值得留存:解析纽维设计的十二辆车队冠军赛车

解析阿德里安·纽维设计的12辆车队冠军赛车
阿德里安·纽维这位设计天才定义了现代的一级方程式赛车,在他首次告捷的31年后,红牛车队再次凭借他设计的赛车第6次夺得车队总冠军。
在现代F1中,一辆赛车有许多名设计师,但毫无疑问,纽维作为红牛首席技术官的指导是他们成功的关键因素。迄今为止,红牛RB19在本赛季的16场大奖赛中赢得了15场胜利,成为F1历史上最具统治力的赛车之一。
与威廉姆斯、迈凯伦和红牛一起赢得车队冠军的十几辆纽维赛车代表了现代F1的技术史,并揭示了这位天才的思想,他比其他任何人都更能塑造21世纪的F1赛车。
1992威廉姆斯-雷诺 FW14B
纽维的第一辆夺冠赛车极具统治力,在1992年的每个比赛周末都创造了最快单圈成绩,并在16场比赛中赢得了10场胜利。
作为首席设计师,纽维与威廉姆斯传奇技术总监帕特里克·海德合作,他负责空气动力学设计部分,1991年的威廉姆斯FW14是纽维在1988年的马驰881赛车基础上的发展进化。
FW14B采用了主动悬挂系统,最初是一款临时性赛车,但由于性能出色,威廉姆斯将其保留了下来。主动悬挂系统通过液压操作的执行器来调节赛车每个角的高度,不仅可以更好地优化空气动力学设计(因为可以控制驾驶姿态),还可以减少阻力,在直道上按下按钮,车尾就会降低,使扩散器失速。
该车由雷诺的V10发动机提供动力,配备由海德设计的半自动变速箱,这在当时是非常超前的。
1993年威廉姆斯-雷诺 FW15C
威廉姆斯FW15原定于1992年5月完成首次亮相,但由于研发时间延长而受益。实际上,参加1993年比赛的威廉姆斯FW15C是FW14B的进化版,围绕主动悬挂系统进行了优化,改进了机械结构,减轻了重量,采用了更先进的空气动力学设计、动力转向系统,并在法国大奖赛上配备了ABS(防抱死制动系统)。
其前身FW14B需要车手通过驾驶舱内的刻度盘对主动悬挂系统进行调整,而在1993年,这一过程实现了完全电子化。该系统偶尔也会出错,但总的来说,即使世界冠军阿兰·普罗斯特鄙视该系统提供的赛车感觉反馈不足,该系统也能使得赛车产生巨大的下压力。
尽管技术法规的变化本应使赛车的速度更慢,但FW15C却比其前身FW14B拥有更多的下压力,而且由于充分发挥了主动悬挂系统的潜力,速度也更快。
它的速度还得益于雷诺V10发动机的改进,改进后的锥体和燃烧室将发动机动力提高到了约780匹马力。
1994年威廉姆斯-雷诺 FW16
纽维在 "Beyond The Grid "节目中承认,"我完全搞砸了FW16赛车的空气动力学设计,重新采用了被动悬挂系统。"然而,巨大的改变使这款赛车赢得了车队冠军。
FW16是1993年威廉姆斯赛车的进化版,但由于主动悬挂等技术被取缔,FW16必须在更宽的车身高度范围内工作,这就将赛车限制在一个狭小的窗口内。因此,FW16早期版本的驾驶非常困难。
在法国大奖赛上,威廉姆斯引入了更短的侧翼、新的底板和经过修改的车身,从而解决了失速问题。失速问题源于原始规格设计的侧杆前部的气流分离,但关键是导致扩散器失速。
在霍根海姆,FW16B再次进行了改进,部分原因是为了应对赛季中安全规则的变化,FW16B采用了更短的侧围板和经过缩减的扩散器,这使得底板的中央部分变得更加坚固。
FW16还是率先对悬挂部件进行了空气动力学仿形设计的赛车,威廉姆斯降低了上叉臂的高度,并将传动轴与悬挂部件封装在同一个整流罩中。
1996年威廉姆斯-雷诺 FW18
威廉姆斯 FW18 是其屡获殊荣的前身FW17的进化版,开创了一种延续至今的设计趋势。
车手达蒙·希尔的身高意味着他很难舒适地坐进驾驶舱。但纽维意识到,通过将踏板置于较高位置、将头部置于较低位置,使驾驶员的身体更加倾斜,就可以解决这个问题。这对前悬架的封装产生了一些连锁反应,但却带来了正面收益,并为驾驶员的座位设定了模板,一直沿用至今。
出于安全考虑,纽维还对新推出的驾驶舱侧面加高规定进行了新颖的诠释。这就要求驾驶舱两侧加高75毫米。
但纽维意识到,有关头枕的规定只涉及头枕的面积而非高度。因此,威廉姆斯FW18在驾驶员头部两侧分别采用了狭窄的底盘延伸设计,而不是大多数竞争对手采用的厚重设计。
与前代赛车相比,该车在下压力方面也向前迈进了一大步,缩短了侧梁,加大了挡板以更好地管理前轮尾流,并增加了倾角,从而提高了下压力潜力。
1997年威廉姆斯-雷诺 FW19
纽维于1996年11月7日离开了威廉姆斯车队,但1997年的威廉姆斯FW19被视为是他的作品,因为它是FW18的进化版,而且他在离开之前就坚定地确定了设计方向。
由于采用了新的雷诺RS9发动机,赛车车尾的变化最大,V形夹角从之前的67度扩大到71度。这大大改进了车身高度和重心,也减轻了车身重量,并能采用更紧凑的变速箱,为赛车尾部的空气动力学设计提供了机会。
这辆赛车还采用了改良的进气侧箱设计,灵感来自纽维在加勒比海度假时发现的螺旋桨飞机的发动机进气口,以求最大限度地减少对侧箱进气口和尾翼气流的空气动力干扰。具体做法是升高进气口,并在下方开一个小孔,将其与头枕区域隔开。
虽然纽维没有在现场监督赛季内的开发工作,但雅克·维伦纽夫却带领着这辆速度极快但驾驶起来却很棘手的赛车(这可能是强制动概念的结果)再次夺得了世界冠军。
1998年迈凯伦-梅赛德斯 MP4/13
在纽维于1997年8月开始担任迈凯伦技术总监后,迈凯轮-梅赛德斯MP4/13用双倍的时间完成了设计,并通过了新的 "窄沟槽轮胎 "规定测试。
关键的设计决定之一是选择长轴距,一方面是为了利用空气动力学原理,另一方面是为了追求与上一代赛车相似的对角线稳定性,即入弯时内侧前轮胎和外侧后轮胎的对应方式,这一趋势很快被竞争对手效仿。
凹槽轮胎的引入意味着纽维将赛车的稳定性放在首位,这一方面是通过降低重心实现的,另一方面是通过底盘实现的。
1997年引入的 "制动转向 "系统在年初被禁止使用,这是一个额外的制动踏板,允许驾驶员单独对其中一个后轮实施制动,从而显著提高了单圈速度,根据赛道配置的不同,可提高半秒甚至更多的成绩。
1998年,该装置演变为允许车手通过开关选择使用哪个后轮的制动器,而在上一赛季,该装置被固定在一侧或另一侧。如果这个设计没有被禁止,这辆赛车在米卡·哈基宁和大卫·库特哈德的手中可能会更有优势。
2010年红牛-雷诺 RB6
虽然布朗GP车队在2009年抢占了头条,但从根本上说,该赛季的红牛RB5是针对当年引入的与往年比大相径庭的空气动力学法规而设计的最佳概念车。它只是缺少了赛季开始时备受争议的双扩散器,所以2010年的红牛赛车是一次自然的进化。
为了最大限度地发挥双扩散器的潜力,赛车尾部的长度被最大化。这部分归功于经过改进的后悬挂几何结构,其特点是后下叉臂的前束角度极大。再加上狭窄的变速箱,这使得车尾空气动力学性能潜力变得巨大,而扩散器一侧的排气装置则进一步增强了这一性能。
此外,纽维还增加了车身倾斜度,这也是这一时期红牛赛车的设计趋势。除此以外,RB5的底盘还采用了更极端的V形设计,从而对RB5的概念进行了优化。
红牛在排位赛中的低速能力也令对手感到困惑,尤其是前翼但在满油后不会出现触底的情况。尽管红牛通过了严格的载荷测试,但还是有人指责其车身设计过于灵活,其中一个原因就是红牛采用了FRIC(前后互联悬挂系统)。
2011年红牛-雷诺 RB7
2011年的红牛RB7可以说是这个时代最伟大的红牛赛车。这是因为它充分利用了排气下压力和其他几个关键的设计理念。
纽维将测试中使用的排气管设计描述为 "普通 "版本。随后,在季前测试接近尾声时,又采用了一种新的排气装置,其排气位置较低,正好位于后轮胎内侧。此外,还可以同时进行 吹"冷 "气和 吹"热 "气,吹热气是指在关闭油门时延缓发动机点火以产生废气流,这大大提高了制动和入弯时的后部稳定性。
与前一年相比,赛车的前倾角也有所增大,在实现平台控制和低速行驶方面又向前迈进了一步。
KERS的回归也让纽维想到将电池封装在变速箱箱体内部,而不是燃料电池下方。这意味着要牺牲约40%的能量,经常导致电池过热,在比赛中大部分时间无法使用,但这对排位赛、起步和比赛的关键阶段至关重要。
此外,这种包装方式还使燃料电池位置更低,发动机位置更靠前,这在车身布局方面也是一个优势。
2012年红牛-雷诺 RB8
2012 年的法规修改规定排气管出口必须位于后轮中心线后330毫米处,并且禁止使用双差速器,这意味着红牛要做出重大改变。
最初的概念是使用管道捕捉和引导废气,但这被认为是不合法的,因此红牛利用康达效应重新优化了排气管,即将气流于附着在表面上。
红牛在季前测试后期推出了科恩达效应排气管,其特点是进气道将气流从侧翼底部引导至扩散器前方。
然而,这一概念的实现需要时间,直到6月底在瓦伦西亚举行的欧洲大奖赛上,由于采用了经过改良的后车身,这一概念才得以完全实现。排气管排出的气流帮助将气流从侧翼顶端引向扩散器两侧,这与从侧翼底端引出的气流截然不同。
优化赛车需要时间,2011年KERS概念车的更可靠版本也为比赛提供了动力,但在本赛季的收官阶段,它的效果已经足够好,尤其是维特尔可以利用油门产生的后下压来抵消转向过度的时候。
2013年红牛-雷诺 RB9
2013的红牛赛车是他们在2009年首次推出的概念车的最终版本,这一年红牛在19场比赛中赢得了13场胜利,其中包括当时创纪录的九连胜。
所有我们熟悉的特征都一一呈现:高制动概念赛车可产生巨大的底盘下压力,同时避免触底或扩散器失速;科恩达效应排气管可将气流引向产生下压力的制动风道和扩散器侧面;侧围下切面可用作风道;对车尾涡流的出色控制是使后空气动力学发挥作用的关键。
正如纽维所言,"赛车的所有结构都与RB8相同,只是在空气动力学方面进行了各种调整和演变。"这一概念如此有效,以至于在某些情况下,红牛甚至可以牺牲一点下压力,从而牺牲单圈速度,以提高赛车的直线速度,使其更适合正赛。
2022年红牛-RBPT RB18
由于2022年F1底盘技术法规将发生史上最大的变化,纽维的红牛车队生产出最好的赛车也就不足为奇了。
纽维曾在菲蒂帕尔迪车队和印地赛车队工作过,经历过F1最后的地面效应时代。他深知赛车的空气动力学设计与机械平台之间的关系至关重要,因此他将工作重点放在了前后悬挂的设计上。这使得赛车的后悬架行程足以满足空气动力学平台所需的稳定性,同时又不会产生困扰其他赛车的弹跳问题。
红牛花了一些时间对赛车进行优化,主要是通过减轻整体重量,并将重量分配进一步推后,以减少转向不足。虽然法拉利赛车在单圈成绩上表现出色,但在随着比赛的进行,红牛的赛车却越来越占据优势,这得益于它在下压力水平不低的情况下拥有惊人的直线速度。
简而言之,红牛赛车在各种弯道速度曲线和车身高度下都表现出色,同时还能有效地控制弹跳问题,而这正是梅赛德斯车队2022赛季的致命伤。
2023年红牛-RBPT RB19
RB19就是RB18的无情进化版,事实证明它几乎是无敌的。它唯一的失利发生在新加坡,这是由于调试故障和赛道配置扩大了赛车弱点。
佩雷兹在摩纳哥排位赛中撞车后,人们看到了红牛精心设计的底板。
吸引人眼球的是底板的 "地形"特征,它的目的是让底板工作效率更高且看上去更温和,同时还不会发生失速现象。
此外,红牛还拥有出色的平台控制能力,这得益于前悬挂的显著抗俯冲功能和后悬挂的防侧翻功能。正如纽维过去设计的主动式赛车一样,这使得赛车机械平台在各种弯道类型中都能保持在最佳状态。
正如技术总监皮埃尔·瓦希在本赛季早些时候所说,赛车的主要优势在于 "效率",其能够在直道上快速行驶,并产生巨大的下压力。这与非常有效的DRS相辅相成,表明赛车的空气动力学设计能够在高速行驶时减少阻力,不是通过其他神奇的技巧,而是通过确保底板、前翼和尾翼以有利的方式相互作用达到的。
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赛车世界综合每日赛车报道