何辛:梅奔W13的空气动力学分析
来源微博@赛车话痨何辛
2022赛季新车-----梅赛德斯W13
02-23 10:21阅读 91088
2022赛季新车-----梅赛德斯W13
尽管各个车队都在新赛季开始前逐步进行了新车的发布,但由于今年规则大改,在气动方面每支车队都绞尽脑汁寻找方法应对,因此自己的研发当然需要保护到最后才能让对手知晓。绝大多数车队在新车发布的时候,要么就把一些部分遮掩住,要么干脆拿出一辆“假”车。只有在第一次冬测的时候真正的2022年赛车才会正式下场。
梅赛德斯新车W13在2月15号进行了新车发布,有意思的是:自家官网和F1官网上的介绍文章,使用的新车图是这样子的:
而真正出现在展台上的赛车是这样子。。。
这分明就不是同一款赛车。没看清楚?来张对比图吧:
从侧箱看就能发现,上面的官网图几乎和去年赛车完全一样,而下面的图才是今年赛车真实的样子。通过这个比较我们可以很清晰地看到:上面的赛车是基于去年赛车,很早期的(应该是去年年中开始,甚至更早)2022研发版赛车,而下图赛车则是最新版。
我们就来看看W13有什么过人之处吧!
前翼
梅奔的前翼和绝大多数车队的前翼都不同。车头是完全和第一块翼板连接着的。这也是目前发布的新车中,唯一一个和第一块主翼板连接的赛车,靠近车头两侧被深切下去,这就是以前赛车的Y250区域,以前的赛车,这部分会在边缘产生涡流向前轮后侧车体外方向冲出,从而把前轮产生的乱流推离赛车。
梅奔赛车前翼上靠近车头的位置,四块翼板深切的非常厉害(黄线),在边上还有翼刀(1,2)。这样可以在翼片的下方,产生类似以前Y250相似的涡流。
主翼板和车鼻相连,让结构更加稳固,同时也能承受更大的下压力(黄色区域和箭头)。红色箭头和红线标示出翼片和车体的连接位置。红色箭头位置可以看出,梅奔的第一块主翼板几乎是平的,而且整块翼板都是完全和车鼻结合在一起。这样就能够在黄色区域承载更大的力道。
端板位置被切成梯形,(1)并且向内凹陷,这样可以起到引导气流向外的一点“外洗”效应。
整个前翼的设计充分考虑了规则改变之后的结构强度需求,同时基本保持了和以前赛车前翼气动布局的思路。
这是梅奔的T型板。今年在这个位置,有些车队采用了双层T型板的设计,但梅奔依旧采用的比较传统的T型板。红1标示的区域将会是高压区。这个作用和去年赛车的T型板是一样的。
梅奔的侧箱是很有意思的。由于规则的改变,这里是每支车队的重点。由于有了地面效应的规定,每支车队在车体两侧可有最多设计4条垂直于地面,在底板下方,座舱两侧的翼板,整个进气通道和破风版就需要重新布局设计。(这里面,今年的法拉利最具特点)。梅奔在这个位置也花费了巨大的力气。基本上还是尽量沿用了去年布局的思路,不过最大限度地根据规则来进行优化。
第一个映入眼帘的就是外侧破风版的角度。图示中1和2的位置是一块板但不在一个平面上,1向内倾斜,这样可以让前轮和车体之间的部分气流有一个向外的流动方向,从而达到“外洗”的效果。这部分气流的作用就是能够进一步将前轮后面的乱流带出车体,从而不干扰整车的气动效果。
侧箱最引人注目的就是这个波浪形板,理论上这里应该会产生很多小的涡流,在外洗气流的作用下,在这里可以起到很多用途。气流向下,可以起到封闭底板下通道的作用;向上,可以起到将底板上表面延车体流动的气流和外部乱流隔开的作用。
黄色区域的高度低于内侧,从而可以进一步增加这里位置气流向外流动。由于今年有了地面效应作用,车体下方的吸力大增,因此进气口,破风版位置整合封闭上方气流的权重就更大了。因为下方通道可以让这里产生足够的下压力。(这个位置的法拉利设计思路完全不同,可以说和所有车队都不一样,非常有特点)
正面看梅奔,地面效应的通道内侧要比外侧高出很多,很少有车队做这样的设计。这样一方面,能够在外通道上表面产生一些向外的“外洗气流”,另一方面能够让靠近车体,在内通道前面产生高压区,提升气流效率。
这是梅奔在filming day被拍到的底板上面的隆起。这样做一方面能够让上表面有一些向外的外洗气流,另一方面,让隆起前方(1的位置)底板下方产生高压区,从而更进一步产生底板下面抽气作用,加速通道内气流流速,产生更好的下压力。这个原理应该和扩散器原理类似。当然很可能还有其他的作用。随着赛季深入,看谁能拍到车底的照片就会更清楚啦。
梅奔在尾翼上拿出了少见的欧翼型尾翼。这和多数车队也有所不同。主要的目的,还是为了尽量配合从车体上方通过的气流让尾翼的作用能够充分发挥出来。
总的来说,梅奔在设计上对于上个赛季的气动布局在思路上并没有出现像法拉利一样的大调整。但在规则改变的区域,做了极为细致的设计变化。结合上一个赛季的赛车实力来看,这一辆赛车得到了进一步的加强。
另一方面,据说梅奔的引擎被进一步后移,这和大多数车队将引擎前移又有所不同。到底谁的速度更好?赛场上见真章了。
最后要说一句:文章中的图和观点多数来自网络一位我个人认为很优秀的作者。搜一下kyle.engineer就知道他是谁了。
铁血恶棍楼主
· 广东我好久没来了,不好意思。下次注意。也欢迎您多转点高水平的文章。