【技术专栏】让红牛统治2022的关键技术细节

2022-09-29 18:42 2531 次阅读

红牛的RB18赛车在2022年贡献出了统治级的表现,在正赛里几乎没有对手。有趣的是法拉利的F1-75赛车其实才是赛季初最亮眼的明星,但完美的季中升级帮助红牛赛车笑到了最后。

目前RB18赛车的设计可以说是现行空气动力学新规下的最优解,它的原始设计就已经蕴涵了巨大的潜力,后续的升级更是如虎添翼。

悬挂系统:

自RB5以来,红牛一直沿用着拉杆式后悬挂和推杆式前悬挂的设计方案。在旧规则下,这是公认的最佳方案。

然而为了应对2022年新规,红牛大胆改革,改用了推杆式后悬挂,为更大的扩散器和拉杆式前悬挂腾出空间。

另一个有趣之处是,尽管悬挂模式发生了改变,车队还是在前悬挂系统里沿用了单叉臂设计(上图左侧箭头处)。

为了适应这些改变,车队还更为传统地把前两赛季置于底盘内的转向系统放回了舱壁前端。

Bib-tray 分离器:

2022年新规取消了T-tray的设计,引入了Bib-tray来代替支撑底板前缘。

红牛在这个系统里采用了贝尔维尔弹簧,即碟形弹簧,其他车队则采用了阻尼器、线圈弹簧和叶片弹簧等方案,效果各不相同。

碟形弹簧在安装布局上可以更紧凑,还可以减少振动,这可能是红牛应对海豚跳的妙手之一。

我们还可以看到RB18使用了许多横梁和支架来支撑底板(见上图箭头处),有助于减少底板的形变。

底板:

新法规更加强调底板和扩散器的性能,所以这是车队设计的重中之重。

底板、扩散器现在需要更多的辅助组件来提升性能,这也导致了赛车重量的增加,车队需要在圈速表现和耐用性上做出权衡。

国际汽联在过去几个赛季中一直严格控制赛车的底板边缘设计,但没有完全禁止。

红牛没有像一些竞争对手那样选择使用规则允许的“边翼”,而是从2021年的法规中汲取了一些灵感,在底板末端开了一个Z字形切口。

紧挨着这个切口之前还有一个马蹄形的切口,这个切口为底板提供了水平方向上的落差,后面较短的部分位置更高一些,而且与前面的轮廓明显不同。

车队曾多次努力优化这一部分,在地板前端(上图红色箭头)增加了一个格尼型襟翼,同时改变了侧箱与底板衔接处的通道的尺寸和形状。

车队在底板的几何设计上也别出心裁,RB18赛车底板的弓形部分[上图1、2位置处]采用了非传统的轮廓,与其他车队相比非常独特。

这种设计很快被竞争对手们争相模仿,还有红牛首创的底板后部的交错船尾设计[3]和类似溜冰鞋的设计[4]都很快出现在了法拉利的F1-75和Alpine的A522身上。

制动冷却系统:

红牛在赛季初带来的内前制动管道整流罩也是一个开创性的设计。

本赛季轮胎的尺寸从13英寸增加到了18英寸,刹车盘的直径也因此增加了约50毫米。

然而,刹车盘中心到边缘的孔洞的尺寸却被更严格地限制了,现在的最小直径为3毫米。

这显然对整个制动系统的设计产生了影响,组件间的气流和热交换都受到了影响。

对此,红牛设计了一个内置刹车盘整流罩,将刹车盘隔离在更大的鼓罩内,改变空气流经刹车盘的通道,以帮助散热。

为了提升性能,红牛在季中也在一直对这个系统进行升级。最初他们选择了绝缘材料进行包装(左上角插入物),随后改用了碳纤维材料。整流罩和制动卡钳的颜色也发生了变化,因为车队为它们新增了一层热涂层来提升散热性能。

车身:

红牛一直在对RB18的侧箱和发动机盖进行升级,设法在冷却需求和空气动力学效益之间找到平衡。

英国大奖赛上,车队推出了一个围场内较为通行的解决方案。架状的肩部从Halo和驾驶舱过渡向后延伸,创造了一条可以让上侧气流通过的通道,与下方的乱流区分开来。

车队按照这个思路继续升级,在比利时大奖赛进一步优化(上图),调整了发动机盖和侧舱之间的部分。

可乐瓶区域的下叉臂整流罩的形状也发生了变化,底板上还新增了一个凹痕以增加其行程(上图左侧,蓝色箭头处)。

翼件:

2022年的空气动力学新规大大降低了翼件的空气动力学效益。

但翼件提供的下压力、平衡性对于车队而言依然至关重要,所以各大车队还是在翼件设计上投入了大量心血。

RB18的前翼多次进行了小幅更改以适应不同的赛道特性。

红牛在梁翼设计上花费了更多心血,因为梁翼是连接赛车尾部的结构,对扩散器和尾翼有着重要影响。

在赛季初,他们采取了独特的堆叠式双层设计,并在此基础上持续研发升级。对于高下压力和低下压力类型的赛道,红牛准备了两种截然不同的调教。对于低下压力赛道,车队会选择拆除两个梁翼元件的上部。

RB18拥有冠绝围场的尾速优势,但其实车队即使在蒙扎都没有采用极端低阻的尾翼调教,这主要还是得益于赛车自身超高的空气动力学效率。

事实上,车队为了DRS振荡问题甚至会刻意选择较高阻的尾翼调教。

现存问题:

残酷的现实是,并非每项研发升级都能为赛车提供改进,车队通常必须权衡、评估各项设计的利弊。更残酷的是,同样的升级不一定能让两位车手都从中受益。

比如在英国大奖赛上,佩雷兹选配了车队模仿法拉利赛车设计的新底板,而维斯塔潘则宁愿沿用老款的底板。

夺冠带来的风洞使用时间的减少和预算帽的设置更是雪上加霜,红牛现在不仅要谨慎地支配今年的研发资源,还要考虑到明年其他车队的潜在挑战。

因此,红牛需要仔细考虑赛季后半段的研发方向。是要在今年更进一步?又或是为明年未雨绸缪?

 

(老妇人)


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