文章来源：Autosport.com

翻译：本人

07赛季时轮胎赞助商换成了普利司通，Williams看起来采取了正确的应对措施，使得他们07赛季的赛车拥有低阻力和很好的重量分配。racingengineer.blog.sohu.com

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依照Patrick Head的说法，设计上的改变着重强调运用”上翼“来获得更好的性能。首先已经在06赛季运用到了，而且车队决定在08赛季的赛车上延用这一革新技术，使赛车获得一个比较好的空气动力学平台以及机械方面的配置。racingengineer.blog.sohu.com

当第一次在测试中看到这辆新赛车时，第一个印象就是它在原有基础上没有进行太多修整。不过在侧箱周围还是有几个明显的设计革新，但终究还是看起来像07赛季的赛车。到现在为止测试还在继续，新的空气动力学部件不断推出。racingengineer.blog.sohu.com

车队的其中一个目标是更好的进行重量分配的定位。所以车队在没有增加其他部件的基础上仅仅是改变了轮距就实现了这一点。尽管Wliiams没有声明3100毫米的轮距是否改变。racingengineer.blog.sohu.com

其他基础设计方面包括了重量配置和空气动力学设计，同时车队也着重把注意力放在赛车本身性能质量上。07赛季的赛车已经具备了很好的稳定性。但是一些细小辅助部件的故障也的确造成一些损失。

Sam Michael指出车队的目标是：”设计一辆精简而具备更高水准的赛车“。来消除任何其它对于稳定性的疑问。racingengineer.blog.sohu.com

稳定性对于变速箱是至关重要的。08赛季的变速箱要经得起4场比赛的考验。今年车队停止使用Toyota设计的离合器和电子设备。铝质变速箱也设计成针对新规则对于曲轴距离和齿轮宽度的改变。同时也要确保其他部件，比如轴承，传动轴能够坚承受比过去更多的工作压力。racingengineer.blog.sohu.com

外表上看，赛车的主要变化在于前扰流板，侧箱和尾部扩散器。这一系列的设计说明了Williams在寻找一个更全面的赛车抓地力，而不是仅仅弥补过去一年在下压力上面的损失。racingengineer.blog.sohu.com

车队拥有一个由三部分组成的平滑桥接的新前扰流板。它采取了其他车队惯用的悬吊方式----从前方部分固定，而不是和McLaren那样又中间的小翼来固定。racingengineer.blog.sohu.com

一个显著的不同是前扰流板在两侧形成了一个低垂的设计。通常来说，外侧两边是抬起的，用来减少尖端产生的阻力。可能扰流板尖端部分更短的弦长抵消了这一不足。racingengineer.blog.sohu.com

跟随前扰流板的设计，赛车拥有更低的鼻锥。Williams是第一个在去年采用McLaren的桥状扰流板，他们的革新在于比较平滑的桥翼设计，而McLaren的则是陡然弯曲的。今年的鼻锥更低，更短，使得桥翼的弯曲更加自然。racingengineer.blog.sohu.com

鼻锥上增加了小翼来完善桥翼的设计。和其他车队一样，Williams增加小翼的长度是为了在其末端放置摄像头，但仍然在规则允许范围之内。racingengineer.blog.sohu.com

摄像头被固定在了水滴状切面的小翼上，从而可以获得一小部分空气动力。平滑的小翼可以处理一些流过前扰流板的气流。racingengineer.blog.sohu.com

在测试过程中，赛车遭遇了两次前翼的故障，都来自于接口的破裂。也有传言说过多重物前移到扰流板主平面上，从而加剧了扰流板本身的震动频率。如果传言属实，那就说明Williams将重物填装在扰流板上的开槽中。racingengineer.blog.sohu.com

国际汽联反对在扰流板或鼻锥安装重物，同时限定了重物质量的规定。07赛季里一些车队曾经在扰流板上填装大约9千克的重物。但是从Williams的设计策略来看，他们不像是在前方扰流板加入过多的重物来平衡车体的重量分配。racingengineer.blog.sohu.com

除了规则限定新坐舱高度意外，赛车中部的变化就是侧箱部分了。虽然Williams在07赛季并不是最差劲的车队，但是Michael承认车队需要改进赛车的冷却系统。“我们把一些集中力放到了FW30这里（冷却系统）”，他说。racingengineer.blog.sohu.com

所以在侧箱进气口和侧箱肩部的设计就和之前有微妙的差异，并且冷却口现在被朝上放置。另外Williams有标志性的烟囱状散热格式配有一个大号开口安装的旁侧出口，而现在被较为苗条的形状替代，多少有些McLaren的样式。racingengineer.blog.sohu.com

在侧箱前方的翼板被合并进烟囱状散热格式里，翼板竖直放置。另外在烟囱状散热格式后的T型翼板现在自成一体而不是像原来那样固定在烟囱状散热格式上。去年几场比赛里Williams在侧箱上方开了一些通风口，今年这一设计被确定下来。而且沿侧箱横向开更宽的通风槽。racingengineer.blog.sohu.com

更多的冷却槽被加入在排气口附近的车体覆盖板上。比起去年设计，冷却槽更加向后深入通向侧箱。

侧箱之上，安装了Williams独一无二设计的中段翼板。外形是一个向后延伸到形状。就像被平滑处理过的McLaren式的维京翼板。其作用也基本相似，当赛车摇摆时，翼板可以向后输送旋流，确保后扰流板在赛车非水平状态下依然能够处理迎面吹来的气流。racingengineer.blog.sohu.com

再往后看，Williams保持了与去年相近的引擎盖。但是上部变得更加细长一些，Williams加入了边条就是为了让引擎盖本身的尺寸符合赛会要求。racingengineer.blog.sohu.com

在引擎盖脊部下面，Williams安装了另外一个冷却出口同时连接散热器和侧箱。为了让侧箱更加细长，Williams将变速箱上方加入冷却器和出口，拆除了其它侧箱的冷却部件。racingengineer.blog.sohu.com

最大的变化还是尾部扩散器。从FW29的设计开始，Williams紧跟Ferrari的设计，选择了更外展的尾部扩散器。racingengineer.blog.sohu.com

这使得赛车后轮于扩散器之间拥有了更宽的空间。用意在于Williams可以加入一些小的旁侧气流通道和柱状导翼，而且中央主通道可以设置得更高。racingengineer.blog.sohu.com

这样尾部扩散器拥有更大的潜力。但是问题也会出现。这种激进的设计无法确保气流紧贴在扩散器表面，而是会脱离，产生一定的阻力，同时丧失一些下压力。racingengineer.blog.sohu.com

在07赛季，Williams开始将后轮刹车通道更加复杂化来防止气流剥离。现在，车队拥有更加外展的扩散器，中央通道上方被拓宽，让气流出口更大，而之前这里是柱状导翼。racingengineer.blog.sohu.com

到现在为止，没有其他车队把柱状导翼加入到扩散器顶端，因为Williams的后扰流板被固定在压杆上，使柱状导翼并不完全和赛车一体化，所以也就有更多的发展余地。racingengineer.blog.sohu.com

从更宽阔的前扰流板看，Williams已经寻找到了一条低阻力赛车设计的道路，那就是在车尾加入更多下压力来平衡少阻力，多下压力的理念。对于其他车队（Ferrari, McLaren, BMW, Red Bull）而言，外展扩散器还需要经过更多的检验。racingengineer.blog.sohu.com

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翻译：本人

BMW Sauber在去年的研发阶段就提早终止了对F1.07的改进设计从而更好的投入到车队第二代赛车F1.08的设计中来。这样大胆的尝试值得去做吗？www.racingengineer.blog.sohu.com

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BMW Sauber进入了他们的第三个赛季，车队保留了前身绝大部分成员。以前的Sauber是一支值得尊敬的车队，他们可以用较少的预算来设计建造出创新性很强的赛车。当时BMW也是不惜重金合并了Sauber，这就是我们今天看到的BMW Sauber车队。www.racingengineer.blog.sohu.com

07赛季是车队最强大的时期，毫无疑问BWM Sauber稳居车队第三的位置，在赛季终期也因为McLaren的处罚而获得车队亚军的成绩。www.racingengineer.blog.sohu.com

去年，BMW Sauber在中游车队中占据主导地位，但是和前面两支领先车队还有一定差距。换句话说，速度和稳定性能确保的前提下，在排位赛和决赛时，时不时还是有争夺发车前四名位置的能力。www.racingengineer.blog.sohu.com

今年BMW Sauber的势头强劲，信心十足，是因为去年的赛车F1.07获得了不错的成绩。车队下决心需要一个重大设计方案来获得更快的速度，而不仅仅对于细小方面进行改进。www.racingengineer.blog.sohu.com

这一决定让车队意图更加清晰，于是早在去年九月的时候就停止了对F1.07的改进工作，来全身心的投入到F1.08的研发中。www.racingengineer.blog.sohu.com

对于车队的创造理念是一个解放，让设计走得更远。这就让车队处在一个相对独特的境况。因为其他车队有的在为冠军争夺准备，有的在研究2007赛车的一些基本问题。www.racingengineer.blog.sohu.com

这将会是BMW Sauber车队拥有的重大机遇，这将颠覆他们自己。www.racingengineer.blog.sohu.com

研发

从现今公之于众的车队第三辆赛车来看，可以说F1.08拥有了前所未有的激进设计。车队技术总监Willi Rampf也承认了这点。这辆赛车绝对可以说是一个重大成就，就像F1.07的独特设计也不同于之前的F1.06。www.racingengineer.blog.sohu.com

F1.07作为新车队独立设计的第一部赛车，传动系（引擎和变速箱）供应商来自慕尼黑的BMW。变速箱的确存在稳定性的问题。这当然可以理解，毕竟这是车队自行研发的第一个传动系统以及无缝变速设计。www.racingengineer.blog.sohu.com

从诸多方面可以看出，F1.08是车队的第二代设计。车队对于去年赛车没有细节上的改动，这样就能更好的专注于几个主要的改进方面：更多抓地力，更轻，更可靠，更多空气动力设计。www.racingengineer.blog.sohu.com

另外新规则出台规定对于SECU（标准电子控制元件）的使用。这就对车内部电子元件----BMW赛车控制器（ECU）的设计造成了影响。另外，变速箱的寿命至少维持四站比赛。这就使变速箱齿轮组和箱体铸造的设计更加严峻。www.racingengineer.blog.sohu.com

但是技术总监Rampf的着眼点还是在空气动力学灵敏度的改进上，当时这也同样是F1.07的目标。在车队风洞和用于CFD设计的超级计算机的辅助下，BMW或许赶上了甚至超越了领先车队对于空气动力学的设计理念。www.racingengineer.blog.sohu.com

但是，BMW的理念并不是专注于在理想环境下的下压力，而是车在赛道不同地点的反映能力。所以Rampf着重研究赛车在转向时的变化，还有滚动，倾跌以及偏航。。。* 甚至车队研究了流过赛车旁边的气流。空气动力学研发部门的总监是前Honda车队的Willem Toet。www.racingengineer.blog.sohu.com

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* 本人注释：www.racingengineer.blog.sohu.com
这三个词是rolls, pitches and yaws是赛车在力矩作用下对于不同方向轴的摆动。
赛车动力学中，设左右方向为x，前后方向为y，上下方向为z
rolling就是围绕x轴摇摆，pitching是围绕y轴摇摆，yawing是围绕z轴摇摆。

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去年车队对灵敏度研究的努力得到了回报，赛车在所有赛道上表现良好。灵敏度的缺乏对于今年的比赛影响更大，因为缺乏了很多电子控制系统的辅助。今年比较明显的改进是，比如，后悬挂的位移行程将更大，来改保持抓地力。www.racingengineer.blog.sohu.com

从空气动力学方面来看，重点是提高新车的机械抓地力，以及使用去年赛车的前悬配合全新的后悬系统。机械抓地力来自于加宽20毫米的前后轮间距离（增加到3130毫米）。另外配重的放置也更加灵活。www.racingengineer.blog.sohu.com

F1.08设计细节

第一眼就能看出F1.08是一辆非常讲究细节的赛车。就像去年McLaren明显的空气动力学设计理念。www.racingengineer.blog.sohu.com

从前方开始，赛车配备了全新的前扰流板，这来源于McLaren的三层扰流板设计，但是BMW拥有更激进的翼板。翼板中心的方状区域看似一个突出的下颚，使得扰流板中部的工作更加有效，也更加稳固。www.racingengineer.blog.sohu.com

为了让扰流板中部承受足够大的压力，BMW使外侧翼板部分承受较小的压力来减少其前轮运动对其产生的影响。同时车队可能发现扰流板外侧并不需要支持太多压力。www.racingengineer.blog.sohu.com

装备这个三层扰流板进行比赛，赛车极尽运用规则可取之处。扰流板的平衡位置更加前伸，因此和前鼻锥的连接处被设计在第二层翼板之上。www.racingengineer.blog.sohu.com

扰流板的层间空隙支撑物使主平面和上层翼板连接更加稳固。这个支撑物是金属制成的，同时也是一个空速管（作为一个测量空气流速的装置，通常被固定在单体横遭车体顶端）。在扰流板之上，鼻锥比F1.07的更加纤细。www.racingengineer.blog.sohu.com

为了更好承接前扰流板的气流，侧箱导流板也被改进了。主板被设计得更大，类似于Ferrari车队的锯齿形状。www.racingengineer.blog.sohu.com

测试的时候，气流顺侧箱导流板的尾部被一支额外导流叶片连接到了侧箱的翼片上。这个设计在去年已经运动到了，导流叶片被安装在上翻叶片之间，减小了侧箱翼片的尺寸。www.racingengineer.blog.sohu.com

垂直叶片的作用是将气流收集起来然后传送给侧箱周围。同时也减小了侧箱翼片的敏感性。www.racingengineer.blog.sohu.com

车队这次也安装了轮毂，或者用BMW Sauber的话说就是轮缘护罩。这些静止状态的轮毂来自上个赛季几个车队的研发成果。www.racingengineer.blog.sohu.com

但是这次BMW Sauber的轮毂有些不同，它前方是一个竖直部分，底部有一个延伸超过轮缘的方形突起。尽管这个设计还没有违反刹车盘进气道的相关规则（规则规定进气道前伸的长度）。www.racingengineer.blog.sohu.com

轮毂上突起部分的目的就是整理流过轮胎旁的乱流，然后疏导给后面的空气动力学套件。www.racingengineer.blog.sohu.com

为了给流经刹车片的热空气寻找出路，其他车队的方法是切除轮毂后面的一小部分。BMW轮毂的散热功能相比起来就有效得多。轮毂后面的突出部分实际是作为一个排气道。这样经过排气道收集整理后，比较稳定的气流就被输送到了车的中后部。www.racingengineer.blog.sohu.com

侧箱从开口处到侧箱尾，再到变速箱区域，都被收窄。增高排气口的位置，使废气离开后阻尼器的突起部分。这样流经侧箱后部“可乐瓶”状区域的空气就清洁得多。www.racingengineer.blog.sohu.com

另外一个革新部分位于侧箱上方，被称为“架翼”。被延长的T状定风翼安置在进气口之后，和车体的引擎盖相连接。www.racingengineer.blog.sohu.com

BMW Sauber解释道，架翼可以自身产生下压力，同时也能够提高后流向扰流板的气流质量。它的前置作用是为了在后扰流板间留下足够空间，这样流经架翼的气流不会被弯曲太多。www.racingengineer.blog.sohu.com

在赛车后方，尾部扩散器的设计比起Ferrari，McLaren和Williams车队来说延伸的位置更高。和两旁主气道相交错的辅助气道帮助侧边和中央主气道获得更多下压力。这部分是在车身规则下后轮中部区域的设计里经常被忽略掉的。www.racingengineer.blog.sohu.com

更大的尾部扩散器出口可以潜在地获得更多下压力，但是这需要使底部和扩散器周围区域设计得相当紧密来防止气流剥离表面的现象出现。毫无疑问的，全新侧箱导流板和复杂的后刹车气道设计能够帮助气流更紧地贴住车底，流向扩散器。www.racingengineer.blog.sohu.com

之前刚刚讲过，机械方面的设计改进的目的是为了增强抓地力，前悬设计被修正，以及轮辋中心被设计成可以安装静止轮毂的构造。www.racingengineer.blog.sohu.com

后方抓地力的保证来自于后悬架的修正，虽然从表面上并不容易看出来。为了迎合变速箱稳定性和空间方面的规则需要，变速箱整体被慕尼黑Markus Duesman的传动系部门修改设计。同时车队也保证引擎和变速箱与SECU相匹配。www.racingengineer.blog.sohu.com

这项工作早在2007年七月就开始进行了，要实现这个安装构想就必须从新设计整个电子系统，这包括方向盘的设计。方向盘装配有LED显示屏，和08赛季的特别装备，一个油门踏板的灵敏度控制器。这可以让车手改变油门踏板的反映来控制轮胎打滑。www.racingengineer.blog.sohu.com

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翻译：本人

2007年的MP4-22可以说是完美无暇，而这些成果能否被车队的工程师延续到他们的2008的赛车MP4-23上吗？

2007年，McLaren的赛车在赛场外喧嚣不断，而在赛场上可算是完美无暇。racingengineer.blog.sohu.com

McLaren从他们2006年的低靡状态强烈反弹，07年的赛车稳健而可靠。唯一竞争不过Ferrari的就是在高速弯角下的竞争性。racingengineer.blog.sohu.com

进入到了08赛季，间谍门事件已经抛在脑后。队伍现状有能力在他们的新车上更进一步——许多McLaren式的特点竞相展现。关于新车的研发，Autosport.com采访了车队工程主管Paddy Lowe。racingengineer.blog.sohu.com

2007赛季的MP4-22赛车是从2002年起McLaren赛车后续型的最后一款。这一系列的赛车最大的特点就是周密、大胆的空气动力学套件设计，许多新的理念领先于其他车队。而在外壳之下，引擎和变速箱不可避免的有一些小毛病。racingengineer.blog.sohu.com

在06赛季冬天之后，McLaren这样一个跨越式的进步是否可以在12个月后重复？racingengineer.blog.sohu.com

“这很难说，”Lowe讲到。“06赛季并不是车队好的一年，所以之后就比较容易进行调整来消除技术缺口。”racingengineer.blog.sohu.com

像Lowe解释的，于此同时，赛车在对抗Ferrari车队的一些细小优势就很难实现了。racingengineer.blog.sohu.com

“07年McLaren车队较于Ferrari车队上上下下起伏不定。他们在巴西站比我们快，而这正是赛季里有象征意义的一站比赛，真的。而在赛季末的阶段，我们大多处于优势地位。”racingengineer.blog.sohu.com

总的看来，Ferrari的F2007在高速弯角的赛道中处于统治地位。Lowe对此表示认同。但是同样也解释道实际情况其实复杂得多。racingengineer.blog.sohu.com

“我觉得这么说太简化了，”他说。“实话说，我们和Ferrari车队都不能完全解释这一问题。”racingengineer.blog.sohu.com

“对于轮胎的选择来单独研究赛道，这很难。我觉得一些轮胎的运用在某条赛道适合我们的赛车调校，而另外一种轮胎选择却适应Ferrari的。这就是我们一直下工夫研究的地方，而且就连现在我也不能说我们完全对此了解。”racingengineer.blog.sohu.com

对于赛车的一些不足，Lowe说出了车队对于08赛季的展望。racingengineer.blog.sohu.com

“冬天的工作主要在于巩固，”他说。“我们不想丢弃任何东西，不想承担过多的风险。但是我们希望致力于一些我们可以得到100%回报的地方。”racingengineer.blog.sohu.com

赛车的一些细节设计已经在间谍门事件中被WMSC公之于众。将重心前移成为了最明显的举动，这是单一轮胎供应商规则下的措施。后胎过度的磨损迫使赛车的重量前移。racingengineer.blog.sohu.com

多数车队在07赛季都将重量前移。所以也改变了他们在前一冬天测试时的设计。而McLaren当时已经为这一改变留出了余地，使赛车重量更加前压。racingengineer.blog.sohu.com

如Lowe所说，齿轮和变速器之间多加入一节使得变速箱加长从而达到中心前移的目的。racingengineer.blog.sohu.com

中心前移还要对禁止的TC进行折衷。因为没有TC之后，偏后的重量分配可以帮助车尾获得更多的抓地力。但是Lowe指出这一点并不重要。racingengineer.blog.sohu.com

“我们和其他车队在圣诞节之前的测试中已经考虑到了，”他说。“这并不会对赛车有很大的改变。”racingengineer.blog.sohu.com

对于单一ECU的使用，Lowe否认了其将对车手造成影响。racingengineer.blog.sohu.com

“失去这些玩意并不是什么大事，只是对于车手技术要求更高了一些，”他说。“如果你还意识到在过去这些年里，TC的运用时有时无，而比赛依然照旧。”racingengineer.blog.sohu.com

他还指出，虽然没有了TC，观众也不会看到赛车有过多的打滑。racingengineer.blog.sohu.com

“在油门时，这的确给车手带来一些负担，但是他们做得很好，”他说道。“车手仅仅是做了电脑曾经做的工作，那就是你不想让赛车打滑。”racingengineer.blog.sohu.com

对于单一ECU使用的规则限制可能会给McLaren电子和微软的合作带来一些风险。但是起初McLaren没有考虑对其他车队造成影响的问题。racingengineer.blog.sohu.com

但是上个赛季的一些多年使用McLaren ECU的车队在获得利益的情况下改变了这一观点。Lowe快速指出了车队和McLaren电子之间的关系。racingengineer.blog.sohu.com

“MES [McLaren电子系统]完全是一个独立分开的公司，”他说明。“他们对于签署车队合作的合同条款保持极为严格的态度。和我们车队是完完全全分开的。除了车队只提供对软件开发有利的资料。”racingengineer.blog.sohu.com

所以，2007赛季McLaren ECU软件和新的控制版本没有相似之处。racingengineer.blog.sohu.com

“他们（MES）拥有这些研发的代码，这些代码对于所有车队都一样，而且所有人都能看，”Lowe重申道。“这不是赛车黑匣子的代码，所有车队都可以看这些代码来了解它们是如何工作的。都是开发的源码。”racingengineer.blog.sohu.com

Lowe之前说过，在特定地方ECU都含有相似之处。racingengineer.blog.sohu.com

“我们有一个优势，”他承认道。“或者不老实的说。这个优势就是我们不必改变我们的电子软件。要知道改变你的ECU是个很艰巨的工程。”racingengineer.blog.sohu.com

“硬件设备是个比较大的技术难题，这需要多的准备工作和测试时间，我们节省了不少——仅仅是进一步研发这些电子硬件。”racingengineer.blog.sohu.com

到现在为止McLaren还在研究SECU的控制策略来迎合新规则。被禁止的有：控制牵引力，打滑的自动底盘控制系统，启动控制系统和防止制动时后轮锁死的稳定性程序。racingengineer.blog.sohu.com

这一直是采用SECU的首要目标。之前的ECU赋予了赛车惊人的控制力。Lowe跟着解释道。racingengineer.blog.sohu.com

“所有形式的驾驶风格都被区分控制，”他说。racingengineer.blog.sohu.com

“赛道位置是很大的一环。这可以使赛车契合每一寸赛道。就像离合器控制，当你想在弯角获得最佳走线，TC和滑动控制帮助赛车在引擎制动下入弯。而现在你只有这么一张赛道地图，尽管你可以选不同的走线方法。”racingengineer.blog.sohu.com

所以在今年赛季，车手将会在每圈开始的时候获得一个走线。唯一能够改变走线的只有车手手中的方向盘，而不像以前可以被提前写入ECU。racingengineer.blog.sohu.com

这样的好处就是赛车在比较少的选择下，调校部分也相对减少。但是也使得折衷各个弯角的调校变得更加困难。racingengineer.blog.sohu.com

“去年的很多时间都用在调校赛车，”Lowe说。“其实你甚至能够对赛道不同的各个路段对赛车进行调整。赛车调校多多少少就是这些，而现在你所得到的信息就少多了。”racingengineer.blog.sohu.com

新赛车

对于任何一辆一级方程式新赛车，第一眼就能辨别出它的不同，MP4-23也是一样。racingengineer.blog.sohu.com

但是之前的几个赛季中，McLaren赛车已经形成了一套完备精密的设计理念和赛车外形。而今年的赛车脱离了一些这种设计观念，使得整部新赛车看上去，除了配色以外，没有继承太多McLaren前车的血脉。racingengineer.blog.sohu.com

从前鼻锥开始，McLaren继续放低了楔形传统标志性的鼻锥。今后如何架高桥状翼的板将会是一个挑战。racingengineer.blog.sohu.com

一对侧翼板的前伸部分也是全新的，不再是之前从单体横造车身龙骨部分延伸出来的L形状。取而代之的是一个更小的翼板悬挂在压杆上。这种安排让空气气流在鼻锥下部更加干净顺畅。racingengineer.blog.sohu.com

同样的，侧翼板本身也被从新设计。更多的导流叶片被安装在尾部边缘从而形成一个更加均匀的设计。racingengineer.blog.sohu.com

这种紧凑整体化的设计理念延伸至侧箱翼板的设计中。之前的设计是将其安装在侧向上方的肩部。今年新车有一个分开的设计，低端的侧箱翼板和侧箱入口一体化，这样看起来更简洁，但多少让人费解。racingengineer.blog.sohu.com

在侧箱内部，散热器继续向前倾斜，导气管通过烟囱状散热和上方侧箱翼板相连。侧箱剩下部分向后收成腰状。排气管更加靠近赛车中轴线。散热器和排气管整体设计限制了赛车后方更多的设计延伸。racingengineer.blog.sohu.com

为了改进尾部流向的气流，McLaren使新车的引擎盖更窄。这开始于革新设计的顶部翻滚安全架，之前通气管的突出部分被去掉。所以在赛车后隔层处就基本不存在任何前凸物体。racingengineer.blog.sohu.com

然而车架的强度现在被两个拱形支撑和两个纤细的压杆所加固。压杆是在事故时帮助吊臂搬运赛车的。racingengineer.blog.sohu.com

为了使这样一个更小的结构设计来通过安全碰撞测试，我问Lowe这种设计是不是很沉重。racingengineer.blog.sohu.com

“这其实很简单，”他说。“实际上这样做我们已经得到更多空气动力，这是个十分新颖的主意。”racingengineer.blog.sohu.com

流线形的翻滚安全架向后引导了细长的空气箱盖。使得后扰流板有更多的改动空间，同时压杆的支持多少与去年的赛车有些不同。racingengineer.blog.sohu.com

在发布的新车上，后扰流板本身和尾部扩散器是2007赛车上的部件，将会在墨尔本大奖赛之前换掉。racingengineer.blog.sohu.com

赛车运用了去年Ferrari的改进：虽然在新车上没有体现，但是在测试时候，新刹车片和轮胎竖直连接部分被固定在一个静态的轮毂上。Lowe就此进行了解释：racingengineer.blog.sohu.com

“从现阶段看来，我们仅仅是对此进行测试。这就是我们正在研究的东西，因为它带来了一些负面影响。在一切看起来都比较顺利的时候得留点神，在装卸轮胎螺母的时候，轮毂内部一些构造对工作产生了一些麻烦。这多少有点让人挠头”。racingengineer.blog.sohu.com

虽然变速箱是全新的，但是箱结构本身和齿轮依然保留07年的设计。快速变速齿轮组的设计从05赛季就开始使用了。而这个赛季，它必须坚持完四场比赛。Lowe对此设计的完成还是保持保守态度。racingengineer.blog.sohu.com

“太多注意力放在了使之能可靠地完成四场比赛，”他说。“我们得继续观察。我想这对每个车队都是一个挑战，而且我们已经尽了努力。”racingengineer.blog.sohu.com

但是这一个部件的可靠性已经经过2007赛季的这么多场比赛证明，我想哪里会出毛病呢？racingengineer.blog.sohu.com

“对于任何部件，你都得把它们运用到极致，”Lowe说道。“如果工作正常，那么所有人都借鉴这一设计的长处。但是如果出现问题，那么我们要找出来问题所在。”racingengineer.blog.sohu.com

增加McLaren稳定性的还有碳化变速箱，这要比金属材料要更加持久。

“碳化变速箱比原来的造价要高得多，但是你并不需要造很多，”Lowe说。“比起之前镁铸的变速箱，它们的确能够坚持够长的时间。”racingengineer.blog.sohu.com

一个奇怪的设计就是McLaren将启动轮安装在变速箱上，而不是和其他车队一样，把启动轮安装在变速箱输入轴的延伸部分。输入轴通过离合器和引擎相连，所以当启动轮转动时，引擎才开始运转。racingengineer.blog.sohu.com

但是McLaren的启动轮偏移向右侧。难道这说明McLaren变速箱设计的轴连接内部和传统设计不同？依照Lowe的说法，轴的设计是一样的，但是启动轮轴被分开，通过正齿轮驱动引擎。racingengineer.blog.sohu.com

“这为了减少尾部扩散器设计的难度。”Lowe解释道。racingengineer.blog.sohu.com

参加其他相关报道：

McLaren, Microsoft confirm ECU supply, www.autosport.com/news/report.php/id/55980

官方信息, www.fia.com/mediacentre/Press_Releases/FIA_Sport/2006/July/050706-01.html

时间：2004年3月

“喏..喏、喏..这些都是通知书，你说我学什么好？急死啊！”

“哎，你既然那么喜欢F1，干嘛不去学汽车工程？”

“BINGO！我怎么就没想到！”

 .....

二

时间：2004年8月31日

“嘿嘿，这是我送你的，飞机不是明天的吗？”

“哈，有你小子的。”

“那可不是！看看，专门为你买的，盒子上写着呢，适合7岁儿童，7 plus。”

“你丫！”

......

三

时间：2007年12月31日

“哎，你还记得我走之前你给我那个乐高玩具不？”

“当然啊，那个 7 plus。”

“你丫！”

“咋了？”

“我给拼上了，拍了照片过两天发到网上。”

......

2007年圣诞节和新年之间的某个夜晚。

躺倒在床上，脑子里有点乱，但说不上疲惫。旁边写字台上是Mililike著的厚厚的Race Car Vehicle Dynamics。

走到阳台伸了一个懒腰，俯瞰北京。

北京比多伦多漂亮多了，也听不到底特律晚上的枪声。

笑了一下。

为什么笑？不知道，有些事情总得有结果没有原因。

看来唯心的东西看多了，早知道就不选社会学这个选修课了。

那怎么行，思考要严谨。

那这样吧，前两天买了一本《控制理论》，便宜得要死。那笑就归功于这件事吧。

妥当了。

......

哎，这盒子怎么在这？

这灰哟...

擦擦，老子今天给你拼上...锅盖这小子当年还真会送东西。

乐高不便宜吧...

三年，真**快...

X，回来得请丫吃饭！

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仅献给我最NB的铁哥们儿！

关键字：Lotus F1

翻译，图片补充，扩展和加注：本人

莲花车队

莲花是姊妹赛车制造商莲花跑车旗下的车队。车队在众多系列的赛车比赛中都有不错的成绩，这包括一级方程式，二级方程式（之后被F3000取代），福特方程式，入门方程式，印地赛，以及其他赛事（比如勒芒24小时耐力赛和类似房车赛）。在首席设计师Colin Chapman的指领下，莲花车队赢得了7届一级方程式车队冠军，同时在技术和商业方面，有诸多革新。racingengineer.blog.sohu.com

Anthony 'Colin' Bruce Chapman

Picture Reference: LOTUS Museum,silverstone.fortunecity.com,Dec.11,2007

20世纪50年代

Colin Chapman于1952年在英国Hornsey建立了莲花工程公司。公司发展迅速而且极为成功，表现于其1953年的Mk6和1954年的Mk8跑车。二级方程式赛车在1957年推出新的规则，而英国的几支车队已经在1956年开始迎合第二年的规则变化，其中大部分赛车都是莲花11型，引擎供应商是Coventry Climax。莲花车队在Chapman的带领下居于领先地位，当时的车手是Cliff Allison和Reg Bricknell。racingengineer.blog.sohu.com

1958年由Climax引擎提供动力的莲花汽车在Hornsey工厂的装配线上

Picture Reference: Seven made by Lotus between 1957 and 1973,Factory and Contemporary Photographs, www.lotus7register.co.uk, Dec.11,2007

Lotus 11型赛车在法国玛尼库尔赛道

Picture Reference: Bilan et photos des essais de Magny-Cours, Claude Foubert,www.endurance-info.com, Dec.11,2007

1958年，莲花12型赛车登上舞台。Allison驾驶它在银石击败了对手Stuart Lewis-Evans夺得了冠军。同样以Coventry Climax引擎推动的14型赛车（“莲花传奇”赛车的其中一部，另一部是74年的75型赛车，和之后的改进四座83型）获得了6项冠军，以及24小时勒芒耐力赛的“最佳性能”头衔。racingengineer.blog.sohu.com

因为在1958年Coventry Climax引擎的排气量增大至2.2升，Chapman决定加入一级方程式大奖赛。莲花的两部赛车首先在摩纳哥大奖赛亮相，车手是Graham Hill和Cliff Allison。在赛季末赛车被16型取代。racingengineer.blog.sohu.com

1959年，引擎已经提升到2.5升。Chapman继续采取使用前置引擎的赛车来参加F1比赛，但是收效甚微。在接下来的1960年，赛车换成了里程碑式的中置引擎莲花18型。同时莲花在赛车届的成功推动了公司的发展，分公司于这一年在Cheshunt建立。racingengineer.blog.sohu.com

Lotus 18 里程碑式的中置引擎

Picture Reference: Lotus Type Reference, www.race-cars.com，Dec.11,2007

20世纪60年代 - 70年代

莲花赛车在1960年摩纳哥赛场赢得了F1赛事的第一场胜利。Rob Walker Racing车队的车手Stirling Moss驾驶着他的莲花18型击败了当时实力强大的法拉利。而莲花车队的第一场胜利实在接下来的1961年美国大奖赛中由车手Innes Ireland获得的。racingengineer.blog.sohu.com

同时胜利也伴随着公司在F2和入门方程式的赛事参与中。并且量产车方面也经营得很成功（莲花七系和莲花传奇，以及之后1962年推出的莲花依兰跑车）。1962年同年，莲花企业将当时所有生产设备迁移到Norfolk郡的Hethel市。莲花依兰跑车的赛车改进型R26和1963年的莲花Cortina给车队带来了更多荣誉。Jack Sears驾驶着Cortina获得了英国巡回大奖赛的头衔。这一辉煌在1964年被Jim Clark续写。racingengineer.blog.sohu.com

1963年，Clark的莲花25型赛车获得了了7场一级方程式分站冠军，并且夺得总冠军。而在1964年这个头衔在最后一站墨西哥站被法拉利的Surtee夺走，当时Clark的赛车和BRM车队Hill的赛车出现了故障，冠军拱手相送。但是在1965年Clark又一次统治了赛场，他的莲花33型获得了6次分站冠军。racingengineer.blog.sohu.com

1966年，F1的引擎扩大到3升，莲花赛车对此毫无准备。在赛季初继续使用他们由Coventry Climax推动的两升引擎，很显然根本没有竞争性。其中只有在意大利大奖赛BRM车队换成了H16赛车来进行比赛。之后的1967年，由莲花前雇员Keith Duckworth设计的新Ford Cosworth DFV引擎才给车队带来新的希望。racingengineer.blog.sohu.com

BRM的H16型引擎

Picture Reference: BRM, fotos.iher.ne, Dec.11,2007

尽管仍然在1967年失掉了总冠军的头衔。但是在赛季后期，莲花49型赛车以及DFV引擎已经足够成熟来为莲花带来统治性的辉煌。1968年，南非大奖赛中，Jim Clark和Graham Hill带来的冠亚军肯定了车队的实力。不幸的是，Jim Clark，这位当时最成功的车手在4月7号霍根海姆的一场F2非冠军赛事中车祸身亡。racingengineer.blog.sohu.com

车手Jim Clark在德国1965年大奖赛上

Picture Reference: DRIVERS:JIM CLARK,www.grandprix.com,Dec.11,2007

这个赛季中，莲花赛车安装了早已在Chaparral赛车（一个专门制造赛车原型的公司）上运用的扰流板。Chapman在摩纳哥赛场为Hill的莲花49B型赛车安装了前、后扰流板。随后Hill赢得了那年的总冠军。racingengineer.blog.sohu.com

Jochen Rindt的Lotus 49B

Picture Reference: GALLARY, HALL OF FRAME, RINDT,JOCHEN, www.formula1.com, Dec.11,2007

1970年，奥地利车手Jochen Rindt在死后获得了一级方程式的车手世界冠军。当时那个赛季他驾驶着莲花49和72型赛车。莲花72型赛车拥有楔形的外观，采用革新的扭力棒悬挂，尾部散热器，前舱内制动，以及一个高悬的后扰流板。72型开始存在悬挂问题，但是后来加入的防尾部下沉和防潜设计很快对此进行了修正，赛车的竞争能力凸显。这使得Rindt统治了整个赛季，直到他在Monza赛道因为制动轴的断裂出车祸身亡。但是Rindt的死因并没有完全查清，这也使得1970年那个赛季的后半段多少有些涣散，但是也促使了一些年轻车手加入比赛，比如巴西车手Emerson Fittipaldi。车队花了很多时间用在加入燃气轮机来提高赛车马力，同时赛车尝试四轮驱动。racingengineer.blog.sohu.com

1971年的试验没有给车队带来太多帮助，但是让Chapman有机会观察一些车手的表现。1972年车队专注于72型的底盘设计。帝国烟草公司以这年新产品John Player Special的推广继续为莲花提供赞助，所以此年的赛车都被称为"JPS"。racingengineer.blog.sohu.com

JPS logo, www.imperial-tobacco.com

赞助商的颜色是黑和金色，而且大多数车迷对此设计都表示认可。此年莲花车队的车手Emerson Fittipaldi令人惊奇的夺得了车手总冠军，成为当时F1历史上最年轻的总冠军，这一殊荣直至2005年才由当时24岁的西班牙车手Fernando Alonso夺走。在1973年莲花赢得了车队总冠军。racingengineer.blog.sohu.com

Lotus 25单体横造底盘

Picture Reference: Space Frame, www.georgecushing.net,Dec.11,2007

诸多革新来自于Chapman。莲花25型式第一辆运用单体横造底盘的F1赛车。56型印地赛车由燃气轮机提供动力，而且为四驱赛车。63型是第一辆中置引擎的四轮驱动F1赛车。72型添加了空气动力学中的地面效应。Chapman本人也是极富创新精神的车队老板。自从1968年FIA决定采用多元的赞助商来取代单一的汽车有关厂商赞助。莲花是最先得到这一利益的车队，他们在Jarama比赛时就采用了红、金、白三色的帝国烟草----金色烟草叶这一品牌。racingengineer.blog.sohu.com

莲花车队是第一个夺得50次大奖赛优胜的车队（7年以后法拉利才获得他们的第50个赛站冠军，居于次席）。racingengineer.blog.sohu.com

在70年代中期，莲花车队工程师开始探究空气动力学中的地面效应。所以由莲花78型和79年的79型格外的成功，Mario Andretti在78年夺得了F1的世界冠军。之后莲花继续尝试更进一步的研究地面效应。

Lotus 25是探寻地面效应的先驱

Picture Reference: Lotus Type Reference, Lotus 25, www.race-cars.com, Dec.11,2007

80和88（1981年）型运用了碳纤维质的底盘。88型被赛会禁止，因为使用了双地盘技术。此年McLaren的MP4-1以全碳纤维车身赢得比赛。之后Chapman又开始致力于活动悬挂的研究，但是在1982年12月年仅54岁的Chapman死于心脏病。racingengineer.blog.sohu.com

拥有双底盘的Lotus 88

Picture Reference: Grand Prix cars that never raced, Mattijs Diepraam, 'Uechtel', Rafael Reyna, Leo Breevoort, www.forix.com, Dec.11,2007

二十世纪八十年代

这辆涡轮增压引擎的97T让塞纳拿到了第一个F1冠军。

Piture Reference: A Race to Remember, Marcel Schot, Netherlands, atlasf1.autosport.com, Dec.11,2007

莲花97T使de Angelis在Imola，Senna在比利时和葡萄牙获得了冠军。1986年98T让Senna获得了8个杆位，两次胜利（西班牙和底特律）。在这一年底，失去已久的John Player & Sons烟草公司回归赞助商行列，同时骆驼香烟也加入其中。Senna的天赋吸引了Honda汽车公司的关注。车队采用了Satoru Nakajima作为二号车手换来了Honda的引擎。Ducarouge设计的99T型车运用了活动悬挂，但是Senna仅仅赢了两次比赛：摩纳哥和底特律。在1988年Senna转投Mclaren，莲花签下来自Williams的车手Nelson Piquet。racingengineer.blog.sohu.com

二十世纪九十年代----莲花的终结

Lotus-Honda 100T并不是一辆成功的赛车，Ducarouge决定在1989年中期离开了车队。之后车队聘用Frank Dernie来替代Ducarouge的位置。1989年引擎规则更新，只可使用自然吸气引擎，于是莲花就失去了拥有Honda燃气轮机引擎的优势。这一年的引擎供应商是Judd V8引擎。与Ducarouge同时离开车队的还有车队经理Warr，他的位置由Rupert Manwaring代替。车队资深管理者Tony Rudd被提升为车队老板。在赛季末，Piquet转投了Benetton车队，Nakajima去了Tyrrell。到了1990年，引擎制造商换成了Lamborghini V12，车手换为Derek Warwich和Martin Donnelly。Dernie设计的赛车竞争力一般，而且Donnelly差点在西班牙的Jerez赛道新修改的连续弯出车祸死去。90年末，骆驼香烟也离开了作为莲花赞助商的行列。racingengineer.blog.sohu.com

驾驶 Lotus Lamborghini的Derek

Picture Reference：1990-Lotus, uk.geocities.com，Dec.11,2007

前车队工作人员Peter Collins和Peter Wright决定接下整个车队的运作。1990年12月的时候，新莲花车队诞生了。车手Mika Hakkinen和Julian Bailey征战1991年的F1赛季。当时的莲花财政状况非常糟糕，这极大的影响到车队的表现。所以之后不久Bailey就被Johnny Herbert代替。因为作为交易，后者可以给车队提供下一赛季使用的Ford V8引擎。但是整体来说那年还是不错的，Hakkinen拿到了11个积分，车队位于第五。Hakkinen在93年去了McLaren，Alex Zanardi代替他在莲花的位置，但不久之后在比利时大奖赛上发生了重大车祸，Pedro Lamy代替受伤的Alex。在财政紧张的情况下，莲花在这个赛季车队获得了12个积分，车队排名第六。racingengineer.blog.sohu.com

债务问题一直缠绕着车队，这使得Chris Murphy设计的莲花107的研发制造变得十分困难。车队孤注一掷的把胜利的筹码压在了Mugen Honda引擎上。racingengineer.blog.sohu.com

Lotus Mugen Honda

Picture Reference: Lotus, www.formule1.org, Dec.11,2007

于是这个赛季Herbert和Lamy就一直用老车在赛道上挣扎。Lamy在银石赛道练习的时候车祸重伤，车队在比利时站用自费车手Philippe Adams参加比赛。此时新车莲花mugen Honda 109研发完成，Zanardi伤愈回到车队。在Monza赛道上，Herbert在排位赛拿到了第四的成绩。但是正赛时在第一个弯角被Jordan车队的Eddie Irvine顶了出去，丧失了争夺冠军的资格。还是财政问题，之后Ligier车队老板Tom Walkinshaw钓走了Herbert，之后也随着他来到了Benetton。racingengineer.blog.sohu.com

1994年十月，车队被出售给David Hunt。Mika Salo替补Herbert的位置。同年12月，新车莲花112的研发工作因为裁员而被迫终止。1995年二月，Hunt宣布车队与Pacific Grand Prix车队联合直至赛季终结。racingengineer.blog.sohu.com

此时车队更名Pacific Team Lotus，赛车涂装改为绿色条带，但保持莲花的标志。此年车队境况没有多少改善，并且直走下坡。racingengineer.blog.sohu.com

莲花F1赛车随着Pacific车队最终在1996年离开了一级方程式。racingengineer.blog.sohu.com

Picture Reference: www.formula1.com, December 06,2007

文章是这么说的：

“紧随Ferrari在前几站比赛的设计，BMW在中国站加入了一个悬挂于主上翘扰流板（Flip-Up）的小叶片。这些小叶片位于后轮前方，它们帮助减小产生于轮胎内侧以及车后部分的乱流。另外显著地提高了尾部扩散器的效率，使通过其中的空气流速加快。”

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Flip-Ups 和 Magnus Effect （马格纳斯效应）

Flip-up的作用就是在后轮前方起到增加下压力的作用。另外导出从侧箱上方流向后轮的气流。结合引擎盖的车体设计，减慢空气流通速度，从而获得比较大的压力。BMW的这个附加叶片优化了流经气流。其本身也产生一小部分下压力。

F1规则规定四个轮子要保持外露，不能被车体覆盖。气流不能从轮胎和地面接触部分通过（所以结果正好和Magnus Effect相反----本应该产生下压力），所以失速点同样产生与轮胎下方，从而产生一个升力，这个升力可以使赛车的整体下压力减少10%之多。

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Magnus Effect

Picture Reference: www.ecs.syr.edu, December 06,2007

水平箭头代表空气流动方向，旋转箭头表示物体（物体特指圆柱体，这里表现做轮胎）旋转方向，竖直向上箭头表示产生力的方向。

根据定义，产生负升力力（下压力）。因为物体的失速点位于上方（可以看到流线被物体挡住），这里流体速度为零，根据伯努利方程，压力最大。相对的，流体完全能够跨越物体下方流过，压力较小。

现在拿到赛车上来。

唯一不同的是现在有了地面，地面和轮胎接触，下方空气无法流过轮胎表面，被轮胎挡住，在轮胎下方产生失速点（准确的说应该是失速区），所以这里相对高压。而轮胎上方大部分空气流体都能够畅通无阻地流过。于是上升力产生。

流体力学概念基础：失速点 stagnation points

流体通过物体都会产生失速点。这个“失速”要和咱们以前看到那些翼板的“失速”相混淆（那里的失速是stall，专指翼板失去下压力或者上升力，整个失速现象叫做stall）。但是，stagnation points照样出现在翼板上。

Case 1 理想状态

Picture Reference: www.allstar.fiu.edu，December 06, 2007

上图是最理想情况，流体通过一个静止圆柱/球状物体，流体没有任何粘滞性，没有摩擦和阻力，顺利通过（爬过）物体，而且流过后回到原来的路线，因为没有任何阻力。

看到中间那个蓝线（所有的蓝线表示流线），碰到圆球停住了，没法绕过去。这根蓝线和红球的接触点就是stagnation point，这个点存在两个，一个在球前面，一个在后面。这条流线上的流体完全被物体挡住，所以自然这里速度为零。那么向前面讲的，那么压力最大。在这种理想状态下，上下对称，所以不存在任何升力（纵向力）。流线左右对称，包括连接stagnation points的两个流线，那么左右压力对称，相互抵消，所以不存在阻力（横向力）。

Case 2 实际状况

Picture Reference: www.allstar.fiu.edu，December 06, 2007

现在回到现实中，流体分子与物体表面产生摩擦，所以离近物体表面的流体动能逐渐减小，流体无法完全贴着物体表面流动到后方，产生了横向不对称的画面。

再强调一次，圆柱体/球体静止。

看到贴着物体表面流到后面而形成不规则形状的蓝线了吗？这就是流体丧失了其本身的动能，“随波逐流”了。这部分流体被分子之间的力作用着，产生了漩涡。这两条蓝线的起点叫做剥离点（separation points），这里流体剥离了boundary layer。失速从这里开始。因为漩涡里的流体往回流，所以产生了附加阻力，也就是球体本身阻力+漩流阻力。图画上下照样对称，所以这种情况下，有了更多阻力（横向），没有升力（因为纵向对称）。多数情况下，工程师的工作就是避免剥离点产生。

Case 3 滚动下的实际状态 Magnus Effect 马格纳斯效应

Picture Reference: www.nennstiel-ruprecht.de, December 06, 2007

物体转动方向正好是车轮转动方向，假设车向右行驶。所以风来自右边，向左吹。此时stagnation points移向上方。所以上方压力大于底下。另外可以从流线看出，下面流线密集，速度大。

所以如图（纵向竖直向下箭头），产生了下压力。那简直太好了，车轮可以产生下压力！？

那我们还愁什么？？？我们的F1赛车为什么还要flip-ups，和前扰流板侧板？？？

不要忘了，轮胎和地面是接触的。

所以气流无法穿越轮胎和地面的接触部分，所以轮胎下半部分的空气分子都撞向了轮胎，形成了无数个stagnation points，所以就是我上面提到高压区。于是乎，上升力产生。这种问题在雨天尤为KB，因为扰流板设计失误可以导致“轮胎滑水”现象，使得抓地力全无，还得多亏雨胎，要不大家就能看到四轮摩托赛艇了。

Picture Reference: jeffareid.net, December 05,2007

早些时候F1运用到的扰流板。图中为1969年的莲花49型赛车。

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拿普通飞机机翼来说：

Picture Reference: hyperphysics.phy-astr.gsu.edu, December 05, 2007

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那么反之，将扰流板倒置就产生了负升力，那么就是赛车中经常说的下压力

Picture Reference: www.formula1.com, December 05, 2007

Honda BAR车队在07年英国大奖赛上采用的新扰流板。

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Gurney Flap

这里说说这个翘起部分的作用：

翘起部分叫做Gurney Flap，是由美国人Dan Gurney发明（这里说“发现”也不为过）的。他也是最早（七十年代）采用这个扰流板进行印地500的比赛。

Picture Reference: www.insideracingtechnology.com, December 5, 2007

与飞机扰流板相反：

结论：

Gurney Flap可以使绕流叶片达到更陡峭的安装角度而不产生失速。

其他基础理论补充 

Re值比较小的情况下：Boundary Layer内Viscous effect对流体的运动最重要，流体为Laminar Flow, Profile为抛物线。

Boundary Layer之外，流体性质为inviscid uniform flow。

流过一块平板

Re值小：Viscous effects影响的区域广，Boundary Layer大，甚至延伸出物体前方。

Re值大：Viscous effects影响部分越来越小，甚至Boundary Layer紧贴在物体表面（换言之就是只有离表面很紧的流体才遵循laminar）。

当流经钝状物体时：随着Re值的增大，separation point之后的boundary layer内的流体就不是Laminar，而是turbulence。这里Inertial effect要大于viscous effect。

Picture Reference: sine.ni.com, Nov 30/07.

从基础简单阐述了刹车时车辆本身的重量转移，以及F1针对性的设计。

题设：

仅为阐述重量转移这个概念，大多物理量已被忽略。运动的赛车被简化成单一的，受地面摩擦而减速的水平直线运动物体（忽略任何转动运动）。等同于用一个水平方向力推一个木箱，木箱由于摩擦力而逐渐停止水平运动。

重量转移就是常说的weight transfer。对于车手和设计人员来说，在车辆加速，减速以及转向时较好的控制重量转移对于车辆的操控性十分重要。比如设计时候较低的车身重心就能有效提高操控。


这里把牛顿三个经典力学定律放在赛车的角度说。

第一定律：一辆车在没有任何外力作用下可以是静止状态，也可以是匀速直线行驶。

第二定律：当车本身在受到力的作用时，运动状态（加速度）的改变等于外力除以车本身的质量。

第三定律：车身受到外力，施力物体也同样承受车身施予它的力，这两个力大小相等，方向相反。比如车和地面。


下面就很简单地阐述车在制动情况下的重量转移。

赛车的文章经常谈到G，这个加速度的测量方法。一个G也就是一个重力加速度，约等于9.81m/s^2，或者32.2ft/s^2。也就是地球上自由落体的加速度。F1车手在有些弯角要承受接近5个G的加速度，飞行员可达7个G。一个G是什么感觉？很笼统的说，你开/坐的车时速达到100km/h，然后突然紧急刹车。这时候你的感觉就大约是1个G。

下面我就拿1个G的制动来举的例子。


民用车

车是2002年克莱斯勒的吉普切诺基Laredo V8。
一些资料为：

前后轮距 2691mm
车长：4610mm
底盘高度：210mm，
质量：车重1754kg + 乘客（4人） = 1994kg
重量分布: 54:46

假设：
重心高度为230mm。
前轮中心轴到车头的距离等于后轮中心轴到车尾的距离。

Nf和Nr分别表示路面对于前、后轮的支持力。Bf,Br分别为路面施予前、后轮的制动力。

黄黑相间的点是重心。作用于重心上的力为车辆本身的惯性力。

解：

首先在纵向的力要平衡，所以：
Nf + Nr = 1994 x 9.81 (N)

横向力的平衡
Bf + Br = F = 1994 x 9.81 (N)

为了解上面两个未知数，再列一个力矩方程，力矩关于前轮（所以Bf，Br省略，因为与力矩中心点共线）：
Nr x 2691 + 230 x 1994 x 9.81 = 1994 x 9.81 x 2691 x 0.46（N.mm）
Nr = 7326.232N

Nf = 1994 x 9.81 - Nr
Nf = 12234.91N，也就是两个前轮多承受25.1%的车总重量。


F2002

下面再举个F1的例子，也拿个2002年的车说：

比如在进入吉尔伟伦纽夫赛道第6号弯角前，舒马赫的F2002产生了一个G的减速度。此时车辆的受力状态如下图所示：

假设此时车体的重量分布是前后各50%。

Rolling情况下的分析步骤：

设：

• 轮胎平衡位置时与地面垂直。

• 悬架结构组成一个4-bar mechanism，图中这个四边形为AO2DB组成。
• 相对车体本身，设悬架结构AO2DB处在一个转动的平面x'-y'。车体本身平面为X-Y，车体同时相对地面做转动运动，设地面所在平面X'-Y'（图中标示Ref_Ground）

• P点为轮胎与地面的接触点。
• 假设rolling中，车体倾斜0.5度（角DO2F），上旋臂（O2A）在力的作用下倾斜0.5度。（这两个角在不同车中改变不同，为了便于计算，各设作0.5度）。racingengineer.blog.sohu.com

另，设轮胎地面接触点P关于点B（下悬架与轮胎相接点）的坐标为：BM = 150mm，PM = 200mm悬架四部分作为4-bar mechanism的传统标识：

O2A - 上悬架 - crank - a
AB - 轮胎 - coupler - b
BD - 下悬架 - rocker - c
DO2 - 车体 - ground - d

就各种情况分析：

Case2 Unequal Parallel

a = 200mm
b = 362.523mm
c = 369.047mm
d = 400mm

设平衡位置下上悬架对于车体的角度（即theta2）为115度

举例：右侧轮胎。

数据常化后显示为最右侧两栏Camber/Track Change

可以看出，在车倾斜12.5度的情况下（根据前面的设定，悬架也同样倾斜12.5度，那么总倾斜角度为25度，115～140度），轮胎倾斜了8.35度，同时轮胎与地面接触点横向移动了11.5厘米之多。方向为接触点移动靠近轮胎内侧。racingengineer.blog.sohu.com

左侧轮胎在几何分析下图示有所不同（此略）

Case3 Unequal Nonparallel

a = 200mm
b = 450mm
c = 300mm
d = 400mm

设平衡位置下上悬架对于车体的角度（即theta2）为115度

分析步骤同上。

得出数据各为：
Unequal Parallel_右胎 camber/track
Unequal Parallel_左胎 camber/track
Unequal Nonparallel_右胎 camber/track
Unequal Nonparallel_左胎 camber/track

从外倾角的比较说起：上面四个图表示为“camber gain”

左上图，平行，不等长度的悬架：
图中结论为前轮外倾角皆为负，即轮胎上方内倾。右轮外倾角度小于左前轮。

右上图，不平行，不等长的悬架：
于上面不同就是左前轮倾角为正。

左下图，左前轮在两种悬架下的比较
平行悬架状态下左前轮外倾为负，不平行悬架中左前轮为正。外倾幅度相近，但是不平行悬架情况下前期角度改变比较缓慢。

右下图，右前轮在两种悬架下的比较
趋势一样。平行状态下倾角的改变更加剧烈。
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下面是悬架运动下轮胎附着地面位置的改变。

左上图，平行，不等长度的悬架：
左前轮：附着点向轮外侧移动；又前轮：附着点也同样向轮外侧移动

右上图，不平行，不等长的悬架：
左前轮附着点向轮胎内侧移动

左下图，左前轮在两种悬架下的比较
平行悬挂下，附着点向轮外侧移动；不平行悬挂下，附着点向轮胎内侧移动

右下图，右前轮在两种悬架下的比较
数据基本吻合
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F1赛车的前悬架

上面细致的总述了一下各种情况下对轮胎位置的变化，下面针对F1的悬架做一个模拟：

数据为非精确测量：
a = 355mm
b = 175mm
c = 400mm
d = 150mm

Camber Gain

Track Point Change

从上面针对性的模拟中看出，前轮附着点都向着轮胎内测移动。为了降低轮胎的磨损，设计师通过加长上下两吊臂的长度/缩短吊臂之间的距离来减少外倾角以及附着点在转弯时的改变（各降低了一半左右）。当上吊臂与车体之间角度较正常位置增大25度之多时，轮胎附着点移动7厘米。racingengineer.blog.sohu.com


F1的工程师：

这是比赛中F2007莱科宁的悬架运动。
http://ca.youtube.com/watch?v=Fp0QNpSfz6Q

我设定为角度变化从90度到140度，但实际上角度变化很小。+-5度都不到，其间还通过吊臂的形变来减少车本身倾斜角度对于轮胎的影响。为什么设定范围如此之大，因为在整个悬架运动中（准确的说是那个4-bar ----四连杆模型中）b杆的运动趋势由其他各部分决定，运动轨迹并不是一定的，那么工程师就要找到相对于轮胎倾角以及附着点改变最小的那个区间来放置悬架。racingengineer.blog.sohu.com

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法拉利 vs 麦克拉伦

那么，就按照上面的设定来比较一下法拉利（无金属连接情况）和麦克拉伦车队这个赛季的调校。

与麦克拉伦不同，法拉利上下两个悬架长度接近，于是有：
a = 395mm （麦克拉伦为355mm）
b = 175mm
c = 400mm
d = 150mm
注：非精确测量

在悬架角度改变区域从45度到405度时，轮胎接触点轨迹为（绿线）：

法拉利

麦克拉伦

取115度为赛车平衡下悬架与赛车夹角。上下浮动为5度（110～120度）
同理得出数据，plot成图，如下：

Camber Gain

Track Point Change

Legend：
F-R：法拉利-右前轮
M-L：麦克拉伦-左前轮

结果和Craig的《07年技术综述 I》中（http://bbs.hoopchina.com/htm_data/118/0711/250199.html）关于法拉利给悬架加入金属延长部分所说的结论吻合，即：

上图中看出，麦克拉伦的悬挂都较于法拉利悬挂（再次强调，此时无金属延长）更能将前轮位置的改变减少到最低。当然，在上悬架加入了金属延长部分就弥补了以上图中的缺陷。
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Wishbone是鸡腔骨(确切说是颈骨和肋骨之间的骨头)，古时候的西方用来做占卜的工具。根据鸡腔骨被拉扯后哪一侧长来预测凶吉。

Wishbone也指的是鸡肋骨形状的事物。比如——鸭和鹅的肋骨……

<!--[if !vml]-->再比如悬挂。

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Below: umlab.ru

Wishbone悬挂好处多多，可以最大限度使轮胎和路面亲密接触，而不会丧失抓地能力。赛车多用Wishbone悬挂，民用车也有，比如日本的本田，以及北美的较多民用车。但是欧洲车并不多用，不过法拉利是其中之一（之二之三就不列举了）。Wishbone悬挂的缺点就是占得地方太大了，而且维修比较复杂。

那么下面介绍一下Wishbone悬挂。结合标题，这里只谈Double Wishbone悬挂，Wishbone悬挂中运用最广泛的一种。中文翻译为“双A吊式悬挂”，我在Craig的07年技术总结里翻译为“Y型叉骨”*1。

*1 译文

“除了车身加长，新车使用了空气动力学效应更高的无龙骨设计。车队将Y型叉骨降低来放低侧箱的边缘。流经的空气将会有所优化。

这些改变同时给前轮的定位带来了一些困难----前轮的外倾角尤为重要。但是如果新的空气动力学套件能够赢得一些单圈时间，外倾角的准确性可以做出一些让步。旦是双方都要照顾到无龙骨设计上，是否能赢得单圈时间就值得商榷了。

这些结果直至Raikkonen在Monza练习赛中的事故才显露出来。Ferrari采用了独一无二的前悬设计----无龙骨设计的主要存在问题是悬挂的上、下Y型叉骨具有相近的长度，这说明在过弯时，车轮外倾角倾向于底盘运动的角度。车轮在行驶过程中外倾角会有一定改变。总的来讲，不同长度的Y型叉骨为了在赛车地盘水平位置的变化下减少外倾角的改变。

为了使上方的Y型叉骨更短，短叉骨本身形成一个较与下方长叉骨更为紧凑的弧形作为连接。这样在赛车过弯时，叉骨提拉轮胎上方来减少在弯道里轮胎外倾角本身的改变。

车队专注于将上方Y型叉骨较于下方叉骨成比例缩短来迎合无龙骨设计。那么如果下方叉骨移向外侧，上方的叉骨也要移动同样的距离。所以Ferrari在上方叉骨与底盘连接的地方加入了一段金属作为延伸。这多少与横向龙骨相似，这说明了Ferrari在缩短上方Y型叉骨来保持前轮外倾角的同时，也能够获得一些空气动力。”

Double Wishbone有三种类型：

1. 上下两个悬臂长度一样，互相平行
2. 上下两个悬臂长度不同，互相平行
3. <!--[if !supportLists]-->上下两个悬臂长度相同，不平行

三种类型各有特点，调校还要结合赛车整体以及赛道结构。所以有时候不能单方面否定某一类型的优势。

我用计算机软件简单的模拟了三种类型在On Bump（一侧轮胎在路肩）以及Rolling（横向车体非水平状态）状态下的运动特征。

快速说明一下模拟的理论前提：从车正前方看，上悬臂看成link2，轮子是link3，下悬臂是link4，车体是ground link – link 1，也就是说一个x-y平面坐标系就建立在车体link1上。Y轴实际上表示轮胎横向移动的距离。这样就形成了一个4-bar mechanism，如下图。

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1.  Equal length & Parallel

Case 1: On Bump

左边的图可以说是轮胎压在路肩上的情况，中间是正常行驶时悬挂的样子，右图为轮胎压进凹坑。模拟了转角从60度（右图）到120度（左图）中的变化。为了在下文阐述各种悬挂的不同，我又模拟0到180度的运动轨迹（当然实际情况下是不可能的）：

很明显，轨迹是个半圆，因为4-bar形成的图形为矩形（平行四边形）。

<!--[if !vml]--><!--[endif]-->回到60-120度的夸张模拟中，根据轮胎在悬臂各角度变化下相应的Y值（实际轮胎的横向偏移量）：

上图单位毫米。

图中显示，最高与最低值相差26毫米，而且曲线左、右相对于中心对称。也就是轮胎移动到最高和最低点时，横向位移一样。数据可以验证这一点，显示如下：

这里也包含了一些初始数据。

结论：

轮胎抓地面的横向移动：轮胎在上下震荡的过程中，轮胎与地面接触面会横向改变26毫米之多。当然，这里需要强调的是，模拟是为了得出结论，所以角度浮动范围设定得比实际要广得多，这样对比起来比较明显。

外倾角：（Camber Angle）没有改变。因为平行四边形的缘故，link1 (车体)保持竖直，那么4-bar的另一侧，轮胎也将保持竖直。

Case 2: Rolling

很明显，两悬臂平行且相等的缘故，车轮偏角(Camber Angle)和车体偏角相同。从前文图中运动轨迹可以判断出左右两轮与地面的接触面平移距离相同，方向相反（绿点表示原始的轮胎滚动轨迹，红点为改变了的轮胎滚动轨迹）。

待续