淺析海豚跳　F1第五站邁阿密大獎賽

01. 紅牛在排位賽和正賽中都有明顯尾速優(yōu)勢。

02. 進站更換硬胎之后，法拉利和紅牛賽車的圈速接近。

2022年5月8日，F(xiàn)1第五站邁阿密大獎賽在美國佛羅里達州邁阿密國際汽車中心舉行。F1運動與美國市場正處于蜜月期。算上奧斯丁賽道舉辦的美國大獎賽，本賽季美國將舉辦兩場F1賽事。2023年，拉斯維加斯還要增加一場F1街道賽。

F1運動起源于歐洲，而美國有著屬于自己的運動文化體系。1950年，印地500大賽出現(xiàn)在F1賽歷中。從1959年開始，F(xiàn)1美國站成為一場獨立比賽。1976到1984年間，F(xiàn)1在美國舉辦東西兩場比賽。隨著美國CART和NASCAR系列賽的興起，F(xiàn)1的影響力逐漸下降。1991年，亞利桑那州舉辦菲尼克斯街道賽之后，F(xiàn)1暫時離開美國。

2000年，F(xiàn)1大獎賽在美國賽車運動圣地印第安納波利斯復活。2005年因米其林輪胎安全問題引發(fā)“印地門”罷賽事件后，美國觀眾再次失去了對F1的熱情，2007年賽道合約到期之后沒有續(xù)簽。當人們認為F1無法在美國市場扎根時，2012年得克薩斯州奧斯丁賽道再次舉辦了美國大獎賽。

2016年美國自由媒體公司收購F1之后，開始在本土進一步推廣F1運動。2019年，網(wǎng)飛上線了F1紀錄片Drive to Survive，至今已經連續(xù)拍攝了四季。正是這部紀錄片，讓美國觀眾領略了F1運動的戲劇性所在。F1在美國輾轉十一個舉辦地之后來到邁阿密，當全世界社會名流在比賽現(xiàn)場齊聚一堂，F(xiàn)1是歐洲運動的印象早已不復存在。

本賽季F1賽車規(guī)則迎來了重大改變，賽車下壓力來源從翼片變成了地面效應。一直以來擅長以彎道速度取勝的紅牛，今年的賽車設計從高斜率底盤配合高下壓力，改為低斜率底盤和低阻設計，試圖以更快的直道速度取勝。而法拉利賽車通過高下壓力設計追求彎道速度，在直線尾速方面有所取舍。

01. 紅牛在排位賽和正賽中都有明顯尾速優(yōu)勢。

02. 進站更換硬胎之后，法拉利和紅牛賽車的圈速接近。

邁阿密站排位賽中，法拉利車隊的勒克萊爾和賽恩斯分獲一二名。紅牛車隊的維斯塔潘和佩雷斯排在第三和第四位發(fā)車。到了正賽，兩支車隊都使用中性胎起步。維斯塔潘在起步階段超越賽恩斯，而桿位發(fā)車的勒克萊爾右前輪明顯衰竭，從第6圈開始圈速有所下降。維斯塔潘抓住機會，在第9圈一號彎從內線超越勒克萊爾，并在4圈內創(chuàng)造了一秒以上的安全距離。

第13圈，勒克萊爾的輪胎狀態(tài)逐漸穩(wěn)定之后，賽車速度有所回升。如果第三名發(fā)車的賽恩斯在起步之后壓制住維斯塔潘，即使紅牛車手在短時間內超越一輛法拉利賽車，多余的輪胎消耗也能幫助勒克萊爾在進站換胎之前暫時保住領先位置。

第19圈，紅牛車手佩雷斯發(fā)現(xiàn)賽車動力下降。車隊工程師沒能在第一時間注意到遙測數(shù)據(jù)異常。隨后工程師確認了發(fā)動機汽缸傳感器報錯，但動力單元本身沒有損壞。向FIA提出申請之后，車隊通知佩雷斯調整動力單元模式，在損失27馬力的情況下繼續(xù)比賽。

第41圈比賽迎來變數(shù)，駕駛小紅牛賽車的加斯利與阿隆索發(fā)生碰撞受損。邁凱倫車手諾里斯在超越減速行駛的小紅牛賽車時發(fā)生碰撞并引發(fā)安全車。紅牛和法拉利的正賽輪胎策略不同。紅牛為正賽留有一套中性胎，而法拉利只有一套硬胎。根據(jù)第一次進站的硬胎出場圈速分析，法拉利比紅牛慢3秒，因此法拉利只能目送佩雷斯進站更換全新中性胎。

直到比賽結束，領先集團沒有發(fā)生任何位置變化。紅牛車隊經理霍納認為，佩雷斯的動力單元故障讓賽車每圈損失0.5秒，無法超越受嚴重頸部傷勢困擾的賽恩斯。由于維斯塔潘在16號彎出彎時有一定的速度優(yōu)勢，勒克萊爾在背直道打開DRS的情況下，也無法對紅牛賽車造成真正威脅。

五站比賽過后，法拉利與紅牛之間的冠軍爭奪白熱化之際，近年來擁有統(tǒng)治地位的梅賽德斯車隊仍未嘗一勝。本賽季梅賽德斯W13賽車受到“海豚跳”現(xiàn)象困擾，在高速行駛時嚴重的上下起伏現(xiàn)象，讓賽車失去了以往的穩(wěn)定性。

03. 拉塞爾穩(wěn)定的表現(xiàn)證明了W13賽車的潛力。

邁阿密站梅賽德斯對賽車進行了有針對性的升級。周五練習賽的出色表現(xiàn)證明，只要解決“海豚跳”問題，賽車速度將重回第一梯隊。然而在周六排位賽中，W13再次出現(xiàn)了難以預測的“海豚跳”。拉塞爾表示，雖然隊友漢密爾頓在排位賽中位列第六，周五練習賽的成績在消除輪胎和油量影響之后，甚至比排位賽還要快。對比正賽模擬，周五梅賽德斯僅比法拉利慢0.2秒，周日又回到了0.5到1秒的差距。

本田HRC資深成員，SUPER GT GT500 NSX-GT賽車空氣動力學和車體開發(fā)工程師往西友宏分析了梅賽德斯賽車目前遇到的問題。

04. 拉塞爾和漢密爾頓在正賽分別以第五名和第六名完賽。

雖然本田NSX-GT GT500賽車是一輛房車，但它和F1賽車的技術原理很接近，GT賽車緩解“海豚跳”的經驗同樣能用在F1賽車上。從GT賽車的經驗來看，緩解“海豚跳”有兩種方式。第一，限制賽車的最大下壓力，控制賽車底板與路面之間的空隙。第二，限制懸架行程，不讓賽車底板過分降低。這兩種方式都以犧牲下壓力為代價，賽車性能也會因此下降。

梅賽德斯W13通過底板末端兩側的固定拉桿，減少賽車高速行駛時產生的底板彎曲現(xiàn)象。今年F1賽車的下壓力主要來自地面效應，底板產生的負壓會讓車身下沉，底板邊緣也會受力產生形變。當?shù)装鍙澢瑑蓚让芊庑Ч黾?，產生的下壓力也會增加。賽車在直線行駛時并不需要太大的下壓力，當?shù)装咫x地面太近，下壓力反而會降低。

本站比賽上，梅賽德斯賽車在進入背直道后馬上出現(xiàn)了“海豚跳”現(xiàn)象，而法拉利和紅牛賽車在直線末端才會出現(xiàn)。梅賽德斯賽車出現(xiàn)“海豚跳”的時機不僅早而且更持久，直到進入剎車區(qū)才消失。

假設底板剛性不足是梅賽德斯賽車出現(xiàn)激烈“海豚跳”的原因之一，那么提升底板剛性無法讓賽車更快。如果造出剛性強到完全不會彎曲的底板，配合賽車底盤高度調整，的確能緩解“海豚跳”現(xiàn)象，但也會造成車輛重量增加。如果梅賽德斯使用更重的底板就意味著，賽車必須修改前后空氣動力學平衡，車輛重量平衡和懸架調校也要做出調整，同時輪胎的工作狀態(tài)也會發(fā)生改變。梅賽德斯在賽季中盡量通過調整底板結構的方式增加強度，側箱前方的空氣動力學升級并沒有對緩解“海豚跳”起到太大作用。以梅賽德斯的開發(fā)能力，制造出強度足夠的底板并非難事。然而包括梅賽德斯在內，今年多支車隊新車遇到了車重過高問題。新賽季開幕前FIA緊急修改規(guī)則，將賽車最低車重增加了3公斤。使用更重更堅固的底板，W13賽車只會更慢。

梅賽德斯本賽季創(chuàng)新的零側箱理念犧牲了底板強度，而紅牛和法拉利的寬側箱設計讓底板受力更均勻。由于近幾年F1賽車側箱尾部設計沒有太大變化，往西先生推測W13賽車在設計時沒有意識到零側箱概念可能引發(fā)底板強度問題。今年的F1賽車下壓力有相當一部分來自地面效應，而梅賽德斯賽車纖細的車體卻讓底板大面積暴露在外。W13固定底板的拉桿是所有車隊中最長的，底板彎曲現(xiàn)象也最為明顯。

往西總結：“這樣的車身形狀下，底板尾端只能依賴自身強度支撐。梅賽德斯工程師在進行空氣動力學開發(fā)時肯定計算過底板剛性，然而只有實際測試之后才知道模擬數(shù)據(jù)是否準確。總之W13的設計理念與實際表現(xiàn)不符?！?/p>

剛剛取得第八個F1車隊冠軍的梅賽德斯對今年的成績并不滿意。接下來的西班牙站，車隊將通過對比W13賽車季前測試使用傳統(tǒng)側箱的數(shù)據(jù)，決定未來賽車的發(fā)展方向。如果梅賽德斯將底板設計和零側箱理念改為賽季最初測試的版本，意味著車隊將重新開發(fā)一輛賽車。由于本賽季賽車研發(fā)有預算限制，很難保證新車一定比當前的零側箱版本更快。無論選擇哪種方案，梅賽德斯都要為自己的設計失誤買單。

邁阿密站，中國車手周冠宇駕駛的阿爾法 · 羅密歐賽車在三次練習賽中表現(xiàn)出色。周六排位賽遭遇交通問題止步第一節(jié)。周日正賽，發(fā)車后狀態(tài)良好的周冠宇，因為賽車動力單元故障退賽。