F1|2022改例改了什么? 一文解说7大关键字 地面效应操控大局

撰文: 高诗琦
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“地面效应(Ground Effect)”、“鼠海豚现象(Porpoising)”是什么?2022年F1赛季起用“全新规例”,以下7个词汇车迷不可不懂。

1. 改例

今季谈论F1所指的“改例”是指全新的战车设计规则,今季的改例更堪称是近20年最大变动,一切全为达到一个目的:令赛事中更多“斗车”、更易“爬头”、比赛可观性更高。

旧战车设计复杂的空气动力部件,尤其是破风板上的装置虽产生极大下压力,令F1战车获得高速的关键——过弯的超强抓地力及速度,却同时产生大量乱流,令后方车辆一接近便丧失大部份前方下压力,变得飘动、难以操控,也令斗车和爬头难度大增,而FIA抛出的解决方法,是重回1977至82年曾起用的“地面效应”。

2021年版本的战车已发展得相当复杂,从照片左下方可见战车破风板上有许多复杂的构造,除了产生大量下压力也造成严重乱流。(Getty Images)

单凭肉眼,已看见到新世代战车跟上一代战车外观极为不同:简化的前翼、轮胎由13吋换成18吋、加上轮胎盖、没有了侧箱导流板上的复杂设计等等,由于各队各自解读新例,战车设计队队不同,车队表现和排名亦来个大兜乱。

藉各队重新设计战车,哈斯车队由过去两年包尾,重回中游。(Getty Images)

2. 地面效应(Ground Effect)

所谓地面效应,是让空气在高速中穿过战车底部的管道,形成“文丘里效应”产生吸附作用将战车“吸”在地面,以这种方法产生下压力能令乱流大减,后车更容易跟随前车。

F1上一次采用地面效应已是1977至1982年,最终因安全问题而禁制,直至安全规例已相对成熟的2022年才“重生”,因此在10支车队中,没有现役工程师曾参与设计当年的地面效应F1战车,仅得红牛车队的首席技术主任纽维(Adrian Newwey)曾为前赞助商Aston Martin设计采用地面效应的超级跑车Aston Martin Valkyrie。这也意味着,绝大多数车队也是从一张白纸开始设计战车。

10队车队在巴林测试的战车:

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3. 鼠海豚现象(Porpoising)

直至2月底在巴塞隆拿举行的冬季测试,新战车首度落地实试,车队才发现地面效应的一个问题:在大直路末段、战车接近最高速度时,竟会不停上下跳动,由于上下弹动的模样就像鼠海豚(porpoise,海豚的一种近亲)在水中上下移动的习性,这现象被称为鼠海豚现象(Porpoising),这现象不仅令战车无法交出最好表现,也有实在的安全问题。

慢镜下的“鼠海豚现象”:

战车之所以会上下跳动,是因为接近最高速度时,战车的下压力也达到最高,前翼或车底前缘贴地一刻,车子上部和底部的气压失衡,突然丧失下压力,令车子突然向上弹;但在向上弹的一刻,下压力又回来了,结果车子就在极短时间内,在下压力丧失与回复之间不断来回,因此会高速跳动。

到了巴林站,许多车队已将这现象的影响减到最低,但平治车队的战车跳动仍然较明显,Aston Martin亦指“鼠海豚现象”令战车失去近0.75秒圈速。

4. 侧箱(Sidepods)

由于新规例没太多先例可遁,各队工程师各自解读,今季战车设计各走异端,最明显的便是侧箱设计的分别。单是“Big 3”的平治、红牛和法拉利,外观已经大为不同。

红牛、法拉利和平治的侧箱设计极不同:

当中最极端的,是平治那近乎“无侧箱”的设计,但从第一站排位赛表现看来,这绝非最容易驾驭,平治上下也坦承他们尚有许多问题要克服;法拉利则是另一极端,庞大的侧箱更呈现内凹状,尤如在车子两侧装上两个浴缸。红牛的侧箱没有特别大也没有特别小,但入气口也呈现独特的斜口设计,侧箱设计更新后,中部也有凹线,据指设计改动后战车获得每圈0.3至0.5秒速度提升,令人咋舌。

5. 18吋车轮

旧战车一直采用13吋车轮,而新制之下轮胎直径大增至18吋、胎身同时变薄,吸收震荡的能力大减,意味大轮胎除了令车队人员换胎时更吃力、车子转弯时更慢更难,更直接冲击用作缓震的悬挂系统(Suspension),令工程师要思考的事更多。

新的轮胎更大更重,车队工作人员要极速换胎也面对更大考验。(Getty Images)

此外,对于轮胎的另一大改动是过往战车离开维修站前,技师可以轮胎毯盖着车胎保持温度,前胎可保持摄氏100度、后胎80度。新例之下为了减少碳排放,温度降至前胎和后胎均是70度。由于F1需要轮胎进入一定的“工作温度”方可产生足够抓力地,这变动意味车手需要花更多功夫暖胎,也不免影响战车设计。

6. E10燃油

今季F1其中一个大改动,是为了可持续发展而改用E10燃油,E10燃油以90%化石燃料及10%乙醇构成,由于成份的转变,对各队引导的表现也有所影响,当中法拉利在推出全新引擎的同时,似乎也对E10燃油适应得极佳。

7. 冻结动力单元

F1自2014年开始起用1.6L的V6混能引擎,并在早前已通过今年开始冻结动力单元(Power Unit),车队将逐步被禁改进目前的引擎,直到2025年起用全新引擎为止。背后的最大推手自然是红牛车队,其引擎制造商本田在去年过后离开F1,目前虽然继续在本田大力支援下,以Redbull Powertrain的名义供应红牛及艾法托利的引擎,但相对其他车厂无疑较不利。

虽说是“冻结”,但在FIA监管之下,仍可以“只就引擎稳定性、安全、节省成本等目的作转变”。

法拉利在动力单元冻结的关键年,成功推出新引擎、并追回跟红牛、平治一样的马力。(Getty Images)