机械抓地力增益将成为F1 2023的关键技术战场

马克·凯 2023年3月2日下午1:00

随着时间的推移，一级方程式越来越多地从技术角度进行规定，F1赛车的现代技术定义也不例外。

在为赛车设计提供的主要自由度中，动力装置和空气动力学平台都受到了前所未有的限制，很明显，每个赛季车队的表现都在趋同。

在新F1气动时代的主要下压力是由地下地面效应产生之前，以前的平底概念更依赖于上部气动表面的态度敏感性。

需要控制上部气动平台的动态俯仰、横摇和偏航行为，这是产生和维持名义下压力的关键要求。这主要是通过对悬架运动的额外自由度的控制来实现的，而现在在新的调节框架中，液压弹簧、阻尼器和惯性阻尼器是允许的。

此外，悬架运动控制由以前规定的轮胎补充，这些轮胎有更高的侧壁，在负载传递中更符合要求，因此产生了更可预测的行为特征。

重要的是，由于现代平底F1赛车产生的下压力对高度变化的敏感度要低得多，因此与2022/2023地面效应赛车相比，它的悬挂弹簧率要低得多。

另一方面，2022/2023的现代地面效果F1具有更集中于地板的灵敏度，并且具有非常明确的乘坐高度范围。

对于一辆地面效应车来说，乘坐高度过低通常会导致通过底部文丘里入口喉部的气流失速，短暂地释放下压力，相反的结果是提高乘坐高度，这可能会建立我们去年所知道的行为循环。

相反，当行驶高度升高过高时，下压力可能会立即消失，这可能会带来灾难性的后果，特别是如果它发生在汽车依赖下压力传递高水平载荷的时候。

然而，海豚现象并不总是会发生，在2022年，几支车队通过喉道和文丘里廓形设计找到了在低骑乘高度缓解流动失速的方法，而其他车队则被迫通过提高骑乘高度来减少下压力，特别是由于需要避免技术指令039的后果，该指令是在赛季期间作为健康和安全措施引入的。

因此，2022/2023 F1赛车的平顺高度控制是至关重要的，由于监管限制，如主动平顺系统，额外的悬挂控制自由度，以及惯性阻尼被禁止，悬挂系统的弹簧率要高得多。

然而，更硬的弹簧F1赛车带来的动态行为特征不一定总是可取的，因为从前到后，从外到内，机械平衡可能会被限制在一个更小、更有限的范围内，导致不太顺从或“刀口”特性，对轮胎管理的温度和磨损方面的影响更严重，以及更强烈的乘坐质量特征。

在地面效应方面，2023年的F1技术规则与2022年相比有一个很好的稳定性水平，虽然在某一位置的地板边缘的静态高度有了变化，以提高它，再次作为缓解潜在的颠簸的措施，对于那些已经在低骑高的地板上合理缓解了流动失速的车队来说，影响可能是最小的。

在追求性能差异和开发的过程中，悬架的几何结构和配置是一个重要的设计领域，在这个领域确实存在差异化的自由，这无疑是一个值得在新赛季关注的领域。

当回顾前悬挂系统与上个赛季相比，有趣的是，2023赛季整个领域都采用了推杆驱动的前机构，除了红牛，他们不仅在RB19上继续使用拉杆系统，而且还继续使用他们独特的多连杆前顶横臂，而不是其他领域使用的单件横臂。

当然，红牛车队肯定会采用这种设计，因为后面的空气动力学气流适合RB19的设计，让他们继续这样的配置，但怀疑这也有机械方面的原因似乎也很合理。

唯一在2023年改变了前悬挂系统驱动方法的车队是迈凯轮，他们在MCL60上使用了推杆机制，而不是MCL36上使用的拉杆机制。另一个有趣的变化是，他们是唯一在2023年改变了后悬挂系统驱动方法，采用拉杆机制的车队。

自然，F1赛车的动力单元和驱动线架构和布局对后悬挂设计有重要影响，特别是出于空气动力学和包装原因的驱动方法，在2023年，所有使用法拉利动力单元的底盘都使用拉杆机构，就像雷诺和梅赛德斯PUs的每个用户一样，而所有本田动力底盘都有推杆后悬挂系统。

随着F1赛车的轴距、赛道和重量在最近一段时间稳步上升，赛车在制动和向加速过渡期间所需的最佳行为也在稳步上升。

它们在本质上已经变得不那么二元化了，并且在方程中加入了更硬的地面效应汽车，考虑到相关的上升高度敏感性，制动下的前俯冲和加速下的后蹲之间的平衡转移已经成为一个重要的考虑因素。

在2023年的赛季前测试之后，在整个赛场的悬挂设计中，更明显的内置防俯冲和防蹲下几何结构得到了更大的普及。

在2023年，那些拥有优化机械握把套件设计的车队很可能会在弯道表现上占据优势，这些车队能够通过最佳管理刚性弹簧高度敏感度来优化机械握把套件设计，并且能够在进入和开始离开弯道时尽可能减少对弯道高度变化的干扰。