f1车队建造风洞(f1赛车风洞)

• 发布时间：2022-09-24 00:40:05 作者：Anita

1.f1赛车风洞F1赛车之所以会那么快，可不是光因为它的发动机变态。而是和很多方面都有关系、例如空气动力学、轮胎等。今天我就来跟大家聊聊F1赛车的几个重要组成部分。>>>空气动力学F1赛车之所以会跑这么快，很大一部分原因是来源于其空气动力学的构造。这个就说来话长了，有时间单独写一篇文章来聊聊，这次先简单说说。F1的空气动力学...

1.f1赛车风洞

F1赛车之所以会那么快，可不是光因为它的发动机变态。而是和很多方面都有关系、例如空气动力学、轮胎等。今天我就来跟大家聊聊F1赛车的几个重要组成部分。

>>>空气动力学

F1赛车之所以会跑这么快，很大一部分原因是来源于其空气动力学的构造。这个就说来话长了，有时间单独写一篇文章来聊聊，这次先简单说说。F1的空气动力学原理与飞机正好相反，飞机是利用气流使双翼产生升力。F1赛车则是利用气流将车身向下压，产生下压力。下压力有了就能让轮胎获得更大的抓地力。而设计一辆F1赛车的难题就在于，如何在产生下压力的同时不增加空气阻力。

这就要借助一个重要设备—风洞的帮助了。简单的说，风洞实验就是可以模拟在比赛时气流对赛车所造成的影响，其中包括前鼻翼及底盘和路面距离之间的频繁变化。几年前FIA还允许F1赛车在全尺寸风洞或特制的赛道上进行空气动力学测试，测试时间也没有任何限制。在此期间拥有风洞的车队一般24小时都在进行着风洞测试，且风速高达350km/h。

但是风洞测试成本过高，只有像法拉利这样的大车队才消费的起，其它小车队根本没有能力担负高昂的测试成本，这就导致那些有资金开展风洞测试的大车队的平均圈速可以比小车队快3-4秒，使得比赛的观赏性下降。因此在2007年FIA首次针对赛车的风洞测试修改了赛事规则，禁止了全尺寸风动测试。从而改为了按比例缩小的模型风动测试。

今年FIA又针对F1赛车风洞测试修改了规定，既每支车队每年只能注册使用一座风洞进行测试，风洞测试时间不得多于每周60小时，被测模型尺寸不得大于原车尺寸的60%，风速不得大于180km/h，同时测试必须在标准大气压下进行，在测试过程中只允许同时使用一个模型。

>>>制动系统

跑的快也要停的住，F1赛车的刹车系统可以说是其高速行驶的安全保障之一。从原理上讲，F1赛车的刹车系统与民用车没什么区别，都是盘式刹车。而且F1赛车的刹车也是由一些生产民用刹车系统的厂商生产的，像本赛季F1的刹车就是由Brembo、CarboneIndustrie和Hitco三家厂商提供的。

但有所不同的是，因为F1赛车的刹车片和刹车盘均为碳纤维材质，刹车盘的直径为278mm，厚度28mm工作温度可以达到900°以上。像新加坡那样的夜战，很容易就能看到一个被烧红的刹车盘在飞驰。所以F1车队会提出具体要求让这些厂商定制刹车系统。其所使用的材料和精密的加工工艺，才使得F1的刹车系统无论在性能还是成本上都远高于民用车。

最后再来堆一组数据，在整个赛季中，Brembo会为其赞助的每支车队的两台赛车提供10套刹车卡钳、140到240个刹车盘、280到480片刹车片。

>>>轮胎

无论什么车，轮胎都是唯一与地面接触的部件，轮胎的好坏可以直接影响一辆赛车性能的发挥。而F1轮胎和民用轮胎，虽然在技术发展和制造流程上有一些交集。但从本质上来说，两者是完全不同的两件产品。民用轮胎设计时更多考虑的是耐用性，而F1的轮胎则追求的是极限的抓地力，只有抓住地了，赛车才能跑的更快。F1的轮胎在比赛中的工作温度可以达到90-110度。只有到达这样的温度，轮胎才会死死的贴住地面，而只要温度稍低一点，轮胎就非常容易打滑。所以在上胎之前，工作人员会先把轮胎放进暖胎毯里，使轮胎保持工作温度。

另外，今年F1赛车的轮胎配方从六种增加到了七种，除了之前的硬胎、中性胎、软胎、超软胎、雨胎和全雨胎外又增加了一款极软胎。这款轮胎的配方要比超软胎还要软，但磨损也会更快，一般车队会将其用于排位赛来刷圈速。

>>>动力单元

上面说了这么多，没有动力单元不等于白说？本赛季F1赛车的动力单元排量上限为1.6升，V型六缸涡轮增压形式。相比于之前的赛季，声音等各方面都出于安全和环保的原因做出了妥协，虽然排量减小，缸数缩到六缸，但F1的动力单元还是可以达到15000rpm的转速和900匹马力的输出。这不光是拜涡轮增压所赐，还要靠一套复杂的混合动力系统。

1.6T的F1动力单元分为六个部分，由动能电机、热能电机、控制单元、储能电池、V6内燃机和涡轮增压组成。其中，动能电机和热能电机就属于混合动力部分。动能电机是与内燃机的曲轴相连，在赛车制动的时候作为发电机，将赛车的动能转化为电能，而在赛车加速时则作为电动机，将电能转化动能，并可以为赛车提供最大120kW的功率。而热能电机连接的则是涡轮增压器，并将涡轮排出的废气热能转化为电能，这个电能一部分存在储能电池中、一部分给动能电机使用。而热能电机最重要的作用就是在赛车低速出弯加速时，可以为涡轮增压加速以消除涡轮的延迟。

总结：

F1赛车本身就是所有尖端车辆技术的试验场，浑身上下都是当今最好的科技和部件。所以它也没有不快的理由。别以为这就写完了哦，等下篇文章我们接着聊聊F1赛车的变速箱、方向盘等等。

2.f1的赛道

太多了。少说也超过40条了。举办F1大奖赛的赛道和F1的赛道是两回事儿，除了现有的举办F1大奖赛的那21条赛道之外，至少还有20条以上的赛道是达到了国际汽联的标准，可以供F1赛车使用的。这里的“使用”是指举办F1大奖赛、进行F1官方测试、进行F1车队私人测试。

3.f1赛车风洞测试

凭借个人能力是不可能的。 直说了吧。 F1赛车的设计和制造需要上亿美元的投资，各种极其昂贵的专业设备比如风洞，和超强的计算机用于CFD模拟。

制造，车体使用的是昂贵的CF，需要有专门的加压烘烤，工艺也需要专人全手工完成。

引擎，自己整不出来得采购，一颗引擎大约要价在300万美元左右，折合人民币算关税近一亿。 所以，没有这个条件，那就算了。 可以自己拿铁皮敲一个外形差不多的，我在网上就看过有两个修自行车的自己造了个，但是那绝对不能称为F1赛车，根本就达不到F1的技术规程，只能成为像F1的车而已。

4.f1赛车定风翼

　　每站比赛中只能有一位杆位获得者，也只能有一位冠军，对于车手而言，想要站上领奖台，超车是比赛中必不可少的一部分。如果简单地说，超车就是超越你的对手，占据更靠前的比赛排位。比赛一发车，超车就已经开始，在第一个弯角，通常赛车都会竞争得相当激烈。虽然经常可以听到一个词叫做“维修站内超车”（指赛车通过良好的进站策略超越在赛道上的对手），但这只是比赛的战术策略。更多人都把超车定义为赛道上面对面地较量，完成超越。

　　要完成赛道上的超车，两辆赛车的速度必须有所不同：被压制的赛车速度要快于前车，这样才能寻求机会超越。如果两者的速度差异越大，那么超车越容易完成。而F1赛车之间往往速度表现都十分接近，在一次超越之间，两辆赛车的速度差异非常小，所以要完成超越更多的是要求车手的技术，动作和勇气。

　　F1比赛中的超车最重要的因素就是赛车的空气动力学效应。当后车足够接近前车的尾部时，会进入前车产生的湍流区，通常这会产生两个效应，一正一负。在直道，尾部的气流区会产生所谓的拖行效应，减小后车的空气阻力，从而给后车完成超越提供了便利。

　　但是在弯角产生的效应则刚好相反。当前车尾部的气流通过后车的定风翼时会显著地减小赛车的下压力支持，也就是后车的抓地力下降，赛车会被迫后退，或者走一条不同的路线过弯，这样就会影响后车的过弯速度。

　　然而，超车不仅仅和赛车的动力水平相关。相反成功的超越往往是更好地利用了刹车。当后面的车手想要超越前车，他通常会在过弯时选择一条与前面的车手不同的路线，也就是通常所说的切外线。

　　在超车的缠斗中，防守赛车最好的办法就是车手控制好刹车点的位置和过弯时所走的线路。有经验的车手通常会在防守时采用所谓的“防御”驾驶风格，也就是压制住后面赛车的进弯角度，不过这也存在潜在被超越的风险。如果前面的车手改变他的进弯路线（并不一定是故意地阻挡后车），那么速度处于劣势的赛车就可以成功地压制住更快的对手。同时如果减少后车可能的进弯角度，后面的赛车只能选择迟刹车而导致走得线路过宽。即使在进弯前后车已经超越了前车，前车也可以利用这一点来夺回原来的位置。采用切线策略的负面效应就是两辆赛车的速度都会受到影响，所以在超车的缠斗中，通常两辆赛车会被领先的赛车甩开。

　　经典的超车可以使F1比赛增色不少，不过如果超车不当很可能会使比赛本身的形象受到影响。现代F1车手的驾驶技术都非常出色，他们在比赛中非常接近，但赛车很少产生摩擦，不过赛事官员随时在监控超车的可能。任何危险的动作，攻击和防守动作都可能使车手受到赛事委员会的处罚。

5.f1 风洞

因为他是现代汽车尖端科技人员，经过无数次试验，利用空气动力学，是现代科技和人脑智慧的完美结合。

一级方程式赛车揭密---空气动力学

　　虽然一级方程式赛车是一种高速汽车，但在机械概念上却较接近喷射机，而非家庭房车。它们巨大的双翼不但具用商业广告牌的作用，同时还可以产生至关重要的「下压力」。这种空气动力会使流经汽车上方的气流将车身向下压，使车子紧贴在车道上。相反地，飞机则是利用巨大的双翼产生「上升力」。

　　将车身压在车道上可使轮胎获得更大的抓地力，进而在弯道时产生更快的加速度。由于一般普通房车没有下压力，因此甚至无法产生1G（一个重力单位）转弯力。一级方程式赛车能产生4个G的转弯力。

　　在时速230公里时的状况下，F1赛车上方气流产生的下压力足以使它在隧道里沿着隧道的底部行走。

　　在设计当今一级方程式赛车的过程中，扮演重要角色的空气动力学家正面临着一个基本的挑战：如何在产生下压力的同时不增加空气阻力。这正是汽车必须克服的问题。

　　在汽车空气动力设计的过程中，风洞扮演着重要的角色。进行风洞实验时，通常先制作一半体积的模型，而风洞就像一个巨大的吹风机，将空气吹向静止的模型。

　　虽然这个吹风机的价格非常昂贵，但积架车队仍然编列四千九百万美元的预算，将在该车队新建的银石（Silverstone）工厂建造一个风洞。

　　空气动力可以根据不同赛车场的特征而调整。较直的跑道需要较低的下压力设定值，如此可减少阻力，并且有助于赛车提高极速。较曲折的车道需要较高的下压力设定值，如此可令赛车的极速降低。例如，在曲折的Hungaroring车道上，赛车很难达到300km/h的速度，但在Hockenheimring车道上，车速可以超过350km/h。

　　一级方程式赛车揭密---制动能力篇

　　

　　由于使用了碳纤制动器（这种装置最先使用在商用飞机上），一级方程式赛车有着惊人的制动(煞车)能力。

　　这种制动器是利用将动能转换成热能的原理减速的，工作温度接近摄氏 700 度。在阴天比赛时，转弯减速时不难见到制动器炙热发红的景像。

　　一级方程式赛车可以在 1.7 秒和 26 公尺的距离内，从100 km/h 减速到完全停止，而斜背式家庭房车则需要 2.86 秒 和42 公尺的距离才能达到同样的效果。

　　一级方程式赛车揭密---计算机篇

　　

　　计算机改变了一级方程式的比赛方式

　　除了实际测量的资料外，在将赛车驶往车道之前，车队会先使用仿真软件设定变量，例如齿轮比和车翼设定值等等。

　　同样的，车队会在测试台上，仿真赛车道的应力特性而对引擎进行测试。

　　一级方程式赛车装满了感应器，测量任何可用来提高性能的资料。积架声称它利用微波联机，在赛车每跑完一圈时，就可以从赛车上下载4MB的资料到维修站。

　　维修站和和车队总部之间已建立起网络联机，因此双方都可对资料进行评估。

　　一级方程式赛车揭密---转向篇

　　由于最新型的方向盘配备内建 LCD 显示屏、碳纤结构、和各种控制装置，因此价格高达 5 万英镑。

　　方向盘的形状奇怪是因为车手根本无须将手移离方向盘。标准的一级方程式方向盘只须转动半圈就可完成从最左到最右的转向动作，但标准房车却需要转三圈才能达到相同的结果。

　　方向盘是可以拆卸的，以方便车手进出驾驶室。

　　方向盘后面的控制板用来换档，开始比赛时可操作离合器。

　　一级方程式赛车揭密---变速箱篇

　　

　　虽然赛车比赛规则禁止使用自动变速箱，但是赛车比赛规则也只规定车手必须自己选择换档，因此车手们可以使用半自动系统，利用液压操作离合器和转档叉，方便车手可以随时拉起方向盘后方的两个排档杆进行换档。

　　半自动系统可以达到急速换文件的目标，车手只需要0.02秒就可完成全部换档动作，而一般轿车则需要0.5秒才能完成换档。

　　进入特定弯道时，车手可以预先设定一连串的定时换挡，免除了在接近弯道时用手操作数次排档杆的麻烦。

　　一级方程式赛车揭密---重量篇

　　

　　赛车比赛规则规定赛车加车手的总重量不可低于600公斤。为了使重量保持最小，所有车队都广泛使用碳纤材料，而这些材料的强固性足以支撑车子的重量。

　　碳纤材料在七十年代末期首先应用在飞机机翼上。1981年，麦克拉伦车队（McLaren）首次以碳纤材料制造整个赛车底盘，并以之取代传统的铝制底盘。

　　一个碳纤车身的生产需要六个星期的时间，制成之后再放入压力锅进行高压烘烤，让这种高科技的碳纤材料可以坚固起来。

　　碳纤车身是在净室中以手工方式制造而成，因此，可防止在编织碳纤板之间混入异物，进而防止碳纤产生弱点。

　　虽然赛车比赛规则规定了最小重量，但车队还是尽可能削减多余的重量，因此，会再使用压舱物把重量提升到600公斤。压舱物可以堆放在车上的任何部位，因此车队可以针对不同的车道变更车子的重量平衡。而顶级车队使用的压舱物重量甚至高达80公斤重。

　　一级方程式赛车揭密---轮胎篇

　　

　　F1 赛车轮胎的工作温度大约高达摄氏100度。只要温度稍低一点，轮胎就变得容易打滑。所以在上胎之前，工作人员会先把轮胎放到一个叫做「轮胎保温袋」的特殊毯子里，以便尽量使轮胎保持工作温度。

　　弯道打滑容易引起轮胎过热或者起泡，加快磨损的速度。车手必须小心保护轮胎，以便撑到下一次进维修站，或撑到比赛终点。

　　比赛之前，车手必须从赛车官方的合法轮胎供货商普利司通(Bridgestone)提供的不同轮胎组合中选择轮胎。较硬的组合较耐用，但是抓地力较小。因此使用这种轮胎组合的赛车绕圈速度会稍微慢一些，但是可以用较少的进站维修次数作为弥补。较软的组合较易磨损，但是抓地力较大，可使赛车产生较快的绕圈速度，但是这种轮胎很少能撑过100公里。

　　队为不同的天气准备不同的轮胎。四槽轮胎在干地时可发挥最大性能，而湿地轮胎的触地面会有花纹，方便排出车道表面的雨水。中间型轮胎适用于潮湿天气。

　　一级方程式赛车揭密---引擎篇

　　

　　虽然所有车厂都使用 V10 结构，但五个汽缸两侧之间的角度却不尽相同。

　　由于赛车比赛规则规定引擎容量不可超过3000 cc，因此，引擎供货商们莫不竭尽全力想尽办法制造接近这个标准的引擎。福特Coworth V10 CR2 的排气量为2998 cc。

　　今年宝马 BMW 将会使用自制的V10引擎来参加一级方程式赛车。宝马公司在墨尔本的第一分站赛中提供了 10 具引擎，并希望在本赛季中可以生产50具V10引擎。

　　V10可提供"大约"800 匹马力的动力（车队通常不愿透露正确数字），相当于一般家庭房车1.6公升引擎马力的8倍。宝马声称，最强的 F1引擎马力记录是1986年由涡轮增压四缸引擎产生的将近1100匹马力 。

　　大部分普通房车的引擎每分钟最大转速约为6000转，但F1引擎的转速可达每分钟18000转，其活塞加速比子弹还快。

　　F1 引擎是非常轻巧的。积架(Jaguer)R1 的引擎只有569 mm 长、506 mm 宽、492 mm 高 (包括风箱)。离合器只比成年男子的拳头大一点而已。高科技材料使得引擎变得很轻，重量只有 97 公斤。

　　详细资料花絮：例如，F1 火花塞的韧性比一般普通房车强，如此才能承受每分钟转 18000 下的震动。但它们的尺寸却比较小，螺纹直径只有 10 mm（标准火星塞为 14 mm），所产生的火花也比标准火花塞大。

　　令人惊讶的是，虽然 F1 引擎的燃烧温度可达摄氏 1,000 度，但在运转时却比普通房车引擎温度稍低。一级方程式 V10 的冷却剂温度可低到摄氏 110 度，油料温度可达 140 度，大约比普通房车低 20 度。

6.F1赛车风阻

分散前方的气流，使气体流速产生速度差，产生气压差，从而产生向下的压力与一定的阻力，以此使车尾受压 紧贴地面，轮胎保持摩擦抓地

汽车的下压力是指利用空气动力学部件在汽车行驶时合空气对车身产生的向下方向的压力，从而可以减小或抵消汽车在行驶时所收到的升力，达到使轮胎紧贴地面的目的，增加轮胎对地面的抓地力，提高汽车的动力性和行驶稳定性。

F1赛车在前部装有导流板，在尾部装有扰流板，他们的作用都是为了产生下压力，让赛车拥有更强的操控性和行驶稳定性。F1尾部的扰流板也称“定风尾翼”，一般倾斜15°，当前进时可以产生巨大的下压力，但由于有一个倾斜角度，因此同时也会产生一定的风阻，使赛车的风阻系数加大，一般F1赛车的风阻系数达到1.0左右，而一般轿车仅为0.3左右。这里要求设计时必须恰到好处，使增加的风阻与改善的性能相比非常小。

F1赛车的车翼的截面形状与飞机的机翼形状正好颠倒。当F1赛车以300公里/小时的速度行驶时，将产生1000公斤的压力，而F1赛车肩上车手及装备的重量都不到700公斤。因此，从理论上讲也可以将F1赛车倒过来在天花板上行驶。

7.f1风洞测试

1.F1的比赛中，经常需要更换轮胎，且为了更换的速录，是需要连轮毂一同更换。如果装有轮盖，会增加装卸难度和装卸人员产生失误的可能性，直接影响到车轮的装卸速度

2.车轮盖安装后，把制动盘和制动卡钳都蒙在里面，会影响制动盘的散热，加剧制动系统“热衰退”，造成制动力下降或丧失

3.无关空气动力学。车轮外侧在风洞试验中，并不会产生过大的正压或负压，并可以通过轮毂的轮辐形状，进行修复，所以由车轮产生的空气横向力可以不计

4.国际汽联最大的要求就是安全，车轮盖的脱离会造成事故隐患，规定中就禁止使用了

8.f1赛道

亚斯码头赛道

亚斯码头赛道从2009年开始举办F1阿布扎比大奖赛，它也是第一条上演“黄昏赛”的赛道。

这条坐落于阿布扎比亚斯码头的现代化赛道由著名赛道设计师赫尔曼·蒂尔克进行设计，它也是继巴林国际赛道之后，中东地区的第二条F1赛道。

造价高达13.22亿美元的亚斯码头赛道是当今F1赛历中数一数二的昂贵赛道。

首次办赛：2009年

单圈长度：5.554公里

正赛圈数：55圈

正赛距离：305.355公里

9.f1赛车跑道

F1赛车、F3000赛车、三级方程式赛车、雷诺方程式挑战赛。

F1赛车

比赛赛车为四轮外露的单座位纯跑道用方程式赛车，由发动机、变速系统、底盘、空气动力装置和轮胎等构成。

赛车发动机程式依不同时期的比赛规则而变化，自1995年开始，规定使用气缸容量为3.0升、V型10缸不加增压器的自然吸气汽油发动机，最高转速可达19 000转/分以上，最大输出功率超过622千瓦（900马力）。

最高速度可达320千米/时以上，平均速度是200～230千米/时，由静止加速到100千米/时仅需2.3秒，由0加速到200千米/时再减速到0，所需的时间只要7秒。变速器设有六至七个档位，并采用半自动变速系统，车手利用方向盘上的控制杆来操作换档。

F3000赛车

F3000赛车（Formula 3000）是国际汽车联盟（FIA）于1985年制定的一套四轮赛车比赛规格，用以取代二级方程式，其难度比一级方程式稍低，但比三级方程式高，因此F3000是给予有志参加F1的车手一个晋级阶梯,好多知名F1车手都是由F3000晋升而来。

名称“F3000”的由来是因为初期使用的科斯沃斯DFV赛车引擎，其容积为三升（3000cc）。首届F3000于1985年举办，至2005年起停办，改由GP2系列赛取代。

三级方程式赛车

三级方程式赛车（简称F3）是高成本花费和高技术等级的单座位四轮赛车比赛，赛事等级仅次于一级方程式赛车和GP2。三级方程式赛车的赛事由国际汽车联盟（FIA）所举办，三级方程式可以指三级方程式（F3）和三级方程式等级的赛事。

许多一级方程式车手在进入一级方程式赛车前都曾参加三级方程式赛车，所以三级方程式赛车一向被视为培育一级方程式车手的摇篮，当中最著名的车手有埃尔顿·塞纳、迈克尔·舒马赫和米卡·哈基宁等。

雷诺方程式挑战赛

雷诺方程式挑战赛是目前欧洲最受欢迎的一项方程式赛事，且越来越受到重视。自从芬兰车手Kimi Raikkonen(现为麦凯伦当家车手)和Felipe Massa(现为法拉利主要车手)赢了这项赛事的冠军，跳过F3与F3000、直接进入 F1，雷诺方程式挑战赛也彷佛成为了一个神话。

10.f1风洞实验

其实每辆F1赛车最核心的就是它的发动机技术了，而每家的发动机技术都不同，但是每台发动机的造价基本上都是差不多的，大约都在900万美元左右，每辆F1赛车的发动机不会低于6000万人民币，而F1赛车的马力大约在800匹到1000匹左右，但是由于F1赛车极轻的车身设计，一般的车身连800kg都不到，像雷诺的这款车仅重750kg，质量相当的轻。



F1赛车的发动机差不多由5000个零配件组成， 每一站比赛后，引擎必须完全分解查看电脑分析以后再重新组装，这是为了确保每辆F1赛车的发动机寿命，一般的F1赛车发动机寿命在10万公里左右，如果不经常分析的话，很可能发动机在开了几万公里就出现了问题，换一个发动机的成本十分巨大。

11.著名的f1赛道

上海F1赛车场位于上海市嘉定区境内安亭镇东北，赛车场占地面积250万m2，主赛道全长约5.451km，赛道宽度介于13m至20m之间，路面最大落差约8m，造型区路基最大填筑高差约12m。由德国Tilke公司设计，中铁四局承建赛道区、缓冲区、造型区等重点、难点路基工程。工程于2004年3月建成，2004年6月3日通过了国际汽联的验收。该赛道是目前世界上唯一建造在冲积平原软土地基上的赛道，被认为是世界上施工难度最大、要求最高的赛道。

施工中该工程采用了沉降控制复合桩、大规模EPS轻质填料和大面积灰土路拌法改进施工工艺等关键技术，满足了软土地基工后沉降，特别是不均匀沉降的控制要求，保证了路面平整度达到了设计要求。

该工程施工技术研究及工程质量控制水平高于国内同类工程，处于国际先进水平。