專欄 【F1】2016年F1觀戰入門:技術篇

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上次的賽制篇曾向各位介紹「F1是最燒錢的賽車運動」,那麼各車廠與車隊到底在F1投入了多少心力呢?接下來的技術篇就為各位一探究竟F1賽車的主流技術。

動力套件(Power Unit)

自從2000年代後半油價開始居高不下後(當然那個時候的人沒想到現今油價又回到2000年代前半的水準),油電混合動力成為動力來源轉換期的過渡性目標,身為汽車工業頂級結晶的F1自然也不能居於人後。

en.espn.f1

F1在2014年進入混合動力時代後,「引擎」這個詞已經不能完整概括稱呼F1的動力系統了,一般我們將F1現行的混合動力系統稱為「動力套件」,現在各車隊有四家供應商可選擇,分別是Mercedes、Ferrari、Renault與Honda,不過一家供應商包含廠隊在內最多只能提供四支車隊。

目前F1所採用的動力套件是由1.6公升V6單渦輪引擎與能量回收系統共同組成,運作方式與現在大家在路面上看到的油電混合車相當類似。整體來說,目前的動力套件最大動力輸出可來到900匹馬力上下,油耗和之前的V8自然進氣引擎時代相比節省近四分之一。

不過俗話說的好,「魚與熊掌不可兼得」,提高燃油使用效率的代價就是參賽成本大幅飆高混合動力時代各車隊的動力套件年度平均採購預算約為台幣六至八億,如此高昂的成本讓許多小車隊感到吃不消,F1進入混合動力時代才兩年就已經造成了一支車隊解散(Caterham)與兩支車隊轉換經營者(Marussia→Manor,Lotus→Renault)。

F1規定一輛賽車在今年賽季最多只能使用五具引擎本體,之後每更換一具引擎本體就得在該場比賽退後十位起跑位置,更換過多的能量回收系統套件也會遭到倒退起跑位置的處罰,但再慘也只會退到最後一排就是了。

另外為了控制成本,FIA也針對動力套件開發做出限制,除了部分區塊禁止修改外,今年各動力套件供應商只有32個開發配額(tokens)可以使用,各供應商用完了規定的開發配額後就不得對動力套件進行任何修改。

不過為了讓明顯居於劣勢的Renault與Honda儘速追上以及降低採購成本,FIA已與目前的四家動力套件供應商達成自明年起解除動力套件開發限制的協議,但條件是各供應商必須公佈開發成本,並不得將成本轉嫁至客戶車隊。

傳動系統

F1賽車的傳動方式為中置引擎後輪驅動(MR),自1989年Ferrari車隊引進半自動變速箱後,目前的F1賽車已全面採用由碳纖維與鈦合金打造,擁有七或八個檔位(外加一個倒車檔)的半自動變速箱,變速箱在電腦的輔助下可在0.05秒內完成換檔工作,這能讓車手們更能專注在攻略賽道上。

今年FIA已通過了單一賽季將只能使用三具變速箱的規定,之後每更換一具變速箱就得在該場比賽退後五位起跑位置。

車架與空力套件

自1981年McLaren車隊推出首輛全碳纖維賽車MP4/1後,F1各車隊都以這種重量輕但強度相當堅韌的材質以及更新的複合材料打造賽車車架,目前FIA規定的車體長、寬、高如下表:

另外空氣力學在F1也是相當重要的一部份,沒有這些空力套件車手們將難以操控這些動力強悍的賽車。

一般來說空力套件有兩項工作:增加下壓力與減少空氣阻力。加裝空力套件不僅能讓賽車與輪胎更為貼緊地面,出入彎時更加穩定,同時還能讓賽車破壞前方的空氣阻力使速度更為提升。

Mercedes AMG Petronas

因此大車隊為了提升空力套件的性能而花費鉅資建造風洞研究,以Mercedes車隊為例,車隊位於英國布萊克利(Blackley)的研發總部在研發期間都會有上百位工程師日以繼夜地研發新型空力套件。

雖然空力套件的部分研發已經可藉由流體力學計算軟體(Computational Fluid Dynamics,CFD)代勞,像是Manor車隊的前身Virgin車隊於2010年使用的VR01就是F1首輛完全由CFD設計的賽車,但整體表現卻不盡人意,這也是大型車隊仍然喜好動用風洞來開發新空力套件的原因。

輪胎

自2011年賽季開始,F1的比賽用輪胎供應商由原本的普利司通(Bridgestone)更換成來自義大利的倍耐力(Pirelli),今年倍耐力為比賽供應的輪胎共有七種配方:晴天使用的硬胎(Hard,橘色標籤)、中性胎(Medium,白色)、軟胎(Soft,黃色)、超軟胎(Supersoft,紅色)與極軟胎(Ultrasoft,紫色),以及雨天使用的半雨胎(Intermediate,綠色)與全雨胎(Full Wet,藍色)。


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自從在YouTube看見羅德應援團影片後就變成了羅德痴、羅德狂的野球笨蛋(不過也是虎黨)。 不只是棒球,同時也會帶給各位F1與各項賽車的相關消息。

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