【专栏】红牛的“三重DRS”是如何让他们直线速度更快的

2023-03-24 19:32 7931 次阅读

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红牛RB19在沙特大奖赛中展现了极强的直线速度,尤其是在DRS打开的情况下,这也成为了比赛结束后最大的议题之一。正如汉密尔顿在赛后所说:“我甚至不知道发生了什么,他(维斯塔潘)就以惊人的速度超越了我。”

我个人并不喜欢DRS,因为我认为,赛车就是车与车的对比,而DRS的引入经常让被追击的赛车毫无招架之力。所以当维斯塔潘以33-34公里每小时的速度优势超越汉密尔顿时。他感到惊讶也就不足为奇了。

这也让一些人质疑红牛是否出现了利用规则漏洞的情况,但实际上,整个DRS部件的设计是一辆高效率赛车的重要组成部分。

不仅仅是DRS的开启赋予了这辆RB19非常巨大的优势,更是一整个套件的细节构成了这辆直道速度奇快的赛车。

RB19在襟翼末端的细节与梅赛德斯W14的设计完全不同,RB19的襟翼末端是弯曲进入端板的(红色椭圆),而并没有会在端板后缘产生涡流的尖角。

此外,襟翼未打开的外部槽缝细节(图中黄线)也非常符合尾翼的拐角流,该区域的实际襟翼的弦宽也是如此(蓝色箭头)。

梅赛德斯和法拉利在槽缝处也有一定的细节化处理(绿色箭头所指),当DRS打开时,槽缝末端的缝隙会被关闭。这意味着DRS打开时,尾翼的两端一小部分将产生更大的下压力和阻力,而这时正是需要消除赛车阻力的时候。

在潮湿的环境下,我们常常能看到巨大的涡流从尾翼的外角冒出来,所有的这些细节都是为了减少涡流的产生,这将可以提高整辆赛车的效率,无论DRS是否打开。

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F1的技术规则允许上襟翼与尾翼主平面之间的缝隙可以开到85毫米。这通常能给赛车带来15-18公里的额外速度,在一些极端情况下这个数字可以到达20公里。所以红牛的优势是巨大的。

自2011年以来,DRS被正式引入F1,因此在设计赛车整体时必须将其考虑在内。如果你看一下三辆赛车的梁翼设计,红牛通常会在其梁翼上防止更具侵略性的辅助襟翼。自引入地面效应以来,这也一直是新规赛车赛车的发展趋势。

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那个咄咄逼人的梁翼能够依靠DRS关闭时尾翼产生的气流,来保持气流附着在梁翼之上。

赛车尾部的气流应该要被视为一个整体,当天气潮湿的时候你是可以看到气流的轨迹的。从理论上来讲,赛车需要将气流从赛道上吸起来。如果扩散器、梁翼和尾翼能够相互协同,那么将会实现1+1+1>3的效果。

当DRS打开时,由于来自尾翼的气流减少,会导致梁翼失速,更会导致赛车底板尾部失速。

失速其实是一个相当宽松的词,基本上,这会导致赛车产生的下压力减小,如果能够正确的管理这种下压力骤降,也可以实现减阻的目的。

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这张图片向我们展示了红牛为了赛车扩散器性能做出的努力。红色圆圈是远离扩散器表面的流量和压力传感器。扩散器后缘的蓝色高亮线条突出显示了不同于上方规格。就个人而言,我更喜欢半径更大的扩散器。

黄色高亮线条显示了预算帽对于大车队支出的影响,在过去,他们会简单的制造一个新的底板组件,唯一的问题就是需要生产多少个。而如今,你可以看到在黄色线条周围组件的削减。

分析这些他们收集到的数据最终让他们达到了在沙特站比赛时的赛车尾部规格,此外,他们还进一步的采用了更激进的梁翼设计。现在,它看起来更像是一个单独的组件,作为底板后缘的一个襟翼,因此使其失速实际上更有益于减小阻力。

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红色高亮区域时红牛赛车的梁翼,我很高兴看到红牛增大了扩散器的体积,回到了较大的圆角半径。

下图展示了DRS打开时赛车尾部的气流变化。

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我们还可以比较一下三大车队在沙特使用的梁翼。

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法拉利的梁翼与红牛和梅赛德斯相比显得有些微不足道。

梅赛德斯的梁翼与红牛此前使用的更为相似,但由于该设计会受到更多的上尾翼下压力,这样在DRS关闭时会产生更多的下压力,但实际上,就算在DRS打开的情况下,也会产生更多的下压力和阻力。

再加上双片式梁翼翼板,这会导致赛车的尾部的部件很难协同工作。

因此,红牛在整个车尾的设计上都具备减阻的效果,我们过去经常会谈论“双重DRS”,而在红牛的赛车上,你或许可以将其成为“三重DRS”。

其他车队真正关注的是尾翼翼板本身的减阻,但红牛却理解到了更深层次的东西。这一切要归功于纽维和红牛工厂里的每个员工,他们找到了别的车队没能找到的优势。

红牛的对手们在这时可不能抱怨,他们要尽快考虑换上更激进的梁翼,并配合底板一起工作。如果他们能做到这一点,他们很有可能在DRS关闭时让赛车获得更多下压力,而在DRS打开时获得更高的速度优势。

目前我还没有看到任何证据表明梅赛德斯能够做到这一点,因为他们没有很好的处理他们所缺少的东西。也许当他们推出全新的B版赛车并获得回报后,他们才会更加关注这些更精细的细节。

人们很容易将注意力集中在F1赛车的各个部件上,并将其视为模块化。但这实际上完全取决于这些部件如何协同工作。当你想要优化DRS效果时,你首先需要从底板开始。

是地面效应的文丘里隧道发挥作用的原理非常简单,但在F1中,一切都是为了最大限度的发挥这个作用。当你涉及到细节的时候,比如:叶片、制动管上的小翼、底板的边缘、底板下的设计等等,所有这些都构成了赛车尾部底板和扩散器的性能。而在这之中,梁翼是最重要的一各部分。

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下压力是以速度的平方增长的,因此无论理论上赛车在165公里每小时下的下压力和阻力如何,当赛车到达330公里每小时的时候,下压力和阻力将会达到165公里每小时的四倍。

如果车队只是任由这种情况发生,这就需要赛车在机械结构上承受这难以置信的空气负载,这会导致赛车变得僵硬。

而通过底板边缘的密封,赛车的整体下压力虽然会增加,但不会以速度的平方增加。这也能让赛车运行更软的悬挂设置,并且减少海豚跳现象的出现。

这就是我经常提起的“调光开关”效应,实际上你只需要对赛车进行微调,就能够实现控制。红牛非常善于管理这种下压力的增加,并且从来没有产生过负面效应,只是有时会减少其增加的速度。

同样,梁翼也成为红牛调整的一部分。这也就是为什么红牛赛车上有一个非常激进的梁翼,虽然这会给他们带来更大的阻力,对于任何赛车的梁翼都是这样。

但这可以减少一些尾翼产生的阻力,尾翼本身也会产生阻力,两者或多或少的能够相互抵消。但梁翼对于赛车的底板和扩散器的性能是至关重要的。

如果你只有一个尾翼,当你打开DRS时,你可能会增加15公里每小时的速度,再加上吸到前车尾流,就算可以提高20公里每小时的速度。

而当梁翼和扩散器的气流落下时,不仅减小了下压力,还减小了阻力,这也就是红牛为何能在直道上打开DRS后拥有33-34公里每小时的速度优势。这一切的性能都是来自于赛车尾部。

红牛实际上是唯一做到这一点的车队,即使本赛季表现出色的阿斯顿马丁也没能做到这一点,他们并没有那种令人恐怖的尾速。反而,他们是一辆在直道上非常挣扎的高阻力赛车。

在F1赛车里,没有一个部件是独立工作的,它们都是相互协同着工作的。这也就是红牛能够开启“三重DRS”的原因,这并不是一个部件的改变,而是不同部件之间空气动力学效果的相互配合。

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