技术分析:梅赛德斯在美国站FP1中的速度为什么消失了?
尽管Toto Wolff作为梅赛德斯的公关机器近几个月来单调地告诉我们,W12的开发升级更新已经停止,但这根本不是事实。
在银石,对破风板区域和后扩散器的“楔形”区域都引入了最新的升级,从更加技术性的角度来看,它已成为2021赛季后半段的大杀器。
然而,更新的意图并不像我们许多人想象得那么明显和简单,其影响在那个周末不一定完全能够得到体现。
在土耳其大奖赛周末期间和之后,许多F1媒体专家和粉丝都在质疑,W12在直道上15km/h的领先优势是否适用于他们的客户车队。
大多数拥有任何赛车经验的工程师都会很快揭穿这一理论,因为简单的物理学告诉我们,在相同的阻力下,实现如此规模的速度增量所需的功率增加是一个二次函数,这意味着光是引擎增加10马力是远远不够的。
相反在2021年,15km/h的速度增量只能现实地指向空气动力学效率的提高。不知何故,梅赛德斯正在减少直道上的阻力,同时在弯角里保持了下压力。
自2010年以来,F1工程在悬架设计中已经偏离了传统的弹簧阻尼器布置,特别是在赛车的后部。原因有两个:通过拆卸线圈弹簧或扭转杆,后端的未弹簧质量会减少,但至关重要的是,通过拆卸压缩/延长弹簧,并用某种形式的配重控制取代它们,后悬架系统就增加了额外的自由度。这就是被动后悬挂的奇妙所在。
包含气压升降弹簧或阻尼器可以进行相当合理的悬挂高度控制,其自由度远大于更传统的线圈/扭曲弹簧阻尼器机构,鉴于后扩散器离地高度的敏感性和重要性,这一点至关重要。
尽管多年来,通过使用配重控制阻尼器在F1赛车的后部进行配重控制一直是常态,但梅赛德斯能够做到的是将阻尼器微调,以便在大直道上,当两个拉杆都以一定的预设值压缩时,降低后置悬挂的高度并压力扩散器的离地间隙,使扩散器无限逼近与失速状态,大幅降低阻力并提高直线速度,几乎就像双DRS一样,其工作原理有点类似于迈凯伦曾经引入过的F-Duct使尾翼达到失速状态。这可能是通过在隆起阻尼器内进行某种形式的阀门或某种形式的偏心钟曲柄机制来实现的。当直道下压力负载在阈值以下时,例如油门降速或制动时,后方的悬挂高度再次升起。
重要的是,它是一种非常合法的机械式激活控制装置,但仅适用于低倾角底板的空气动力学哲学,如梅赛德斯。
虽然红牛车队周末显然询问了FIA关于梅赛德斯扩散器失速装置的合法性,但有理由怀疑他们不是在质疑配重控制概念,而是在某些特定条件下降低悬挂高度的非线性或突发机制。
当然,这如何与周五在奥斯汀FP1之后的梅赛德斯性能下降相匹配的问题需要澄清。
周六FP3后,媒体盯上了红牛车库,因为维斯塔潘和佩雷兹的尾翼都匆忙地用额外的碳纤维加固。然而,一直保持警惕的媒体错过了一个更大的故事,以及一个很可能解释美国大奖赛周末梅赛德斯性能改进停滞的原因。
在FP1检查后,梅赛德斯工程师注意到,两个W12的扩散器在极其颠簸的奥斯汀表面上一直非常坚硬地接触赛道,这实际上是本赛季最具侵略性的,以至于底板破裂了,需要维修,而且还需要大幅加固,这影响了他们的效率,还需要大幅提高静态悬挂高度,以避免排位赛和正赛中更多地与赛道表面的撞击和摩擦而导致的损坏,所以这损害了他们在FP1所用的机械和空气动力学设置。
像梅赛德斯这样成功的车队在一夜之间莫名其妙地失去近1秒的领先优势是非常不寻常的,随着他们最近直道速度的提高,扩散器失速和配重控制似乎是梅赛德斯今年能否染指年度总冠军的重要因素,所以可以明确地说,在COTA并不是红牛赛车有太多的性能提升,而是梅赛德斯应对赛道的颠簸特性而做出的赛车设置和调校的妥协而使赛车变慢了。
所以赛后,虽然梅赛德斯上下表达了对于结果的失望,但仍然表示他们完全有信心在未来的5站比赛中获胜不是没有道理和依据的。
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