加里·安德森专栏：2022年的地面效应是什么样的

在2022年的新规中，F1空气动力学的最大变化是底板和扩散器。这经常被描述为“地面效应”的回归，但地面效应到底是什么，在新规则下意味着什么？

地面效应在某种程度上一直存在。赛车在贴近地面情况下以高速行驶，一定会产生下压力，而这种下压力也会对赛车造成正面或负面的影响。

为了优化地面效应并为我所用，方法就是创造一个特别的底板轮廓，当气流向后流动时，它会扩大气流，这通常称为文式管，气流的加速使赛车下方产生低压。只要控制得当，这种效应就会将气流更快地拉进底板限制区域内。

这种效应会使赛道和底板之间存在低压，为赛车提供足够的下压力。这种效应在自由气流中非常有效，而在湍流中效率就会下降。F1对于这项技术很了解，为了解释地面效应的真正含义，我们需要回顾1977-1982年，当时它首次在F1中使用来产生下压力。

在1977-1982年，这些赛车有更长的侧舱，底盘前端在离前轮不远。底板的最低点，当时被称为“咽喉”，也更靠前，可能在当前赛车方向盘的位置。这种设计让底板的面积足够大，负担了大部分下压力的产生。这让那些使用非常小的前翼，甚至在某些赛事中不使用前翼的车队证实了底板能够产生足够下压力。

而从1983年初开始实行的新法规结束了F1的地面效应时代，这项法规要求从底板的前端开始到后轮胎的前部要一直保持平坦。但从20世纪80年代中期到1994年埃尔顿·塞纳和罗兰·拉岑伯格在伊莫拉去世后的这段时间，这些赛车仍然从底板下获得了许多下压力。在这个过程中，扩散器逐渐变大，车队从该区域获得了很多的下压力。

然后一切都变了，作为对伊莫拉事件的回应，当时的FIA主席马科斯·莫斯利(Max Mosley )，在F1 CEO伯尼·埃克莱斯顿(Bernie Ecclestone)的支持下，修改了规则，他们希望可以降低过弯的速度。

其中之一是认定热吹扩散器违规。另一个是减小扩散器出口的尺寸和长度。这些变化是在极少研究的情况下引入的，但他觉得做点什么要比什么都不做更好。

作为乔丹车队的技术总监，我记得在1994年收到一些关于扩散器长度缩短到后轮中心线的信息。我们在赫雷斯进行测试，很快地拿出了解决办法，切下扩散器不需要的部分，继续测试。是的，它降低了下压力和转弯速度，但幅度不大。

我曾经喜欢这些变化。当其他人都在反对他们并为此争论的时候，我们只是继续前进，意识到马克斯终究会得到他想要的。

除了引入阶梯式底板和一些修改来整理小细节之外，这些规定或多或少一直伴随着我们，直到2009年有人偶然发现了所谓的“双层扩散器”。双层扩散器带来了巨大优势，因为在赛季开始时，只有三支车队使用，其中之一的布朗车队轻松赢得了冠军。其他人紧随其后，但由于设计时间短，导致性能依然存在差距，最终无法影响冠军归属。

双层扩散器在2010年被禁止。在2017年规则改变之前，重点是控制下压力和转弯速度。但是，随着F1被自由媒体收购，我们的方向完全逆转了。

这些规定创造了下压力更大、轮胎更大、过弯速度大大提高的赛车。2020年，我们有F1历史上过弯最快的赛车，它们在刹车时产生的G力经常超过6G，在弯道时超过4G。2021年，这一比例略有下降，但幅度很小。

让我们用一些数字来解释这个情况。如果我们说一辆2021年的赛车在一定速度下产生1800公斤的下压力，那么大约三分之一，大约600公斤，将来自前翼。另外三分之一来自尾翼，最后三分之一来自底板和扩散器。

然而，空气动力分布是赛车前半部分占40%，后半部分占60%。因此，总重量为1820千克的空气动力载荷为前部740千克，后部1080千克。这意味着前翼将负责81%的前下压力，底板下产生另外19%。尾翼将承担55%的后下压力，底板下的部分将承担另外45%。

如果你看看这些数字，当你在尾流中跟随另一辆车时，现在的车会像猪一样转向不足。你会失去整体下压力，但实际上更重要的是你会失去大量的前下压力，这会极大地影响赛车的平衡。

但2022年回归地面效应该不会有明显的变化。总的来说，空气动力学的改变主要是为了减少湍流，换句话说，是为了改善前车的尾流。我们在过去几个赛季中看到的所有这些小叶片和小发明都有助于提高赛车的下压力水平，但会为后车产生肮脏的气流。

新规定的目的在于创造更平滑的空气动力学表面，这应该会产生更少的湍流。但后面的车也会获得更小的下压力，这让新规则陷入了两难的境地。

底板的基本原理与我们在2021年的基本原理非常相似，尽管到扩散器更长，扩散器出口面积更大。而最大的区别是底板的前沿，这部分变得更类似于我们多年来在IndyCars上看到的情况。

我不认为新规在地面效应方面能产生重大影响，赛车仍将过于依赖前翼来实现空气动力的平衡。但下压力更多地来自底板而不是前翼将是一个进步，这些规则的效果仍需要比赛来检验。