近年來,上海的大型國際會議,重大國際賽事等活動接連不斷,一級方程式賽車就是今年頗有影響的一件。這項比賽的正式全名為“一級方程式賽車世界錦標賽”,(英文:Formula l WorldChampionship,簡稱“Fl”)。這里的方呈式與數(shù)學無關(guān),其實就是“規(guī)則與限制”的意思,因為Fl比賽要遵照國際汽車協(xié)會(FIA)所制訂的規(guī)格與規(guī)則制造賽車以及進行比賽,所有參賽隊伍都必須遵守這套如方程式般嚴格的準則。除了Fl之外,還有其他不同等級的方程式比賽,像F3、F3000、Formula Ford、Formula Renault等等,這些也都屬于方程式賽車的范疇,只是各自的規(guī)范不同,而F1是FIA所制訂的方程式賽車規(guī)范中最高的等級,因此后綴數(shù)碼為l。
車中極品 技藝絕倫
每輛F1賽車都是世界著名汽車廠家的精心杰作,其價值超過700萬美元,甚至不亞于一架小型飛機的價值。Fl汽車大賽,不僅是賽車手駕駛技術(shù)和勇氣、智慧的競爭,其背后還進行著各大汽車公司之間科學技術(shù)的競爭。因此,有人稱其為汽車科技的國際匯總,福特汽車公司則形象地把汽車大賽比作“高科技奧運會”。在汽車大賽中推出的新型賽車,從設(shè)計到制造都凝聚著眾多研制者的心血,并代表著一家公司乃至所在國家的高科技最新水平。汽車大賽還是各國科技人才素質(zhì)的較量。據(jù)悉,德國約有2000多名專業(yè)人才直接從事賽車的設(shè)計、制造和研究工作,美國約有l(wèi)萬人,而日本最多,估計近2萬人。
制造一部Fl賽車要經(jīng)過相當漫長而復(fù)雜的過程,從開始設(shè)計到第一次試車需要6~10個月的時間。在這一過程中,計算機起著主要作用,計算機的容量和模擬軟件可以幫助工程師們估算出賽車的性能。然而,即使在自產(chǎn)零部件比例達到90%的超現(xiàn)代化工廠里,機器也不能完全取代人的技能,起碼至今還沒有一個機器人能夠彎出與發(fā)動機相連的排氣管。Fl賽車的設(shè)計制圖室和生產(chǎn)車間被看守得像銀行金庫一樣嚴密,圍墻外面有保安人員巡查,夜間燈火通明,以保證機密不外泄。
靠手工鈑金 絕密造車身
Fl賽車采用排量為3L、i2缸以下、不加增壓器的自然吸氣式發(fā)動機。Fl賽車的底盤采用碳素纖維板制造,重量很輕,很堅固。賽車的底盤很低,最小離地間隙僅有50~70毫米。與普通的汽車相比,F(xiàn)1賽車有許多獨特的地方。它的車身細而長,車身高度很低,寬大的車輪極為顯眼,而且是完全暴露的,即所謂“開式車輪”。F—l賽車的車身材料也是碳素纖維,比賽要求賽車在載有車手的情況下,重量不能低于600千克。我們不難看出Fl賽車的挑戰(zhàn)并不是要求賽車擁有最大的動力,而在于讓這一臺輕量的賽車產(chǎn)生高度運動性能。在極限環(huán)境條件下,匯集汽車工業(yè)技術(shù)精華的產(chǎn)品是速度和耐力的強者賽車。爽快的引擎聲,神奇的彎道技巧牢牢抓住了車迷的目光,在“F1”等世界幾大賽事皆榜上有名的賽車身上,都有日本一家街道工廠的產(chǎn)品,外觀看上去遠比不上日產(chǎn)和豐田工廠那么氣派,可這里就是世界上有限的幾家能生產(chǎn)Fl賽車車身的工廠之一。
與外界嚴密隔離的廠房是技術(shù)敏感度最高的車身加工工段,雖然擁有較高的敏感度,可是并看不到什么高精尖的先進設(shè)備,敏感部位實際上就是老工人的一雙手。車身外殼所用材料是0.1~0.8毫米厚的碳素纖維板,幾個資深老技工按圖紙把這種板材一張張剪切好,小心翼翼地把它們疊加在一起,用熱風機吹烤成型,然后再加熱到130℃定型。這些看上去如紙片一般單薄的薄板,一時間竟成了比鋁合金更堅韌的車身新材料,而重量還不到鋁的五分之一。
強度高、比重小、安全性能好的賽車在日本、歐美市場都十分走俏。此前,困擾生產(chǎn)廠家的一大難題是受方向性局限的材料強度,技術(shù)上很難保證縱橫方向強度的一致。與普通工業(yè)、民用汽車不同,賽車從來沒有批量生產(chǎn),重大賽場上的大牌車手更強調(diào)自己的個性,這就加大了手工生產(chǎn)在工藝過程中的比例,為此,設(shè)計人員在突出車型個性化的同時,更加注重手工技術(shù)在車身鈑金工藝上的充分發(fā)揮,從胎具的制備到板材疊加方向、張數(shù),乃至精加工時的磨削工藝都離不開熟練的手工操作。
這家小廠生產(chǎn)的車身不僅在國內(nèi)選拔賽中使用,法國勒芒、巴黎一達喀爾拉力賽都有它的身影,可有誰想得到,這些冠軍水平的賽車,其車身竟是手工加工出來的。板材的貼合,完美的成型強度的計算完全來自于長年積累的經(jīng)驗。工廠工人中不乏20世紀三四十年工齡的老年技工。以往與歐美賽車的生產(chǎn)相比,日本車除引擎外,車身加工技術(shù)明顯落后,而老年技工的重新啟用很快縮小了這方面的技術(shù)差距,為小廠帶來了較高的市場知名度。
空氣動力 開創(chuàng)神舒
Fl賽車憑借風馳電掣的速度,能在5秒之內(nèi)加速到200千米/小時以上,最大彎道側(cè)向加速度可達4個G,極速最高超過350千米/小時,這樣高的速度與彎道通過能力,除了以優(yōu)異的懸掛設(shè)計讓輪胎盡可能保持與路面接觸之外,也需要足夠的下壓力來產(chǎn)生足夠的摩擦力,否則強大的動力徒有其名,在過彎時無從發(fā)揮,因此空氣動力學設(shè)計的優(yōu)劣已成為今日Fl決勝的關(guān)鍵之一。
空氣動力學的工程師們在風洞中展示他們將科學與藝術(shù)融合起來的技巧,由功能強大的計算機產(chǎn)生3D仿真,并在大型的風洞中不斷的測試。Fl車隊每年都會花上300萬到1500萬美元不等的風洞操作經(jīng)費來驗證空氣動力學組件的效率??諝鈩恿W效率就是下壓力和空氣拖曳阻力的比例,目標就是要獲得最大的抓地力,和最小的拖曳阻力。下壓力是空氣動力學上垂直方向的向下壓力總和,這些力量由前鼻翼和后尾翼產(chǎn)生,用來把賽車牢牢壓向地面,下壓力越大,賽車在跑道上的抓地力也就越大。
由前后翼產(chǎn)生的可怕力量,足以讓一部F1賽車抵抗600千克的地心引力,倒吊著飛馳在隧道的天花板上!因為賽車可以產(chǎn)生超過車身重量數(shù)倍的下壓力。要像F一1賽車那樣高速的過彎,就必須把車底、車頂以及車身周圍的氣流引導(dǎo)到最完美的境界。
影響Fl賽車空力穩(wěn)定性的最重要因素是前鼻翼,這是決定通過車身上方、下方和其他如散熱器、后尾翼氣流的比例和方向的關(guān)鍵性組件。除了分流前方的空氣之外,前鼻翼在操控過程中也扮演重要的角色,那就是產(chǎn)生下壓力來將前輪壓在地面上。尾翼是F1賽車外觀上重要的組成部分,尾翼的組合受目前的比賽規(guī)則限制只能有三片。透過調(diào)整前后翼的設(shè)計,車隊可以控制賽車的抓地力來配合不同的賽道特性及底盤本身所產(chǎn)生的定值的下壓力。理論上,翼面角度越陡,產(chǎn)生的空氣動力學的拖曳阻力越大,車速提高時對車輛產(chǎn)生的下壓力也越大。同時,陡峭的翼面設(shè)計會降低賽車的速度性能并增加油耗。
F1賽車空氣力學的最高境界就是“平衡”。F1賽車的抓地力約有1/3由前輪負擔,2/3由后輪負擔。前輪采用較低下壓力的設(shè)計可以提高車速,但同時也會提高轉(zhuǎn)向不足的趨勢;轉(zhuǎn)向不足車頭就會滑向彎道外側(cè)。相對的,如果車尾的下壓力不足,就會有轉(zhuǎn)向過度的傾向,車尾就會打滑,這時,操縱稍有失誤就難免發(fā)生車毀人亡的慘禍。
今年的Fl賽事移師上海,不僅是車迷們的一大福音,對我國汽車工業(yè)的發(fā)展,對科技含量在國產(chǎn)汽車中的不斷提高,都會產(chǎn)生極大的推動力。賽場準備已然就緒,馬達轟鳴音猶在耳,如何欣賞我國首次承辦的Fl大賽,我們拭目以待。
相關(guān)鏈接F-1賽車場使用的旗幟
紅旗 紅旗只會出現(xiàn)在開始/結(jié)束,當紅旗出現(xiàn)時比賽已被終止,可能因重大
事故會影響整個比賽的安全。
白填靜止:慢車在賽道上。
擺動:正常速度之車輛可能會被慢車,或返回修理站(Pit)中之事故車嚴重
阻撓而失去許多時間
請注意:Formula One的白旗沒有像印地車(IndyCar)有最末圈(Last Lav)的
意思。
黑旗 黑旗會伴隨一個白色的號碼牌出現(xiàn),其號碼即黑旗所指對象??吹胶谄?/p>
后,車手必須在完成下一圈賽程之前回到修理站,并由車隊指揮向賽會
報告該車已進入。一般情況下黑旗代表處罰,名義上罰停10秒,但嚴格
講,從慢下來到靜止10秒,再重新加速,離站,總共耗費的時間最少也
要二十幾秒了。所以這10秒絕非小事。
黑白旗 對賽車手非運動行為的警告。
黑底紅罔旗 此旗也會伴隨一個號碼牌。警告車手該車有機件故障(有時車手不
知情,或未察覺),必須立刻進修理站。
藍旃 靜止:后方車輛即將超圈(LaPPlng),讓路。
擺動:立刻讓路,否則將有可能被判黑旗。
修理站出口:告訴將由修理站回到跑道的車手,出口處有車接近中,小
心駛出。
三面藍旗:若被連續(xù)出三面藍旗,該車將因蓄意或非法阻擋而被判黑旗。
黃底紅條旗 靜止:油漬或水漬在跑道表面。
擺動:賽道表面濕滑,緊急通告,小心駕駛。
黃旗:最常見的旗幟,每場都會出現(xiàn)。
靜止:放慢速度,小心駕駛,禁止超車,賽道外有事故或危險。
擺動:放慢速度,禁止超車,小心有可能隨時要變換正常跑道(Raclng
Llne),賽道上有事故或危險。
雙黃旗擺動:賽道被部分或全部阻擋,準備停車。
綠旗 此旗用于解除黃旗,車手可以恢復(fù)正常速度及賽道。
黑白格子旗 又稱賽結(jié)旗。車手一經(jīng)過此旗便代表比賽已結(jié)束,不論該
車手是否圈數(shù)不足。