彎道技術
我們通常說的彎道指的是需要車手進行剎車、轉動方向盤然後加速出彎的彎道,一些可以以全油門通過的緩彎並不能算是真正意義上的彎道。隨著輪胎和空氣動力學等技術的發展,賽車的極限越來越難達到,也就是說,曾經需要認真對待的彎角變得可以隨心所欲了,真正的彎道在慢慢變少。雖然速度在加快,但這樣會嚴重阻礙新技術的發展,賽車最終會走向“直線化”的設計方向,這決不是我們想要看到的,畢竟F1不是A1,我們需要更多的彎道,給設計者們提出各種各樣的難題,再看他們想出五花八門的方法來解決,這才是讓F1回歸彎道的目的所在。這裡提到的高速過彎並不像寫起來那樣容易,以單一彎道舉例,賽車要順利過彎,首先要在儘可能短的時間內把車速降到能夠以最大角度通過彎道的速度以下,然後進入彎道,在彎中,車手要保持賽車穩定過彎,不失控,出彎後同樣要保持平穩,並且儘快提速,每一個環節都需要多種因素配合才能達到目的。這些因素包括賽車的動力性、輪胎的狀況、空氣動力學設計、懸掛調校、車手走線、賽道路況甚至天氣情況、風向、溫濕度等等,其中最重要的就是動力、輪胎和空氣動力學。
動力:的來源是引擎,由於客戶引擎的存在和國際汽聯對引擎規格的統一,特別是在把引擎最高轉速限制在19000轉以後,各車隊間的引擎差距微乎其微,車隊能在引擎上做的文章也越來越少,相同的材料和尺寸,幾乎一致的功率、扭矩和轉速,相似的壽命(一引擎用兩站,壽命900至1000公里),迫使研發部門把注意力轉移到如何運用這些動力上。
輪胎:作為賽車上唯一與地面接觸的零件,其重要性不言而喻。F1的輪胎含有220種材料,由79%的橡膠、18%的鋼和3%的織物構成,里外共3層,與地面的接觸面是橡膠複合物,中層束帶由多種角度的纖維束編制,高科技纖維橫向排列形成內層骨架。輪胎必須能夠在5秒鐘之內實現賽車從0公里/小時提速到200公里/小時的動力傳遞,在300公里/小時的速度下,輪圈承受的離心力為2000G,也就是自身質量的2000倍,與地面的豎直接觸壓力為1.6噸。以上這些數據還僅僅是保證賽車能夠直線行駛的必要條件,在實際比賽——特別是在過彎時,車手必須在允許的路寬內尋找最最佳化的行車路線,又稱“走線”,目的是在賽車可操控(車手會努力把賽車速度逼到極限)的前提下,儘快通過彎道。因此,在彎前的全力剎車會給輪胎帶來2.5噸的摩擦力和5倍重力的減速力,在以150公里/小時過彎時,輪胎的橫向附著力大於3.2噸。但是,從98年禁用光頭胎開始,針對輪胎的政策越來越苛刻,直至今年,輪胎供應商只剩下普利斯通一家,產品的單一性加上愈發細化的技術規則,導致的唯一後果就是——各車隊在賽車的設計上更趨於一致。
空氣動力學:如果說有哪樣東西對空氣動力學的需求能和航空器相比的話,那一定就是F1賽車,更有賽車設計師表示空氣動力學要占到F1整體效能的90%,無論如何,正確地掌控空氣肯定對贏得勝利具有深遠的意義。車隊里的空氣動力學工程師除了研發工作外,還有一項任務,就是針對不同的賽道提出相應的空氣動力學方案,實際上,這些方案就像是博弈,氣壓和氣阻變大,賽車在直道上的速度就變小,而彎道的穩定性就增加,反之,賽車就更利於直線行駛。舉個簡單的例子來說明,摩納哥的蒙特卡羅賽道和義大利的蒙扎賽道是全年比賽中標準的低速和高速賽道,高速和低速主要是由賽道中的彎道決定的。蒙特卡羅賽道狹窄,彎道多而急,所以麥克拉倫賽車的尾翼傾斜角度很大,增大了賽車的空氣阻力和下壓力,賽車在對付眾多彎道時才顯得遊刃有餘。反觀蒙扎賽道上的麥克拉倫賽車,不僅尾翼的傾斜角度變小(尾翼幾乎是平直的),還取消了前鼻上的副翼片和牛角翼,這樣 的調校給了我們一個明確的信號,這裡是一條高速賽道,我們要讓賽車在直路上跑的更快,扔掉多餘的下壓力。工程師們的問題是:如何權衡直道與彎道呢?於是,可變形的空氣動力學套件逐漸進入了設計師的視野。典型的可變尾翼設計是:當賽車在進入直道後,尾翼的上層翼片會繞著支撐結構向後鏇轉,以減小下壓力;而當賽車減速進入彎道時,翼片又會迴轉到豎直狀態,保持賽車穩定。先是法拉利,然後是紅牛都因使用這種可變尾翼引起軒然大波。國際汽聯立即站出來主持公道,推出更嚴格的測試指標以杜絕此類違規事件的發生。在此之前的尾翼測試標準是,用鋼索套在尾翼前端,以500牛的力水平向後拉尾翼,要求翼片的變形不得超過5毫米,顯然這個標準有點小兒科了,修改後的標準要求水平方向形變不得超過2毫米,而且增加了垂直方向的測試,從上、下兩個方向各以500牛的力作用到尾翼主翼板兩邊,要求翼板的變形幅度也不得超過2毫米。不過,這些嚴格的測試總會被證明是緩兵之計,更多的新花樣還是會不斷湧現,即便如此,能夠讓設計師開動腦筋的空氣動力學也在逐漸被FIA限制,發揮的空間越來越小。