相变材料就是迈凯伦轮胎管理优势的解答吗?
是的,所有人都在猜:迈凯伦到底是怎么让两辆MCL39赛车保有轮胎上的优势?而所有的人都目光紧盯在煞车通风系统上,而这位学生的论文可能是当中的解答。
把时间回溯到8年前,一位名叫Martin Buchan的博士生当时在迈凯伦进行他的研究:探讨“相变材料”(Phase Change Material)的应用,后来他在业界担任空气力学工程师时曾为效力过印度力量车队效力,即便后来该队更名为赛点,而后他就离开F1并创立了Buchan Motorsport,该公司专注在空气力学、冷却与车辆概念设计上,并提供比赛咨询和设备定制等服务。而Martin Buchan这个名字会跃上台面,则是因为油管频道B-Sport有一集讲述了”迈凯伦轮胎管理优势”的影片。
现在所有的对手们办公桌上大概摆满了MCL39赛车煞车通风系统的照片,这些照片中的煞车系统有些可以看见完整外罩,有些则是卸下外罩,但其实光从照片看不出什么巧妙之处,必须等到迈凯伦车队进行煞车更换时才有机会窥探秘密,但有趣的是每次该队在进行相关部件更换或调整时,总会看见迈凯伦技师们围成人墙。
根据现有规则,煞车通风系统的规定相对明确:包围整个系统必须位于轮圈内,且煞车毂尺寸受到严格限制,但内部的空气导流设计和使用的材料则不受限制。
煞车通风系统有两个任务:
1)冷却刹车,但要保持足够高的温度以确保最佳制动效果。
2)透过轮圈协助轮胎快速达到工作温度,并尽可能长时间维持在这个温度范围内。
而真正的难题在于如何平衡这两个相互矛盾的需求,因为即便设计得再巧妙,煞车和赛车散发的热量仍会传递到轮胎上,尤其是在正赛中。去年,红牛怀疑迈凯伦在轮胎中注入水来保持低温,但FIA技术小组否定了这一猜测,因为迈凯伦多次接受严格检查,结果均显示这辆赛车完全合规。
因此,迈凯伦一定使用了某种天才般的技术,才能让煞车保持高温的同时,也让轮胎保持低温,这种技术不依赖感测器、电子元件、制动器或冷却剂,而是一个遵循物理和化学定律的被动过程,事实上迈凯伦的刹车毂在机械结构上可能与对手的设计差异不大。
在煞车毂的内部,通常还有一层内衬,上面带有影响空气流动的鳍片,内外两层之间形成一个通道,这个通道将决定外层如何将热量传递到轮圈上。这是所有赛车的通用设计。
现在或许可以大胆猜想,迈凯伦在这个通道靠近内衬的那一侧加入了特殊材料 —— 例如用于电池热管理的相变材料(Phase Change Material),这种材料在的应用,使电池能快速升温但不超过特定目标温度。
对于轮胎来说,这个过程可能是这样的:煞车散发的热量使轮胎升温,根据这个理论,通过相变材料改变状态(像是从固态到液态)来中断这个过程,在相变过程中,尽管外部持续供热,但材料的温度保持不变。
外层煞车毂的温度触发相变,使用的材料则取决于需要在某个温度点设置「停止线」,相变材料的用量决定了热量能稳定在理想状态的时间长度,透过巧妙的空气导流系统,还可以反转冷却方向,使煞车冷却到能使材料重新固化。
这听起来可能很像科幻小说,但至少在理论上是可行的,一些线索也支持这样的猜想,例如,红牛之所以质疑迈凯伦在轮胎中灌水,是因为红牛坚称他们在多个场次里看见迈凯伦赛车轮圈内侧出现湿气,而红牛他们可能猜错的是,液体应该不是来自于轮胎,反而更有可能是来自煞车毂,更精确来说这更像是相变过程中所释放的水气,或者是空气中的湿气被凝结。
另一个更有趣的线索是,去年奥地利站期间,红牛曾向FIA投诉迈凯伦在刹车毂上使用温度感测器,事实上温度感测器仅在自由练习中使用,但红牛坚称迈凯伦至少在其他时段也使用了温度感测器,倘若这项指控为真,那代表迈凯伦的工程师们试著要在比赛中了解煞车毂内部的温度变化。另一方面,由于温度感测器仅限于自由练习使用,这或许也解释了为何迈凯伦车队在周六的第三次自由练习中常常偏好进行长距离测试,这或许是车队为了验证在极端状况下该系统运作能否符合预期。
无论如何,要让这套看似神奇的系统正常运作并非易事,这意味著需要大量的开发和测试工作,而我们大胆推测迈凯伦最早可能在2024年暑休过后就开始试验这套系统的雏形,荷兰站中诺里斯和 皮亚斯特里杰出的表现则让迈凯伦获得初步成效,其他对手则对该队如何保持轮胎状态感到惊讶。
那么对手们呢?F1是一个集世上最聪明头脑于同个领域的顶级运动,其他车队包括红牛在内应该也已经有个类似的想法且正在开发与验证的过程中,或许可从维斯塔潘频频抱怨煞车问题看出,而当外界询问这是否和轮胎冷却系统有关时,红牛车队经理霍纳始终只会简短回应打太极。
好了,先是有了迷你DRS,接著又有神奇的相变材料在煞车冷却系统上的应用,这就是我们熟悉的 F1,一个不断在工程技术上快速推进的世界最顶级方程式赛车!
呆头飞鸟和蝉
· 山东有价值
兰宫