天工开物 赛车史上的惊人设计
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- 发布时间:2014-01-28 15:01
赛车的魅力之一,就是经常出现一些惊为天人的设计。在业界讨论2014版F1赛车的颠覆设计时,我们不妨先回顾这些年赛车圈那些令人惊奇的设计。
轮上文章 F1的六轮时代
为什么赛车一定要四轮,多些轮子不是可以提高抓地力吗?不错的思维。F1历史上也确实出现过六轮赛车,并因此缔造过一段六轮风潮。
看过动画片《高智能方程式》的读者,应该对主角风见隼人的座驾“雷神”印象深刻。这辆有着前四后二的六轮布局赛车在剧中是一辆专注攻弯而开发的完美赛车。这种能同时解决减阻和增加弯道附着力的六轮布局,其实并不是异想天开。雷神的设计灵感,来自上世纪70年代的F1六轮赛车时代。
那时的设计师们为了获得最大抓地力,想出了各种办法。在定风翼等空气动力学套件被开发到一定程度后,泰利尔车队将注意力转移到轮胎,而增加车轮数量,显然是最好的办法,F1的六轮时代就此开启。
最成功的六轮赛车——泰利尔P34
泰利尔作为上世纪F1的冠军强队,曾经有过很多革命性的赛车设计。但相比1971年的车队年度冠军,泰利尔车队最为人铭记的无疑是1976年推出的P34赛车。
英国人德里克·加德纳在1970年加入泰利尔车队,他主持设计的Tyrrell 001赛车首战就拿下了杆位,其设计能力震撼了当时的F1。加德纳很善于挖掘赛车的进步空间,进化的Tyrrell 003赛车在一年后就帮助车队拿下了车手和车队年度冠军。
在1973年斯图尔特取得个人第三次世界冠军后,泰利尔车队进入了短暂的低潮。一直到了1976年,加德纳有了新的突破点:他认为,当时F1赛车宽大的前轮胎与地面接触面积过大,导致F1赛车弯中转向不太灵活,影响进出弯速度。于是他提出了一个相当大胆的设计——将前轮直径减小到25厘米,减小与赛道的接触面,同时降低前进方向的滚动阻力。而由此损失的横向抓地力,则通过增加第二排小轮来弥补。这样在前翼后也形成了低空阻区域。赛车在转弯时,前两排轮胎负责转向。这就是第一辆六轮F1赛车P34。
这个方案在当时看来简直是疯了,这种想法不仅相当冒险,车队还要专门为P34找轮胎供应商。在一轮询问后,只有当时性能并不突出的固特异愿意为P34开模生产小号的前轮胎。P34很快就证明加德纳的想法是对的,这辆怪异的赛车很快就展现出惊人的潜力,整个1976赛季8次进入前三,并在瑞典站包揽前两位。或许是这辆赛车潜力太大,固特异在其他车队的压力下拒绝为小轮胎提供新配方,使P34战力受到影响,1977赛季仅有四次登台。迫于轮胎的考虑,泰利尔车队不得不在随后的赛季放弃六轮赛车设计。
本可改变历史——法拉利312T6
或许很多人都不知道,法拉利也尝试过六轮赛车方案。
泰利尔的P34初现潜力后,法拉利于1976年也在经典的312T5赛车的基础上,改造了一辆六轮赛车,命名312T6。 之所以有这种想法,是因为法拉利的团队认为,泰利尔车队减小赛车前轮面积的思路是正确的,但同时认为,前轮不是空气动力学的最主要部分, 相反,后轮是驱动轮,需要更大的抓地力。
于是312T5被改造成一辆“卡车”,原先的大尺寸后轮胎被弃用,取而代之的是设计成双并胎的两套前轮,被装在后轴,也就是在一根后轴上装了4个前轮。这样的方案可以优化后轮的空气动力效果,抓地力也比312T5更好。当时,法拉利车手劳达和里加佐尼都对312T6进行了测试,取得的初步数据令劳达非常满意,奥地利人甚至考虑在正式比赛中使用312T6。
但312T6最终并没有在正式比赛中出现过,原因就是那场著名的意外——1976年,德国站那场严重的烧伤事故使劳达身受重伤,法拉利车队的士气大受打击,因此312T6接下来的测试全部停止了。最终我们无缘见到这辆六轮法拉利赛车驰骋的英姿。
终被腰斩的大秀哥——March 2-4-0
March车队曾经在F1也是有头有脸,看到P34取得成功,他们也坐不住了,也要把1977赛季的新赛车六轮化。
1977年赛季的赛车命名为2-4-0,或许从名字就能看到它的轮胎布局。与泰利尔P34和法拉利312T6不同的是,2-4-0是两个前轮转向,四个后轮用于驱动。不过March车队的技术团队并没有明确的六轮思路,他们自己也没有太多关于四后轮好处的验证。是的,当时马奇车队正遭受财务危机, 车队这样做无非想让潜在的投资者、赞助商知道他们的赛车与众不同,博个眼球罢了。而车手试车后也反馈,2-4-0的双后轮设计并不能带来任何好处,轴距还因此变长了。因此赛季开始后,赛车被“腰斩”,改为四轮版本,型号也变为771型。
最后的结果,估计大家都猜得到。2-4-0也是辆短命的赛车,但它好歹算是在比赛中露过脸。1977年巴西站的练习赛中,2-4-0首次公开出现, 但由于圈速不佳,他们没有参加正赛。 随后的比利时站,四轮的771型重新启用。
未登场的冠军车——威廉姆斯FW08B
三轴六轮赛车能带来非凡的抓地力,但也影响转向特性,比如进出弯路线不清晰。因此在P34以后很长一段时间,六轮赛车都没有出现过。不过1983赛季,在六轮F1消失5年后,F1新贵威廉姆斯车队重新启用了这种设计。
和March 2-4-0一样,威廉姆斯车队在新赛季第一套新车方案FW08赛车的基础上,多准备一套FW08B方案。这辆“B计划”赛车添加了一对后轮,成为一辆有4个后轮子的双驱动轮轴布局。不过威廉姆斯采用这个设计并不是要作秀,而是有非常明确的目的:更高的牵引力和更快的直路速度。因此FW08B的四个后轮与前轮一样,采用小尺寸降低阻力,但也获得了更大的径向抓地力提升直线速度。此外,威廉姆斯采用全新的发动机和变速箱去配合这套方案。
FW08B由威廉姆斯史上最伟大的车手之一阿兰·琼斯在多宁顿赛道进行了试车,标准版的FW08赛车则由另一名世界冠军科科·罗斯伯格和雅克·拉斐特在法国保罗里卡和Croix赛道试车。但FW08B最终还是没能登上比赛的舞台。由于1983赛季FIA宣布了“F1赛车只能有四个轮子”的新规定,并且“只能是前轮司职转向”,FW08B无奈胎死腹中。不过FW08最终帮助威廉姆斯和罗斯伯格拿下了1982赛季的车手总冠军和一场分站冠军,也算是不错的安慰。 但这也令人有了无限遐想——如果没被禁赛,它会成为第一辆六轮世界冠军车吗?
不过,历史是无法改写的,FW08B是F1历史上最后一辆六轮赛车,六轮赛车的历史就这样结束了。
从F1来的漫画
说到六轮赛车,当然不能不提《高智能方程式》里的雷神了。故事设定在2015年,那时高智能方程式取代F1成为世界赛车的顶级舞台,故事围绕这个赛事展开。作者似乎参透了泰利尔P34赛车的弯道特性,并从中找到了灵感,把主角风见隼人父亲设计的第二版雷神赛车设定得与P34非常接近,同属高抓地力弯道赛车。主角隼人在剧中得到父亲的第二版雷神后,开始了挑战世界冠军的道路,以自己过人的天赋和雷神骇人的弯道性能征服了世界。该漫画影响了很多中国观众,并带动了一批青少年开始关注F1运动,尤其在华南和台湾地区。陆续推出了6部剧场版,跨度整整十年,是赛车迷和动漫迷不可错过的经典之作。
六轮跑进民间
泰利尔P34的成功不仅催生了动漫作品,它也影响了超级跑车的现实世界。
成立于1978年的超跑厂商COVINI,由汽车设计起家,一直只制作原型车和实验性质的车辆,后来得到大量德国供应商支持,开始生产以已故F1世界冠军Ascari命名的超级跑车系列。其中2004年发布的Ascari COVINI C6W最为人所熟知。
据开发团队介绍,这样的设计可以在转弯的时候更加稳定。除此以外,Covini公司还宣称,6个车轮的设计能获得更好的制动,也更舒适,更加吸引眼球。Covini C6搭载了奥迪的4.2公升V8发动机, 具有380hp输出和450Nm峰值扭矩,极速超过300km/h。但这辆另类超跑销量并不高,每年仅生产5辆。
撰文>何烨炜、飘羽
超级抽风机 禁断的地面效应
GT5游戏中红遍地球的红牛X1,让很多人回味起上世纪80年代的“超级抽风机”时代。使用风扇技术的赛车产生的地面效应足令对手胆寒,布拉汉姆BT46B、Chaparral 2J就是其中出色代表。
所谓的“抽风机赛车”,香港地区时常戏称为“抽油烟机”。这种赛车依靠气压差排出车底的空气,形成吸附效应,在不增加空气阻力的前提下,为赛车提供额外的下压力,从而拥有更加优良的循迹性能,也就是我们常说的地面效应。
不过最早的地面效应赛车,并不采用风扇的“抽风机”,而是利用自然气压差。F1工程师希望赛车底部维持低压力状态,最早是查普曼提出的,他的赛车底部造型弯曲,类似于极缓的U型。这种弯曲造型,使穿过赛车底部的空气,在中间那个介于车身和地面之间的狭小区域内加速,由此建立起低压区,这就是物理学中的伯努利定律。但由于密封效果不好,两侧空气会进入车底,破坏低压区。1976年,莲花车队完善了这种设计,并在莲花78赛车两侧加上侧裙密封。后来,进化版的79车型赢得了1978赛季的7场胜利,帮助安德莱蒂和莲花车队拿下了1978年的双料总冠军。有了这个鲜活的例子,竞争对手布拉汉姆车队也有所启发了。
冠军油烟机——布拉汉姆BT46B
布拉汉姆车队看到莲花78赛车的潜力后认为,新赛车只有产生比对手更强的地面效应,才有可能夺得冠军。
一不做,二不休。时任布拉汉姆车队的技术总监戈登·穆雷很快就有了极端的方案。这位后来设计出迈凯轮MP4/4以及F1超级跑车的天才设计师,给出了他的成名方案:除了在车底设计出类似莲花赛车的低压区,还利用外力把这个区域的空气排走。当时美国盛行的CANAM Group 7大赛中,真空怪兽Chaparral 2J赛车给了他灵感(后文会详细介绍此车),戈登给布拉汉姆的BT46B赛车后方装上了一个巨大的抽气风扇。这个“抽油烟机”会随着发动机的转速提升而加快转动,抽走更多的空气,低压效果更加显著。
结果,1978年的F1冠军之争变成了吸盘大赛,布拉汉姆BT46B赛车对莲花79发起挑战。但不久FIA就质疑BT46B赛车的风扇属于可移动空力装置,合法性有待商榷。不过穆雷在设计之初就聪明地把风扇的抽气和冷却功能整合到一起,FIA也无从处罚。不过这样也造成了一些缺陷,比如风扇出现问题时,赛车的冷却也会遭遇麻烦,除了退赛没有别的方法,所幸穆雷的BT46B还是表现出很好的稳定性。
FIA随后在当年瑞典站宣布,BT46B的风扇装置属于非法空气套件,对它施行了永久性禁令,BT46B身后的大风扇被迫拆除。而在此之前,布兰汉姆和莲花两队在世界冠军大战中斗得难分难解,此举无疑扼杀了当季的冠军悬念。
没能看到吸盘大赛原有的剧本,这次尝试却让F1车队看到了空力研发的重要性,并刺激了1979赛季的圈速大跃进,1979赛季的最快圈速比之前快5到6秒,无疑是F1科技进步的又一次有力推动。
风扇车鼻祖——Chaparral 2J
前文提到的Chaparral 2J赛车,其实才是风扇赛车的鼻祖。
上世纪70年代是二战之后世界经济发展的高速增长期,人们的创造力也因为生活水平的提高变得越来越无极限,科技水平更呈几何级增长。在赛车领域,出现了很多疯狂的创意。
在北美大陆上,Can-Am大奖赛犹如一个创意熔炉,汇集了很多疯狂的赛车设计。由于其最高组别使用FIA当时最高赛车规则标准Group 7,赛车可以安装无排量限制的发动机,车身结构等技术领域也限制甚小。再加上Group 7赛车大多为短距离场地赛车,对耐用性要求不高,可以容纳很多疯狂的想法,是当时的赛车科技前沿。像大尾翼、涡轮增压、地面效应和稀有金属材料等赛车科技,大多都是从这里最早采用的。因此,很多心怀壮志的设计师都想来这里一试身手。
作为Can-AM的传统强队,Chaparrals一直都以大胆的创造力闻名,其2E赛车就是世上第一辆采用高位大尾翼的赛车,其 2G赛车则是首辆采用了可调尾翼装置的赛车。由于1969年FIA禁止动态空气动力学装置,2E赛车突然变得不合法了,因此Chaparral决定给出更夸张的回应。
气垫船靠风扇导风形成升力,为什么就不能反之抽出真空带,并形成吸力呢?Chaparral利用这个原理,于1969年开发了疯狂的2J赛车。2J把Group 7规则榨干到极限,除了出色的底盘结构外,该车还大胆地使用了两台发动机,一台常规雪佛兰发动机,负责传统动力,另一台45hp二冲程双雪地车发动机,驱动一对风扇制造地面效应,侧箱底部边缘则用了铰接式塑料裙边密封,其效果比大型尾翼效果更好。
据说,当时2J创造的真空区可提供1.25-1.50 G的下压力,鉴于其小于1吨的自重,1G下压力就足够吸在天花板上行驶了。随之而来的绝对是疯狂的抓地力。因为使用主动风扇抽气,其低速下压力并没有减少,不会出现传统固定空力装置低速下压力不足的情况。这给2J带来至少每分钟2秒的领先优势。不过由于风扇的故障频现,2J并没有取得年度冠军,但恐怖的战斗力令很多对手胆寒,一旦技术成熟,2J将不可战胜。于是以迈凯轮为首的对手们催促FIA禁止这种风扇技术,他们认为“2J会毁了Can-AM大赛”。讽刺的是,迈凯轮其实才是第一个发明这种技术的车队,他们从1967年就开始研究,只是Chaparral做得更好。
1969赛季结束后,2J带着遗憾进入了博物馆,但其深远影响至今仍存在,GT5游戏也把它列入了游戏经典车型系列。
终极人间快车——红牛X2010
红牛X2010是我们不断探索科技与审美之间的界线后所得到的结论,同时也是虚拟和现实融合的最佳体现。
这辆在GT5游戏中,由传奇设计师、红牛F1车队技术总监纽维所设计的概念赛车只有545kg,在配备了V6双涡轮增压3.0L发动机外,还使用了主动电磁式悬挂。最核心的部分,绝对是其车后的真空风扇。这是一个与BT46B完全一样的抽真空设计,与电磁悬挂结合后能产生出8.25G的侧向加速力。这个数值足够让火箭飞出地球了!
虽然只是概念,但纽维认为,这很可能是未来赛车的设计方向。不要怀疑纽维,在这个科技大爆炸的年代,什么都可能发生。
撰文>飘羽、何烨炜
三角翼龙 三轮赛车也疯狂
既然世界上第一辆汽车是三轮的,为什么赛车不能有三轮的呢?
标致20CUP是一辆三轮赛车,性能广受好评。而近年人气颇高的革命性赛车Deltawing,虽然不是三轮,但其接近三轮赛车的特性也令人印象深刻,后来更成为日产回归勒芒的测试平台。除了另类,三轮赛车到底有什么优点,令设计师们欲罢不能?
经典的三轮赛车:Morgan
卡尔·奔驰的第一辆车就是三轮车,所以咱们真不好说三轮车就是非主流。随着时代发展,四轮车逐渐占了上风。这和人们的实际需求有关。从欧洲常见的四轮马车发展而来的轿车,其基本模式就是双座形式。回顾一下赛车进化史,单座赛车其实是由双座赛车发展而来的。那么很显然,三轮车较难做到和谐优美,就得让四轮车在民用中高端市场占主要份额了,而三轮车在民用车市场上主打小型车及农用车等,这就是一般人对于三轮车市场划分的认知。
但是,今天我们要介绍一些“高富帅”三轮车,比如1909年至今长盛不衰的Morgan.
Morgan的创始人Harry Morgan秉承的理念是,动力充沛的摩托车发动机,简单的皮带或链条传动,轻型底盘。这就是当年Cyclecar的概念,摩托车和汽车的结合体。Cyclecar的概念并不区分三轮和四轮。所以接下来要讲的比赛中,Morgan打败的是许多四轮的对手。
1910年,最初版本的V-Twin被造出来。它的1100cc V型发动机在两个前轮之间,而动力通过链条传给单独的后轮。只有两个前进挡,没有倒挡。这辆车简单而易于改装,比如做包围形式的座舱和挡泥板、挡风玻璃等等一系列外饰,这样看起来和中高级跑车没有什么差别,而改装的版本则可以非常丰富多彩。1913年这辆车在Cyclecar亚眠格兰披治上获得冠军。当1914年一战爆发时,这辆车已经拿到了24块金牌,还创下了在Brooklands平均时速60英里的纪录。
Morgan V-Twins此后进行过不少升级,不过其核心精神从未改变。参加的比赛也更加丰富,比如爬山赛中,Morgan良好的循迹性和在泥泞道路上的出色表现都让它为人瞩目。
1920年代升级版Super Aero是一大成功,赛车女将Gwenda Stewart用它创下了117英里的时速纪录。而1931年甚至有了三挡加倒挡变速箱的升级版。但Morgan不满足于此,1933年的F系列采用福特4缸引擎和标准4座车体。此后Morgan同时推出四轮车型。Morgan是战前三轮汽车的巅峰之作。它美观、快速、轻便、廉价,让许多人难忘。2011年,Morgan 3Wheeler这一经典复刻吸引了众多目光。
标致20Cup和Campagna
T-Rex:当代的Cyclecar
当我们觉得,汽车工业的发展让汽车和摩托车渐行渐远时,总有些具备混合特征的车能打破我们的偏见。标致20Cup就是这样一辆车。如果不看后轮,绝对会把它当作一辆中规中矩的跑车,但粗壮摇臂连接的单后轮出卖了它:和它最像的还是Morgan,典型的Cyclecar。后轮只用来转向和刹车,驱动由前轮负责,悬挂和传动系统双重简化,降低了车身重心,负载主要集中在前轮,一体横造的碳纤维底盘让这辆车的重量甚至不足500kg。这辆车还充分考虑了空气动力学性质,有望将来成为勒芒赛场的新星。
而Campagna T-Rex则更接近于摩托车。尽管它使用方向盘,有座椅和座舱,还有踏板,都和汽车颇为相似,但是其链条传动、摇臂悬挂和减震以及手调变速都证明,它其实是前方加装了一个碳纤维壳子的摩托车。它从0-100公里加速只需要3.9秒。2014年,Campagna还将推出新款V13R,改用皮带传动和玻璃纤维外壳,装备哈里-戴维森发动机。虽然速度表现不及T-Rex,样貌也较为保守,但它的价格更为亲民。
TreMoto:挑战派克峰
在ATV中,三轮车并不少见,边三轮或者说侉子更是许多人所喜爱的。不过这里要介绍的TreMoto,则是前二后一的独特布局的摩托车。
TreMoto的Monstrosity 620是杜卡迪Monster 620的暴改款,3Z1则是暴改川崎Z1000,两者的核心技术都集中在前轮的倾斜悬挂技术。悬挂的上下两臂是平行的,可以让两个前轮45度左右倾斜,这就和一般的摩托车一样可以压车过弯。它在低速弯、发卡弯和带刹入弯时表现非常不错,因为两前轮强化了前端的稳定性,后轮在带刹车时就有更好的循迹性。
3Z1在2011和2013年都参加了派克峰(Pikes Peak)爬山赛。
从Vigillante到DeltaWing:
三角翼发展史
关于DeltaWing这款三角翼赛车(尽管是四轮,实际上是三轮布局)及其升级版ZEOD RC 的发展历程与技术分析,本刊已经有过不少内容。这里,我们回顾一下它的远祖Vigillante,或者称为TriVette Two三角翼赛车。
1974年,Vigillante的前身TriVette由物理学家BobKeyes设计出来,当时阿拉伯石油危机的背景下,汽车界希望有一款轻便省油的车型,于是三角翼形、前后双座的TriVette被制造出来。到了1990年,在参考了一些喷气式飞机后,它有了升级版。和DeltaWing的主要不同点在于,它是实实在在的三轮赛车,而车身外观相似度并不低(但前轮足以成为一个很大的区分点)。它只靠一个轮子完成转向,所以它就保证了这个轮子有足够的灵活度,悬挂单元和转向单元完全分开,前轮可以完成10度的独立转向。尽管DeltaWing两个前轮非常接近,它仍然采用了双A叉臂。
它的优势也是DeltaWing的优势:紧凑流线型车身、轻质材料、合理的重心配置。Vigillante的配重是1:2,DeltaWing将其进一步优化成为了3:7。它能在3秒内从0加速到百公里,而过弯时的G力只有1G,百公里减速到0的距离仅为37米。它自称当时最快的能上街的量产车。
Vigillante是一款超前的赛车,可惜它所处的时代、各方面科技及比赛环境不能让它大放异彩,而DeltaWing了却了它的夙愿。最近,DeltaWing的大家族也有望开上街头:日产 BladeGlider最近亮相东京车展,备受瞩目。这就是三角翼赛车源于量产,在赛车中成长,又回归量产的历程。
百威火箭车(Budweiser Rocket):超音速
在1970年Blue Flame成为第一辆时速超1000公里的火箭车后,1979年,百威火箭车成为了超音速的挑战者。虽然美国空军的雷达证实它达到了音速,是因为没有人听到突破音障的音爆,这一成绩始终有人质疑。不管如何,这是人类速度挑战史上的重要一车。拥有修长身形和飞机般尾翼的它也是一辆三轮车。
Caver:自主动态平衡控制
和TreMoto类似,它也能进行45度的倾斜——不过是车身倾斜,这是它引以为豪的自主动态平衡控制技术(Dynamic Vehicle Control,DVC),其直接来源是ATV。不同于Campagna T-Rex和TreMoto的摩托车血统,它其实是一个有车身外壳的ATV。它的倾斜是基于地面斜度的,单独的前轮和车身保持一个角度,通过前轮传感的信号,后轮悬挂的液压装置快速响应,让后轮保持垂直于地面的姿态,既有贴地飞行的乐趣也有稳如泰山的舒适,虽然可能会让路人大吃一惊。
Sidecar:边三轮也疯狂
从19世纪开始,人们就在自行车旁边挂上边斗,这也自然被摩托车继承。Sidecar参与诸如Isle of Man TT和FIM Sidecar世锦赛等大型比赛,在公路、赛道和椭圆赛道上都有他们的身影,这也推动了车身的变革。边斗逐渐和车体合二为一,车身成为流线型外壳,而叉臂式悬挂也在80年代被世锦赛所许可。但是,方向盘等规则不允许的技术,在FIM世锦赛中只能参赛,不能获得名次和积分。
Sidecar比赛中,除了车手的精湛技术,边斗上“乘客”的表现也是一大看点。随着过弯,他们在车上大幅度腾挪以配合重心转换,需要高超的技巧和过人的胆量。
撰文>红衣棒糖人
改变未来 影响世界的赛车设计赛车技术革新改变了赛车自不必说,一群发明天才解开的赛车应用题,不仅改变了赛车,也改变了汽车历史。
以小见大的MINI
在MINI Cooper S之前,谁也不会觉得一辆小排量的前轮驱动小车可以被改造为一台冠军赛车。但当MINICooper S接连赢得1964,1965和1967三届蒙特卡洛拉力赛之后,人们对前驱小车可以发挥出的性能特别是经济性和灵活性有了新的认识。随后不久发生的石油危机,更使得汽车市场的主流从排量大、高油耗的后轮驱动大型轿车,向小排量、低油耗的前轮驱动小型轿车转移。踏入80年代后,基本民用车型已经全部采用了小排量发动机、前置前驱的主流化设计。
现代F1鼻祖
1970年面世的莲花72应该是所有现代F1赛车车身设计的鼻祖。修长的楔形车身,两侧和车顶有进气孔,位于前轮之前和后轮之后的定风翼,使它看起来与同时期的任何赛车都不像——然后其他人就抓紧时间抄莲花72的设计。四十年后的今天,现代F1赛车车身仍然是这样的布局。莲花72无疑是成功的,但是它的成功来自于著名的失败者:莲花56赛车。莲花56赛车破天荒地采用了普惠的涡轮发动机(不是涡轮增压发动机)和四轮驱动设计,但涡轮发动机的特性并不适合F1赛场,而采用复杂的四轮驱动也削弱了赛车的可靠性,使得这一横空出世的大胆想法不得不夭折。然而,莲花车队从56赛车上得到的正反馈,是采用涡轮发动机后变得修长的楔形车身和两侧进气的设计,使得气流得以更加顺利地流过车身和车底,从而减少阻力,提升速度。秉承这一设计思想的72赛车横空出世。数年后,78赛车将72赛车的思想更进一步,创新地提出了“地面效应”的概念,刺激了F1圈速大跃进。虽然“地面效应”后来被赛会禁止,但是从78赛车开始,赛车特别是F1赛车的设计进入了空气动力学时代,直至现在。这两年流行于F1赛车上的扩散器设计,则是地面效应的另一个变种设计。
从F1进入民间
1981年面世的迈凯轮MP4赛车是第一辆采用碳纤维一体化车身设计的F1赛车,它将F1赛车车身的刚性、操控性和对座舱的保护提高到了一个新的高度。碳纤维材料比起合金材料最大的特点就是更加轻量化的同时提升了赛车车身的刚性,大大提升了赛车的操控性。虽然MP4和其改进型号MP4-1的成绩都不能算突出,但其继任者MP4-2、4、5、6、7都取得了骄人的成绩。在此之后,碳纤维除了用在制造F1赛车上,也被广泛地应用在高端跑车的制造上。不可不提的是,MP4系列赛车与本田合作时,本田的VTEC技术通过高转速下对气门角度可变的调整,最大程度地榨取自然吸气发动机的潜力,从而成为本田小排量民用车型的标准配置。三菱的MIVEC和丰田的VVT-i技术也与此相似,两者都是以获取小排量自然吸气发动机的最大潜能为追求。
1992年威廉姆斯赛车FW14采用的主动悬挂、半自动变速箱技术,终结了迈凯轮赛车对F1的统治。主动悬挂虽然后来被赛会禁止使用,半自动变速箱技术却流传深远,改变了赛车乃至民用车需要手动挡才能发挥发动机潜力的惯性思维。电子控制的离合器大大缩短了换挡时间,使得动力损失更少、赛车加速更快。时至今日,半自动变速箱以及派生出来的拨片换挡已经成为赛车以及高性能民用车辆上不可或缺的标准配置。
赛车技术的发展仍然引领着整体汽车工业技术水平,许多在赛车场上获得成功的技术普及到民用车型上。其中的许多革命性的技术更新,起源往往只是一个一闪而过的念头,或者是看起来匪夷所思的想法。但是,这些想法终究改变了汽车工业,乃至改变了整个世界。让我们为这样的想法叫好,让我们期待更多这样的想法面世,造福整个人类。
撰文>Ayrton
其实并不科幻
或许你也发现了,这个专题里的大部分经典设计,都出自上世纪七八十年代。那是赛车历史上科技发展最快的年代,这里面有赛车规则空白较多、研发空间大的缘故,也有当时世界经济大发展、生活富足、人们创造力处在一个飞跃期的刺激。那些年的研发成果虽然已有部分消失,但它们也完善了如今的赛车技术规则,仍在沿用的部分,则几乎奠定了现代赛车的技术格局。
你不得不感叹赛车工程师们的脑力,这些充满创造力的设计,几乎是从各种科技领域里找来的灵感,他们以过人的胆量将灵感“塞”进赛车里,造就了赛车科技的大爆炸。如今的很多赛车科技的高度,在五十年前根本不敢想象,但那些工程师都变成了现实。
所以当我们看到红牛的X2010、高智能方程式这些天马行空的虚拟赛车,钻研着其中的科技时,说不定哪天就会变成现实了。赛车科技的进步历史,其实也是人类科技进步的缩影。
在专题的最后,我们要向那些走在赛车规则边缘“钻空子”的设计师们脱帽致敬。他们在几乎密不透风的技术规则中找出间歇地带,挖空心思开发出改变赛车甚至汽车设计历史潮流的惊人设计。这不仅需要才华,更需要强大的内心,因为这些大胆的设计,就像选秀节目的落选选手一样,大多都无缘成为现实,而他们还会坚持,继续钻研一个又一个提高赛车表现的可能,锲而不舍……
撰文>何烨炜
来源>中国赛车杂志