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2022/05/13

【F1】技術討論:豚跳效應是否有解方?

造成賽車於高速時持續抖動的豚跳效應(Proposing)在2022年賽季成了各車隊工程團隊得持續面對的問題。

作者:Athrun

rison

麥拉倫的豚跳效應是否已經解決?

Athrun

並沒有車隊能完全解決豚跳效應,麥隊目前的起伏不定主要還是賽車對賽道的適應度與設定。

如同先前一系列文章不斷提及,2022年賽車在讓封印40年的地面效應(Ground Effect)復活時也一併將造成賽車於高速時持續抖動的豚跳效應帶回賽場——簡單的說,在賽車的下壓力來源從賽車上方的一系列空力套件變成底盤的文丘里管(Venturi Tunnel)後,賽車會經歷一系列的加壓-到達臨界點-失壓過程而持續上下擺動,進而影響到賽車的直線表現。

在季前測試期間,多數媒體曾向各車隊工程團隊詢問2022年賽車的豚跳效應是否在計算範圍內,通常媒體能獲得的答案有兩種。

第一個是豚跳效應早在上世代的地面效應賽車就已存在,2022年技術規則放大了這個問題。

第二種是儘管各隊已知豚跳效應造成的影響,不過目前的技術仍難以透過風洞模擬賽車遇到豚跳效應時的反應:一般來說,目前的風洞最大能模擬賽車於180kph時的狀態,即使各隊的設計理念相異,豚跳效應的推估閥值(threshold)是在更高的250kph。

對此在1980年於大學畢業後便加入Fittipaldi車隊,因而見證上世代地面效應賽車末期賽場的Red Bull車隊技術總監督(CTO)Adrian Newey近期接受《The Race》賽車網訪問時表示,雖然豚跳效應很難建構出一套有系統的公式,但要模擬出一定程度並非不可能:

「這有點要靠經驗來判斷豚跳效應發生的原因,並試圖注意到關鍵所在。雖然我們也尚未找到建構出有效模式的方法,不過原則上我們可以使用流體力學中常用的史特豪[Strouhal number] 做評估。」

「史特豪數有點像是雷諾數 [Reynolds number] ,我們在計算時需要物體的實際速度與大小,再透過公式計算,使用史特豪數會比使用雷諾數更積極、但難度也更高,因為在史特豪數的模型裡,賽車是以6Hz的頻率振動,代表工程團隊必須在比例為60%、模擬速度約為216kph的模型中展開大規模工程才有辦法盡可能的模擬出實際狀況。」

Newey的訪談內容似乎透露他與Red Bull車隊技術團隊已經將豚跳效應掌握到一定程度(當然Newey也必須賣關子),即便RB18賽車也無法完全擺脫豚跳效應問題,但以轉播畫面來看,經過一系列調整的RB18賽車產生的擺動幅度確實與其他賽車相較輕微許多。

Red Bull車隊的主要對手Ferrari車隊則是採取硬碰硬,並用駕駛舒適度與初始煞車性能作為代價來爭取更高的直線速度與低速下壓力,不過以目前的狀況來看,紅軍預定在西班牙GP推出的重大更新套件應該也會試著緩解豚跳效應的影響。

對此Newey也表示他在設計階段時也為此做出一定程度妥協,其中一個就是賽車設定的準確度;像是在澳洲GP裡,兩輛Red Bull賽車都有遇到賽車前後兩端運作不協調的問題,讓兩位車手在比賽中無法對領跑的紅軍主將Charles Leclerc造成明顯威脅。

而對大膽採用無側箱設計(Sidepod-less)的Mercedes車隊來說,下週的西班牙GP可能將是W13賽車的設計轉折點。有鑒於W13在巴賽隆納季前測試時採用的是標準型側箱設計,如果無側箱設計在大賽週表現依舊不佳,Mercedes車隊就必須儘速決定是否要繼續堅持這樣的設計——即便能使用在W13的預算、ATR(風洞與流體力學計算軟體)時間已經不多。

Aston Martin車隊則是以調高車高、犧牲一部分速度的方式換取減輕擺動頻率,讓他們在開季前5場大賽後僅拿下6分,為Lawrence Stroll自2019年正式入主經營後最差。對此德國媒體《Auto Motor und Sport》記者Michael Schmidt透露Aston Martin車隊雖將於西班牙GP投入可能效法紅軍賽車、幾乎可稱為「B Spec」的大規模更新套件,但囿於生產與物流問題,Aston Martin車隊可能在西班牙GP只能為其中一輛賽車使用更新套件,或索性在一週後的摩納哥GP才會正式投入。

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來源:

The Race: Newey in-depth: Aborted Ferrari switch, Verstappen and retirement

RacingNews365: Is this the secret formula of Red Bull design guru Newey?

 

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