风洞实验室之F1赛车风洞介绍

在F1赛车研发过程中，经常在风洞实验室进行测试。空气动力学的测试，更能反映各车队在空气动力学调校方面的技术水平。本文主要介绍F1赛车风洞。

与乘用车不同，相对于气动阻力，F1赛车更加注重考虑高速下的气动升力，因此，F1赛车的空气动力学性能必须妥善权衡下压力与气动阻力之间的关系。近年来受限于赛事规则和车队运行经费，相对于计算机仿真和赛道路试，F1赛车空气动力学研究的大部分资金和精力都花在比例模型的风洞试验中。

一、F1赛事空气动力学测试规则

若干年前，国际汽联还允许F1赛车在全尺寸风洞或特制的赛道上进行空气动力学测试，测试时间也没有任何限制。在此期间拥有风洞的车队一般24小时都在进行着风洞测试，且风速高达350km/h。甚至某些车队有两座以上风洞和专用的测试赛道，如当时的丰田汽车在欧洲就有2座专用的赛车风洞。

但是由于风洞测试成本过高，除法拉利等土豪车队外，多数车队并没有能力担负高昂的测试成本，这导致每年有足够资金开展风洞测试的大车队的平均圈速可以比小车队快3-4秒，使得比赛的观赏性下降，因此在2007年国际汽联首次针对赛车的风洞测试修改了赛事规则，全尺寸风洞测试被完全禁止。

二、F1赛车风洞

目前大多数F1车队都有其自己专用的F1赛车风洞，每个赛车风洞的造价在六千万至一亿美元之间。相比乘用车风洞，F1赛车风洞有一些特别的地方。

与乘用车风洞相同的是，F1赛车风洞一般也是回流式风洞，安装有边界层抽吸系统、移动路面系统、测力天平、流场显示设备、测压设备等。

与乘用车风洞Z常见的五带式地面模拟系统不同的是，F1赛车风洞的地面模拟多为单带系统（某些风洞采用三带系统），这是因为F1赛车更加注重地面边界层带来的影响。

三、风洞测试模型

F1赛车的风洞测试模型一般使用树脂、碳纤维、航空铝材等材料制成，其对细节的模拟程度很高，比如轮胎、刹车盘、翼片的形状和安装角度等。

由于F1赛车采用开放式驾驶室，赛车行驶过程中赛车手头部和部分肩部是外露在气流中，因此，相对于乘用车风洞测试模型，F1赛车风洞测试模型还需要安装赛车手头部模型，以更好的获得实际赛车气动特性。

此外在F1赛车风洞测试过程中，轮胎一般不会与实际赛车行驶时一样紧紧的贴合在路面上，这将无法精确模拟轮胎变形对赛车气动特性的影响，在一定程度上带来了测量误差。

在F1赛场内，由于车队运营成本和技术差距等原因，虽然完全禁止F1风洞测试的呼声有愈演愈烈的趋势，但仍然不能阻止某车队继续升级、扩建、甚至重建其F1赛车专用风洞，可见，风洞实验在F1赛车研发中的地位。