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西兔生活网 › 欧洲华人圈 › 西班牙华人圈 › 简评F1 侧箱设计趋势 05/26/2022
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[问答] 简评F1 侧箱设计趋势 05/26/2022

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小胖MM 发表于 2022-6-2 00:46:45 | 只看该作者 打印 上一主题 下一主题
 
前言

半年前，我写了一系列关于新赛车设计的前瞻预测文章。在关于上部车体/侧箱设计的部分，我给出了以下的预测：首先，下洗气流侧箱（downwash flow)和深下切侧箱(undercut flow)这两种设计思路将会成为主流；其次，我根据车队们将散热系统靠中线布置的趋势，判断“减小侧箱正面投影面积”会是车队们追求的目标之一。

简评F1 侧箱设计趋势 05/26/2022 第1张图片

Downwash 下洗气流侧箱

简评F1 侧箱设计趋势 05/26/2022 第2张图片

Undercut 下切气流侧箱

现在回头去看那篇文章，我的预测与现实相差了至少十万八千里。于是，我捂着被打疼了的脸颊，腆着脸继续聊聊我们目前所见的侧箱设计趋势。
赛季初

新赛车陆陆续续亮相那会儿，我的前瞻预测似乎蒙中了八九不离十。十款不同的赛车，按侧箱的尺寸可以分为“宽侧箱”与“窄侧箱”；采用“宽侧箱”的七辆赛车又可以按照下切和下洗的程度进行细分。设计师/工程师们并没有如人们所担心的那样，被更严苛的气动规则限制了创造力，他们在侧箱设计上可谓是各显神通。

简评F1 侧箱设计趋势 05/26/2022 第3张图片

宽侧箱 VS 窄侧箱

简评F1 侧箱设计趋势 05/26/2022 第4张图片

纵轴：下切程度；横轴：下洗程度

截止巴塞罗那站

时间来到赛季第一个重要的升级节点，我们已经可以总结出一些侧箱设计的趋势了。
迈凯伦

首先，原本属于“窄侧箱”的迈凯伦选择加入“宽侧箱”阵营。迈凯伦在不对地板做出改动，不修改内部散热气流通道的情况下，增大了侧箱的尺寸。新侧箱的侧面变得宽阔平整，上表面则有一个明显的下洗气流“通道”（这两点将在本文中反复出现）。可能有人会觉得，迈凯伦的升级太“half-assed”了，新侧箱的尺寸还不够“宽”。我认为迈凯伦的意图已经非常明显了，之所以没有一步到位转变设计，还是受到预算帽的限制，他们事实上已经放弃了赛季初的“窄侧箱”设计思路。

简评F1 侧箱设计趋势 05/26/2022 第5张图片

上 旧侧箱；下 新侧箱

简评F1 侧箱设计趋势 05/26/2022 第6张图片

简评F1 侧箱设计趋势 05/26/2022 第7张图片

红色箭头所指的是内部散热气流的通道

阿尔法罗密欧

阿罗从伊莫拉站开始，连续三站比赛带来了侧箱升级：阿罗的新侧箱放弃了赛季初的“深下切”，侧箱底部与地板连接处被向外推，特别是侧箱的尾端；侧箱变得更厚，侧面更加宽阔平整；侧箱上表面的曲面貌似变化不大，阿罗只升级了上表面的散热鲨鱼鳃。

简评F1 侧箱设计趋势 05/26/2022 第8张图片

上 新侧箱；下 旧侧箱

简评F1 侧箱设计趋势 05/26/2022 第9张图片

简评F1 侧箱设计趋势 05/26/2022 第10张图片

上 新侧箱；下 旧侧箱

简评F1 侧箱设计趋势 05/26/2022 第11张图片

这个角度看，侧箱尾端的下切非常小了

简评F1 侧箱设计趋势 05/26/2022 第12张图片
Alpine

Alpine加高了侧箱的侧面，为侧箱上表面的下洗气流隔绝了外侧气流，和法拉利的澡盆/意面碗侧箱有点儿异曲同工的意思。

简评F1 侧箱设计趋势 05/26/2022 第13张图片

赛季初的侧箱

简评F1 侧箱设计趋势 05/26/2022 第14张图片

最新版的侧箱

简评F1 侧箱设计趋势 05/26/2022 第15张图片

被加高的部分在侧箱尾端

如果算上变身成绿牛的马丁AMR22，那么“宽侧箱”阵营目前是下图这个样子的，总结如下：

  • 深下切侧箱已经被抛弃了。阿罗和红牛/绿牛/小牛的赛车把地板前部露出来，但那不算下切，他们的侧箱在尾部与地板连接处都做得尽可能的宽（原因后面会细说）。
  • 侧箱上表面气流的下洗程度没有开始趋同，在下图横轴的左边，我们有轻微下洗的“法拉利阵营”，靠横轴右边的“红牛系‘和Alpine则将上表面气流下洗至地板处。需要指出的是，即使如”红牛系“的侧箱，也利用了规则允许的全部长度完成下洗。这与过去几个赛季常见的”窄侧箱“的下洗完全不一样，属于比较”平和“的下洗气流设计。

简评F1 侧箱设计趋势 05/26/2022 第16张图片

三头牛的在图中的位置应该是重叠的，在小牛的位置

趋势分析

在写前瞻分析的时候，我的思路是“如何让更多的气流流到梁翼和扩散器上表面”。思路本身并没什么问题，但是，我被经验误导，犯了想当然的错误。F1 2017-2022赛季的气动设计，尤其是侧箱的设计是一种完全不同的meta。这段期间，侧箱前的bargeboard 的复杂程度和重要性发展到了一个前所未有的程度，流过侧箱的是被各种涡流发生器和转向叶片精心处理过的气流。这些客观条件，在本赛季都不复存在了。

简评F1 侧箱设计趋势 05/26/2022 第17张图片

过去几个赛季的侧箱设计，很大程度上被bargeboard影响。bargeboard设计出问题，那么侧箱甚至车尾的气动都会出问题（比如，19和20赛季的威廉姆斯）

Why 宽侧箱？

首先，前轮扰流对于气动效能的干扰比想象中的要大，大到需要用宽车体进行物理隔绝。特别是轮胎离地面较高处产生的“拱状涡流（Arch Shaped Vortex）”，仅仅用侧箱正面弹开应该是不够的；同理，过去那种依靠地板侧边卷起的涡流隔绝前轮扰流的方法，貌似也不管用了。

简评F1 侧箱设计趋势 05/26/2022 第18张图片

简评F1 侧箱设计趋势 05/26/2022 第19张图片

CFD仅供参考，不反映真实的流体结构｜credit: KYLE.ENGINEER

简评F1 侧箱设计趋势 05/26/2022 第20张图片

CFD仅供参考，不反映真实的流体结构｜credit: KYLE.ENGINEER

简评F1 侧箱设计趋势 05/26/2022 第21张图片

可以从水雾看到从地板边缘卷起的涡流

简评F1 侧箱设计趋势 05/26/2022 第22张图片

轮胎扰流可视化

简评F1 侧箱设计趋势 05/26/2022 第23张图片

轮胎扰流可视化

简评F1 侧箱设计趋势 05/26/2022 第24张图片

可以看到前轮扰流与车体互相影响

其次，我在收集资料的时候看到了另一种解读。所有的宽侧箱，强下洗或弱下洗，都在地板扩散器的kickline处利用了最大宽度。地板扩散器kickline是地板负压最强的区域，此处的宽侧箱能提高车体的结构强度，对于减重和缓解地板形变带来的海豚跳有帮助。

简评F1 侧箱设计趋势 05/26/2022 第25张图片

这个角度对侧箱的宽度有更直观的感受

Why NOT 深下切侧箱？

我觉得原因和选择宽侧箱类似：首先，也是因为车体侧面的气流“不太干净”；其次，深下切意味着更大面积的地板暴露出来，而没有车体的支撑，就需要给地板“加料”才能维持结构强度，导致超重。
具体怎么处理流过侧箱的侧面气流，不同车队的策略还是有区别的。Alpine和红牛系的赛车，貌似倾向于将侧面气流引向扩散器侧挡板和后轮刹车挡板（Rear Brake Duct Fence)的区域；法拉利系赛车的侧箱允许一部分侧面气流流向扩散器上表面，甚至梁翼。

简评F1 侧箱设计趋势 05/26/2022 第26张图片

简评F1 侧箱设计趋势 05/26/2022 第27张图片

简评F1 侧箱设计趋势 05/26/2022 第28张图片

简评F1 侧箱设计趋势 05/26/2022 第29张图片

简评F1 侧箱设计趋势 05/26/2022 第30张图片

对比一下梅奔，看看这露出来的地板上表面大多少。

小结

总而言之，宽侧箱的设计思路将流过侧箱的气流分为“上表面气流”和“侧面气流”：上表面气流比较干净，作用于梁翼和尾翼可以高效地提升下压力；侧面气流混合了前轮产生扰流，其距离车身中线越远越好；更进一步，两者之间最好互不干扰。

简评F1 侧箱设计趋势 05/26/2022 第31张图片

红箭头代表“上表面气流”；蓝箭头代表“侧面气流”

梅奔和威廉姆斯应该会坚守窄侧箱到赛季结束：威廉姆斯是因为穷，不愿意折腾；梅奔是因为八届制造商冠军的骄傲，拉不下面子。
关于下一阶段的研发，我觉得类似法拉利的澡盆/意面碗，或L形/U形侧箱，应该会被更多车队采用。

简评F1 侧箱设计趋势 05/26/2022 第32张图片

Bathtub or Pasta Bowl

简评F1 侧箱设计趋势 05/26/2022 第33张图片

简评F1 侧箱设计趋势 05/26/2022 第34张图片

简评F1 侧箱设计趋势 05/26/2022 第35张图片

简评F1 侧箱设计趋势 05/26/2022 第36张图片


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沙发
shenhuiping1 发表于 2022-6-2 00:47:38 | 只看该作者
 
bargeboard是破风板？
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板凳
河柳树 发表于 2022-6-2 00:48:26 | 只看该作者
 
确实
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地板
狂笑的刺客44 发表于 2022-6-2 00:49:22 | 只看该作者
 
我突然想起来冬测的时候威廉姆斯不是在侧箱上开了一个口子把气流再导出去嘛，那么既然规则上允许开口，会不会有车队用类似mp4-26的侧箱 但是在侧箱内部再吧内外分成两部分 然后内侧(比如L型的横向部分)用来布置散热通道和水箱 外侧部分在侧箱内部安装导风板将轮胎传来的乱流进行梳理后从侧箱后部再开一个大口子或者鲨鱼腮将疏导后的气流再排出去？就是不知道这样规则允不允许
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5#
无事0305 发表于 2022-6-2 00:50:04 | 只看该作者
 
要最后几张算澡盆的话。。F399也许也算？。。
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6#
就你了鑫 发表于 2022-6-2 00:50:31 | 只看该作者
 
洗手池 by TOTO[惊喜]
话说，F399绝对是你的本命，我记得你不是第一次提到那台车子。
法拉利这次绝对是吃老本沾光了，看看二十年前的赛车，都有那么点儿F1-75的意思。这就叫底蕴
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7#
ycqflying2008 发表于 2022-6-2 00:50:57 | 只看该作者
 
因为遗憾嘛，当年如果舒马赫不断腿这车可能就是冠军车了
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8#
韵玉儿 发表于 2022-6-2 00:51:07 | 只看该作者
 
之前忘了回复了。现在看来，梅奔和威廉姆斯的车太难调教了，一场能用，换一场就不能用了。比如同样是阿尔本，在墨尔本是保胎大师，在加泰罗尼亚就“轮胎撑不过暖胎圈”。梅奔则是，西班牙不跳了，去到摩纳哥继续跳。这俩早晚也要换设计（我猜）
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9#
aa3312415 发表于 2022-6-2 00:52:02 | 只看该作者
 
对，我用英文的词，一般就是我不知道中文翻译是啥。“破风板”。。。学到了。多谢🙏
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10#
beingbetterme 发表于 2022-6-2 00:52:44 | 只看该作者
 
早晚，估摸着下个赛季会吧。摩纳哥跳似乎不是海豚跳的问题，从车手视角来看都挺跳的，不知道和摩纳哥街道有没有关系。不过换设计那梅奔基本就推到重来了。。。
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