【技术】为什么说2021赛季的底板规则有可能改变围场秩序

今天先把更新做了，明天可能有点事更不了……

转自Motorsport.com专栏，作者Matt Somerfield，带有一些个人见解，侵删

    2021年规则的变化会导致新赛车和去年出现一定的差别，虽然改动的范围并不是很大，但这些改动却有着让围场重新洗牌的潜质，尤其是那条对于底板规则的更改，这可能在其中起到决定性的作用。

    对于两种截然相反的设计思路——红牛系和梅奔系来说，这一次的规则改变理论上导致的10%下压力损失有可能让两者之中的任何一方受到的损失远超另一方。这个刚开始被认为绿色无公害的小改动最终被证明是新赛季争冠的关键一环。

    在去年仔细评估了新底板带来的损失过后，赛点车队（现阿斯顿马丁车队）技术总监安迪格林（Andy Green）就曾表示：“不管你们相不相信，这个改动会产生巨大的影响，对于底板来说一个微小的改动都会导致车辆整体性能的大量损失。对我们而言，这不仅仅是要对底板重新进行研发，而是要对整车前前后后的气动部件重新匹配。”

    虽然大部分人相信红牛的高斜率底板设计会导致更大的损失，也有相当一部分人认为梅奔的设计会产生更多损失。下面我们就来具体看一看这一改动到底为什么有如此大的威力，又会在什么地方影响这两种设计思路。

    首先我们要明白，FIA这一规则改动的初衷是砍掉一部分车队们自2019赛季以来在车上施加的下压力。为此，FIA提出的解决方案是在底板上做一个对角线切割，将底板外沿从前轴中心线往后1800mm开始，直到后轴中心线前175mm的这一部分砍掉一个三角形区域，末端宽度为100mm（如下图所示）

    但FIA技术小组很快在得到风洞测试的大量数据后发现，单纯的进行这点改动还不足以达到预设的10%目标，于是他们宣布了进一步的下压力削减措施：减小后刹车通风导管鳍片的宽度以及扩散器鳍片的高度。在宣布以上措施11小时之后，FIA最后宣布禁止在底板上做任何有封闭几何平面的开槽。

    同时，倍耐力也一反懒鬼常态，在2021年大力推行新轮胎。据称2021款轮胎不仅能更有效地应对施加在轮胎上的载荷，还能让倍耐力使用更低的初始胎压。

    新的轮胎也是一个非常要命的东西，这意味着气动工程师们不仅要对付新版的空气动力学规则，同时还要面对轮胎结构变化带来的不同形变。新轮胎的形变规律和旧轮胎完全不同，这导致整车的气动平衡中间被横插了一个未知的不稳定变量。

    相比于相对来说更容易理解的后轮附近的气流表现，我们在这里可以讨论一下更复杂的前轮的气动表现。不同的形变特征会导致之前一切为了处理轮胎产生的涡流制造的流场结构全部作废，工程师们需要重新对这些东西做出调整以恢复原来的性能。

    综上所述，车队不止需要对规则变化涉及到的气动部件做重新设计——他们需要对车上几乎每一个相关曲面做出相应的调整以恢复车辆的“整体性”，重构每个部件之间被规则变化和新款轮胎打断的空气动力学链接。

斜率因素

    让我们回到之前提出的论点——底板rake会是影响新赛季竞争力格局的最主要因素。我们来看看这方面又会有些什么幺蛾子。

    Rake一词被用于形容车辆前部的“低趴”程度，可以粗略理解为整车的“斜率”，rake越高整辆车就越显出倾斜的趋势。这一单词在2009年之后开始被用于形容红牛的“家族化设计”。

    围场内部达成的共识是，在合适的情况下，一辆车的底板斜率越高就能借由底板和扩散器产生更多的下压力（车辆底部容积变大了）。但如果不能很好地密封住底盘两侧的缝隙，那么就会损失一切潜在的下压力，同时有可能会产生一些莫名其妙的副作用。

    这就是为什么红牛系高斜率设计看上去会在新规下更加受伤，因为他们在过去很多年里都一直在尝试用各种手段密封底板外沿，从最早的吹气扩散器（加速气流且能够增加扩散器流过的气流流量，而且能避免尾气在可乐瓶区域捣乱）到后来的底板开槽设计（产生涡流封住离地间隙）。

    不过在近些年，各支车队对此区域的开发已经愈演愈烈，他们已经不再满足于后轮前方那一小片区域，而是整个底板侧面的区域。这些竖直方向的开槽能够确保整个底盘都被密封，这也意味着底盘实际上成为了扩散器的一部分。从这里，我们可以稍微跨向梅奔的领域了。

    我们已经在之前讲到，红牛的高斜率设计能够靠增大离地间隙来增加扩散器容积，而梅奔的低斜率设计则依靠拉长轴距在扩散器区域之前收获更大的空间。有意思的是，这一设计思路并不是在梅奔的统治时代开始之后才引入的设计，这一设计思路在F1进入涡轮混动时代之前就已经刻在了梅奔的DNA中（详见上一篇专栏），这意味着他们并没有采用和围场中其它车队一样的思路去学习红牛的high rake设计。不过在2014年FRIC系统遭禁之后，一些车队为了让车辆在高速下更稳定，也开始向长轴距方向靠拢。

    这个问题在2017年的气动规则改革影响到扩散器和底板的气动联系之后变得更加明显，这也成为了W08几乎围场无敌的间接原因。自那之后，梅赛德斯又解决了一些设计上的遗留问题，不过这些解决方案在新规则出台之后仍有待检验它们是否仍然有效。

那两者都大受打击的可能性呢……

    如果你客观地看一看这两种设计——短轴距高斜率和长轴距低斜率，就会发现其实两者可能都会受到严重打击。但这个打击的严重程度完全取决于底板上的开孔带来的一些损失和一刀把它们全部砍掉带来的收益的比值。

    同时我们也要记住，10%只是FIA的一厢情愿，各支车队的实际情况和这个值会有所出入（如果你们还记得2018年预计2019赛季的赛车会变慢1.5秒这件事……）。如果独立看待其它每一个方面的变化，对于每支车队来说损失也是不尽相同的。

    对于谁会遭受更大的冲击，我们目前还没有一个明确的结果，但可以确定的是他们确实会受此影响。当然，也许也会有第三种情况的出现——两者都大受打击并跌落神坛，而这也是我们车迷最喜闻乐见的情况。