这是一级方程式赛车希望在 2022 年改善赛车的新车
星期四在英格兰的银石赛道，在本周末的英国大奖赛之前，一级方程式赛车向公众展示了明年的赛车。自 2014 年引入涡轮增压混合动力系统以来，2022 年将见证这项运动技术规则的最大变革。汽车产生空气动力学下压力的方式发生了根本性变化，目标是让 F1 更轻松汽车相互比赛。 Ars 与 F1 数据系统总监 Rob Smedley 进行了交谈，以了解新车为何以及如何诞生。有什么问题？本周末将在银石赛道相互比赛的赛车通过前翼和后扩散器的组合使用空气来产生抓地力。而且它们产生了大量的下压力，这也是 F1 单圈时间达到历史低点的部分原因。问题在于，空气经过 F1 赛车的车身后会发生什么变化——它变成了大量扰乱空气的尾流。在湍流空气中运行的机翼几乎不会像在清洁空气中运行的机翼那样有效，这意味着一辆车很难紧跟另一辆车以尝试超车 - 这是 F1 粉丝告诉他们想要的运动多看几眼。 “当 [2021] 车驶入时，比方说落后一秒，它失去了大约 25% 的下压力，”斯梅德利说。 “当它移动到大约半秒时——一个接近的距离并到达他们可以开始让这个轮对轮交互的点——在那个时候，它失去了 40% 的下压力。所以损失是巨大的。” F1 赛车的性能一直是空气动力学性能、轮胎抓地力和发动机功率的混合体，但在我热爱这项运动的 25 多年里，空气动力学一直是这三个要素中最重要的。 “我们从来没有真正考虑过尾流效应的重要性——气流从车上吹到后面的车上——我们只是接受了一级方程式赛车中会发生的情况，”斯梅德利告诉我。也就是说，直到现在。 （或者准确地说是明年。）他们是如何解决这个问题的？近年来，F1 车队在服务器场上进行了大量投资，因为这项运动打击了不受限制的风洞测试（它反复尝试控制成本之一，现在通过成本上限可以更有效地完成这项工作）。但是这个决定来自团队——这项运动本身没有那种可以依赖的内部资源。相反，它转向了亚马逊。 “通过与 AWS 合作，我们基本上能够使用计算流体动力学 (CFD) 模拟重新设计一级方程式赛车。重要的是我们用后面的赛车设计赛车，”Smedley 解释说。设计两辆车的模拟比单辆车的模拟复杂得多，事实上，如果每个团队都试图自己做，这个过程会非常缓慢。 “这些团队受到所谓的空气动力学测试限制的限制，这是技术法规的一部分，因此他们被允许运行一定数量的计算能力，当他们进行 CFD 时，这相当于大约 190 个计算能力核心模拟，”斯梅德利说。使用 EC2 为 Smedley 的团队提供了很大的灵活性和更多的计算能力，因为所有 10 个团队可以聚集在一起。 “我们开始时大约有 1,100 个核心，然后我们达到了大约 2,500 个核心。有一次，我们的核心数超过了 7,000 个，这简直令人震惊，”他说。这意味着他的团队可以快速解决问题。与使用团队的 CFD 基础设施需要四天时间相比，Smedley 的团队能够在大约六小时内运行两辆车的模拟。 “这意味着以敏捷的方式开发新车，这确实改变了游戏规则，”他补充道。 “我们知道汽车的有效概念是什么，但我们可以用科学的方式证明这一点。” 2022 年 F1 赛车将如何产生下压力 如您在照片中所见，2022 年赛车的设计比目前正在比赛的赛车要干净得多。在这里和那里萌芽的空气动力学附件要少得多（因为明年的技术法规不允许这样做）。有一个不太复杂的前翼，控制装置可以减轻从前轮流出的一些湍流空气，还有一个成形的地板，通过地面效应产生大部分汽车下压力，这是 F1 上一次看到的东西是在 1980 年代初期。重定向来自 F1 的扰乱空气的尾流似乎是一个重要的变化。 “由于汽车顶部和底部的压差变化，你会得到非常非常强烈的上洗效果，”斯梅德利说。 “所以尾流实际上是上升而不是冲洗，并在汽车后面创造了这个巨大的真正湍流、非牛顿流动的空隙。”抱歉，机翼暂时保留下来 我问 Smedley F1 是否考虑过任何激进的事情，比如完全放弃机翼以支持机械抓地力。许多车迷相信这种调整会带来更好的比赛。毕竟，就公路车相关性而言，减少阻力比在三位数速度下增加下压力更重要，标致甚至为其下一款混合动力勒芒赛车 9X8 选择了无翼设计。 “如果你放弃它——一个空气动力学公式——你将很难恢复这种性能，最终单圈时间可能会明显变慢，而且这些不会是地球上最快的赛车。所以我认为重要的是我们并没有放弃这一点，但我也认为重要的是我们对效率有很好的关注，”斯梅德利回答道。 “我们通过驾驶舱周围的家具降低了产生大量下压力的能力——因此也降低了很多阻力；你会在所有 [当前] 汽车上看到这些非常复杂的挡板、转向叶片和涡流产生解决方案。 ”因此，明年赛车的升阻比将比目前的赛车高得多（根据 Smedley 的说法，后者介于 7:1 和 9:1 之间）。
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