产生翼尖涡,利鼡翼尖涡的动量掺混边界层从而延缓分离,使得定风翼可以做成更大的弯度以及设定成更高的迎角

底部的Turning Vane可以被视作一个涡发生器,當然另一作用是起到类似翼刀的功效,导流的同时控制三维流动防止外翼失速。

前定风翼一般都会在规则允许下被尽可能低的安置這涉及到地面效应,即翼尖涡被地面的存在所阻碍使得诱导阻力减小,从而增大有效迎角提高升力。但是这一效应对高度极敏感一旦离地间隙瞬间扩大,下压力也会瞬间减小由此引发过不少事故……例如

当然,也存在中间高两边底的设计如图F399,这种设计考虑到的昰向尾部扩散器输送气流提高扩散器工作效率。

扩散器类似于半个Venturis管但与文丘里管压缩流体不同,扩散器使用一个扩散段来减速气流由于扩散器瞬间扩大了流管,且此时的流体依然为不可压流因此更多的气流将从底盘或四周被吸入扩散器中,造成底盘的流速增大壓强降低。这一压强差被用于产生大量的下压力

扩散器造成的低压区分布在整个底盘处,其中在扩散器入口处压强最小而当气流进入擴散器后流速减慢,压强随之增大因此扩散器本身并不产生下压力,而是诱导产生下压力的工具

扩散器的角度,扩张曲线和离地间隙嘟经过严格的论证以获得最大的升力系数和升阻比,同时防止流动在扩张通道中发生显著分离为了减小底盘中存在的横向流动,扩散器中往往安装了导流片

此外为了提高扩散器工作效率,很多的扩散器出口都安装了Gurney或者襟翼即利用造低压区来提高扩散器的抽吸效率。或者像R90一样把bi-plane尾翼的下层放到扩散器出口尾翼下方低压区域可以大幅提高扩散器的效率。 举两个例子RB8的Coanda效应排气管和BGP001的双层扩散器

Coanda效应排气管其实来自废驱扩散器的禁用,FIA为了避免对尾气加以使用将排气管设置成了斜向上的排气方式但这并没有阻碍纽维大神的脑洞夶开。

RB8的初始设计如图红色尾气依然通过Coanda效应的曲面被送到后轮和扩散器之间,起到密封扩散器防止后轮横向流动进入的作用而蓝色氣流则来自侧箱底切,这部分气流通过侧箱底部开口的通道被送到扩散器中央从而形成向扩散器内部启动开口吹气的效果,大大增加流量之后RB8推出了类似双底板的设计,主要修改了底切开口的形式和流向 类似的设计包括迈凯轮MP4-2的立交桥,但此时尾气完全依靠Coanda流动偏转箌底板上巧妙的避开了和侧箱气流的干扰。

双层扩散器同样道理是不断挑战规则的产物。DDD为BGP001拓展出了一条全新的气流通道扩大了扩散器的容积。与众不同的是它在可乐瓶区域继续挖掘气流并输送到底盘,这股气流和底盘气流混合后进入扩散器起到增加质量流量的效果。

与前翼类似尾翼同样涉及到翼片,端板同时还有近五年出现的失速尾翼和DRS系统。

尾翼的迎角大小可以极大地影响赛车的行驶特性例如在摩纳哥尾翼的迎角极大,而在蒙扎尾翼几乎不存在迎角几乎完全放平。这是由于高速赛道下的调教要求低阻低下压力,摩納哥反之

下图为F1-87/88注意上两层尾翼。

对于这类相近安置的尾翼+梁翼组合还涉及到biplane效应,升力线模型告诉我们可以将直匀流中机翼简化为附着涡加自由涡这两个模型相近放置时会产生相互作用,若竖直接近放置两者都会对对方产生下洗,减小负升力因此需要考虑安装位置的合理性。这一结构往往出现在下翼接近扩散器时用于诱导扩散器的效率。

尾翼端板有显著的上下两处百叶窗结构上方百叶窗减尛压力差诱导的涡流,从而减阻下方格栅则和有效处理扩散器气流或排气管尾气有关。

DRS是现在非常常用的直道提速装置原理和上述蒙紮的尾翼调教类似。当尾翼角度变化使得阻力接近零升阻力时翼片所受阻力最小下压力也最小,以此提升直道尾速 失速尾翼是通过直噵上减阻减升力来达到增大尾速的效果的,即F-ductF-duct得名于首创这一技术的迈凯轮车队将气流进口放在Vodafone标志的f 字母处。在这里区分几个概念即有限展弦比机翼在低速自由来流中所产生的阻力包括寄生阻力和诱导阻力,诱导阻力在此时的赛车运动中占非常大的比例由于诱导阻仂产生自翼片的升力,因此如果我们试图使机翼部分失速在不大大增加压差阻力的情况下减小诱导阻力。 机智的迈凯轮工程师把这一设備的开关装在驾驶室中当封闭驾驶室气流出口时,气流会被导致尾部造成失速而且由于这一设计和单体壳融为一体,其他车队的复制吔将变得困难


比较少关注技术变革,有误的地方还请指正……

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