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“风扇战车”布拉汉姆BT46B

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2017-02-01阅读:316 编辑:zhuqingfeng

相比其他赛事的赛车,F1赛车最NB的就是其惊人的过弯速度。为了实现这种变态的过弯速度,F1在设计之初就充分考虑了经过车身的每一丝气流,利用精心设计的空气动力学套件来产生惊人下压力。

最初的F1赛车是不带任何空力套件的,那时过个弯,拼的是胆量。后来各种形式的定风翼得到引入,F1的设计才融入了“下压力”的概念。定风翼是F1最基础的空力部件,虽然其能提供下压力,但是这种下压力是以空气阻力为代价的。在赛会对可变空力套件的限制下,工程师们不得不时常在下压力和阻力间做出取舍,也就有了偏重直道和弯道的不同空力调教。相比较,20世纪70年代F1赛车使用的“地面效应”空力套件有着更加出色的表现。通过人为在底盘下形成真空来产生强大的吸地效果,让赛车在不增加阻力的情况下,产生巨大的下压力。

莲花79是当时比较有代表性的赛车。

通过底盘平缓的“U”型设计以及两侧极低的橡胶侧裙,在车身两侧底盘形成空气加速通道加速气流排出,形成近乎真空的底部从而产生巨大的下压力。莲花79赛车借此取得了惊人的战绩。

看到“地面效应”产生的巨大优势,同时期的许多车队开始尝试引入该项技术。那时将“地面效应”发挥到极致的,是布拉汉姆车队的“风扇战车”BT46B。

当时布拉汉姆车队的老板正是日后F1的掌门人伯尼·埃克莱斯顿。

BT46B的设计者则是日后参与设计传奇赛车McLaren MP4/4的戈登·穆雷。

深谙“地面效应”实力的穆雷起初也想采用近似莲花79的结构来设计布拉汉姆BT46系列赛车。无奈当时车队使用的是阿尔法罗密欧提供的3.0水平対置12缸发动机,无法像莲花79那样轻松地布置“地面效应”装置。在考虑下压力前,穆雷首先要解决的是这具发动机的安放问题。这具水平対置发动机虽然重心低、动力强(比同时期Cosworth DFV多了50马力),但是重量大(比同时期Cosworth DFV重了40公斤),最关键是宽度太大,很难被放置。

为了容下这具过宽的发动机,穆雷不得不“捡起”被之前设计师已经抛弃的“镖”形车身设计。整个BT46赛车从顶部看呈前窄后宽的三角形,只有这样,这具发动机才能被“勉强”塞进车身。安放好后,紧接着的是发动机散热问题。为了让整车有更好的气动性能和重量分配,穆雷本来打算将散热器从车头挪到车身两侧。不过这种设计在试验过程中始终无法达到预期效果,赛季临近,穆雷只得做出妥协,水冷散热器被重新放回车头,而油冷散热器被保留在车身两侧位于后轮前方的位置。

BT46

BT46赛车在1978年南非站草草亮相,虽然表现还不错,但是远没达到设计者的预期。南非的炎热天气,为改进BT46的散热系统提供了绝佳机会。比赛期间,穆雷在赛车两侧其中一只油冷下加装了一个电子风扇来帮助散热,实验效果相当不错,也启发了穆雷对赛车散热系统的全新改进方案。南非站后,车队尝试了多种方案,最终确定了改进型BT46B赛车的散热方案:1,油冷散热器的位置保留 2,取消前水冷,单个大型水冷散热器安装在发动机上方 3,变速箱不再裸露在外部散热而是封闭在车身内 4,变速箱后部通过离合装置连接一个巨大的排风扇来帮助散热。

聪明的穆雷很快意识到这个方案不仅可以实现原先设计的散热器布局还能让车辆得到额外的下压力。参考1970年的Chaparral 2J,使用风扇加橡胶侧裙的设计,车辆可以实现比莲花79更强大的“地面效应”,从而获得更大的下压力。

Chaparral 2J

由于不像2J那样采用独立发动机驱动风扇,BT46B排风扇工作起来稳定性更好。同时风扇抽气速度随着转速升高而加快,从而让下压力随着动力输出增大而增大,这要比莲花79的空力套件更加合理。气流从顶部的散热器和车辆底盘的开口流经发动机,变速箱,后刹车,最终从排风扇排出。

设计者穆雷宣称,由于引擎的散热器从前端调整到了发动机上方,为了让发动机更好的散热才在后部安装了一个巨大的散热风扇来引导气流,这个风扇抽出的空气70%是用来散热,只有30%是用来增强“地面效应”(实际高速运转起来更接近55%散热,45%增加下压力),这个风扇的主要功能表明它是一个散热辅助部件而不是空力套件的一部分。凭借这一点,BT46B避开了赛会对可变空力套件的限制,成功获得了瑞典站的合法参赛资格。

动力越大车辆的抓地力反而越大,这与当时的驾驶常识是不一致的。布拉汉姆的首席车手尼基·劳达不得不改变跑法以适应新赛车,但是其惊人的弯道加速度还是让他在比赛后精疲力竭。虽然该设计在排位赛后遭到过其他车队的质疑,但是BT46B的参赛资格并未被取消。最终尼基·劳达驾驶BT46B在1978年瑞典大奖赛以领先第二名34.6秒的成绩夺冠。赛后不光是其他竞争对手,连布拉汉姆车队老板伯尼自己也懵逼了,没想到这车会这么快。

尼基·劳达

事实上,BT46B的胜利还应归功于车辆的其他创新之处,例如水冷散热器后移后带来的更好气动特性和重心分配,比对手动力更强、重心更低的发动机等等。不过气急败坏的对手们可不这么想,赛后纷纷向FIA提出抗议,并把矛头指向BT46B的尾部风扇,表示这个装置是违规的。FIA在随后的调查中没有办法完全否定穆雷对该装置70%用于散热只有30%用于增强地面效应的结论,也就是说这个装置是符合规定的。在此同时,经过激烈讨论,FOCA(一级方程式制造商协会,当时代表私人车队的利益)内部也对该项技术做出了妥协,同意装有该装置的布拉汉姆赛车继续参赛3站,并把该提议呈报给了FIA。作为FOCA成员中曾经极力反对该装置的柯林·查普曼(莲花车队老板)也表示将推出装有类似装置的新款莲花79赛车。然而经过最终商议,FIA否定了FOCA的提议,同时以可能存在安全隐患为由(套路好深啊,每次都是这个理由),永久禁止装有排气风扇装置的赛车参加F1。所以那,能让F1赛车慢下来的,看来只有规则本身了。


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