F1赛车经过哪几个阶段的发展历程??

F1赛车经过哪几个阶段的发展历程??,第1张

  第二次世界大战后的50年代,百废俱兴,在摆脱战争的阴霾后,人类天生的不断挑战自我、挑战极限的创造性精神又开始闪耀火花——许多新事物、新思想、新理论纷纷在这个年代面世。其中,人类追求地面物理速度和操控极限的F1赛车世界锦标赛和开启计算机时代纪元的集成电路都不约而同选择这个年代开启历史征程。

  所谓F1即Formula One的缩写,是指对赛车汽缸容量等指标在一个共同的方程式限制下进行的比赛,想要单纯靠加大发动机排量、减轻车身重量等手段在F1赛场是行不通的,所以F1在当时是公认对赛车工程技术、设计手段、财力以及人类驾驶技巧和勇气的极端考验。尽管在1950年的国际汽联在英国的银石赛道举办的F1世界锦标赛算不上是第一个采用Formula One限制的比赛,但她作为首个世界范围内包含6个欧洲大奖赛的Formula One规则比赛,开启了一级方程式(Formula One)的新纪元,所以从现代F1历史上都把1950年的F1世界锦标赛视为现代F1 赛事的开端。

  早期的F1大奖赛延续1947 FIA制订的规则,搭载45L非涡轮增压或15L涡轮增压发动机,到了1954年采用了最大排量为25L非增压发动机或最大排量075L的增压发动机的新规则。由于对于发动机限制愈加苛刻,F1赛车性能提升也非常快,车厂们也开始注意通过其它方式提升赛车的性能、操控性和安全性,1954年梅塞德斯首次在F1赛车上引入了流线型车身设计,减少赛车的风阻;1956年Vanwall则首次在F1赛车上安装了碟式刹车改善了赛车的制动能力;而1959年Cooper-Climax赛车首先采用了后置发动机的设计,是F1历史上的一次技术革命。

  进入60年代,F1的规则又进行了修改,最终确定为1500cc带有压缩装置或者3000cc无压缩引擎,最小重量500公斤的限制指标。赛车各种技术改进也是络绎不绝。1962年许多新技术引入到了F1赛车,更轻的单体结构车架、赛车前部空气动力学投影面积缩减、燃油喷射、以及直径更小的方向盘等,同时也催生了新的赛车王者,60年代的F1赛场被最初的几年被Lotus25统治。

  1965年BRM车队启用的首部四轮驱动赛车,使用了Honda的12缸发动机,轮胎也变得更为宽阔低矮。JClark驾驶着她所向披靡,赢得了本年度七站中的六站冠军,不过因为66年方程式改革,所以该车实际只在F1跑道上出现了一年。

  1968年是F1发展历程中不可磨灭的一年,空气动力翼和扰流板被首次引入了F1赛车,即赛车的空气动力学设计也成为一门学问,不过由于早期的缺乏空气动力学计算理论,在60年代末由于风翼撕裂还引发过一些事故,大家在一起讨论限制风翼的尺寸、结构以及离地间距。同时在六十年代末,Lotus, Matra 以及McLaren都开始恢复了对四驱赛车的实验,因为权衡四驱带来的好处和增重、复杂性后,大家都放弃了开发。

  和F1传承汽车工业近半世纪的发展相比,50年代末集成电路的发明也同样吸取着前人的研究遗产,在在此期间,半导体产业在探索中前进。1959年在前人发明晶体管并开始大量商用的基础上,晶体管发明人肖克利的弟子诺伊斯和同门师兄基尔比发明的集成电路冥冥中已经开启了半导体产业的新纪元。同时,作为更具商业价值的平面工艺集成电路的发明人诺伊斯,让半导体产业一举从“发明时代”步入“商用时代”,冥冥中一家足以改变世界产业格局的半导体企业已经在诺伊斯憧憬形成,人们已经嗅到了日后处理器巨人Intel种子萌动的气息。在近十年后的1968年,格鲁夫、诺伊斯和摩尔共同创建了Intel公司,只不过公司当时的主营业务是半导体存储器,而日后开创微处理器产业还是进入70年代以后的事情。

  在50—60年代,计算机从电子管时代进入晶体管时代,微处理器还未面世,晶体管计算机和超级计算机造价高昂,美国国防部、宇航局和人口调查机构才是能当时主要消费者,汽车工业并不知道这些用电的计算机能为自己带来什么益处,此时F1赛车的设计和改进主要是依靠人工设计,更依赖于设计师的经验和能力,不过历史的轨迹已经注定这两项伟大的事业会在未来碰撞出惊人的推动力!

  1971年11月,Intel推出MCS-4微型计算机系统(包括4001 ROM芯片、4002 RAM芯片、4003移位寄存器芯片和4004微处理器),其中4004(上图)包含2300个晶体管,尺寸规格为3mm×4mm,计算性能远远超过当年的ENIAC,最初售价为200美元。1972年4月,霍夫等人开发出第一个8位微处理器Intel 8008。由于8008采用的是P沟道MOS微处理器,因此仍属第一代微处理器。

  F1的80年代是一个空前的伟大车手云集年代,包括了巴西人Nelson Pequet,Ayrton Senna,法国人Alain Prost和Briton Nigel Mansell。他们之间展开了最激烈的争夺。比赛精彩不断。

  车队方面,由Prost和Senna驾驶的Mclaren赛车赢得了80年代里的5个车手总冠军和4个车队总冠军。特别是1988年,也是Senna的第一个车手总冠军年里,Mclaren惊异地赢得了16个分站赛中15个冠军!Ferrari车队赢得了1988年的Monza大奖赛的胜利。

  但赛车技术的竞争从未停止,1981 FIA决定禁止大包围结构,于是导入了车底离地距离不能小于60mm的规定。但是Brabham工程师们很快就找到了对策,发明了一种计算机控制的液压悬挂系统,能够在高速时降低离地间隙,但是在停车或者慢行时又恢复了高度。然后基本上所有车队都采用了这样的方法,这也是计算机作为直接部件首次进入到F1赛车内部。同年,Lotus 88这款双龙骨底盘设计赛车的出现。

  1985

  这个赛季我们同样带来一些技术革新,新的规则产生了地盘前端碰撞试验,新位置的尾翼设计。同时FISA禁止了冰冻固体的燃料和行进间加油,完善了220升油箱限制。于是个个车队只能通过电子化控制手段来控制油耗,降低涡轮增压得压力级别调整燃料混合状态等。在安全和比赛精彩的双重要求下,一项重要的革新被采用,就是自动测量纪录系统,可以纪录赛手的操作过程。

  1987

  在这一年出现的Brabham-BMW BT55 是一部代表未来趋势的赛车,具有更为低矮和修长的车身,发动机倾斜安装,同时还使用了一个特别的变速箱,这些设计经验都被后来著名的无敌赛车 McLaren 1988继承。

  主动式悬挂(1987)

  在1987年一项伟大的革新被Lotus引入,就是一年四季都适用的主动悬挂系统,紧接着Williams也发布了自己的主动悬挂系统,大大提高了赛车的适应性。

  1988

  1988年F1的规则再次更改,涡轮增压发动机的增压被降低到2,5 bar, 大家都认为这样的指标有利于自然进气和涡轮增压发动机的公平竞争,但没人聊到McLaren 和Honda 创造出一台功率和消耗完美的新型号,也就是McLaren 1988,当时唯一有抵抗能力的也只有新款的March 881,使用了高前机鼻和优异的空气动力学车体设计。

  现代F1赛车的设计过程,经过试运行的零件以及经过验证的某些设想会像拼图一样一步一步地被添加到电脑模拟中。通过计算机辅助设计软件(CAD)人们可以进一步进行调整。经过高精度的计算,人们可以运用特殊的软件描绘出新软件以及新款赛车的精确3D图像。 其它的一些软件系统譬如电脑模拟流体动力学软件(CFD)就可以模拟出赛车在风洞中的表现以及不同环境下各种不同因素对赛车的影响。在一个赛季中,本赛季的成绩和数据会作为设计来年新车的参照物。如果某个零件的整体设计已经完成并且在样车上进行过测试,那么这样的信息就会反馈到计算机辅助制造(CAM)软件当中。在CAM软件的帮助下,几乎所有零件都全采用自动化加工的成品。

  在研发制造的同时,对于赛车测试,数据收集也是必须的,如今几乎每一部F1赛车上都装备了先进的数据采集系统,在三百多公里时速下将所有运动中发生的数据发射到车库,再用无线发射到车队的总部分析,然后结果反馈到赛车上,调整车况,赛车就像一部极速无线发射接收机计算机。

  同时,各个车队的技术分部也不约而同地将全年的工作中也分为三个部门:一个部门专门负责正在参赛的赛车,一个部门负责改进现有的赛车,另外一个部门则负责开发下个赛季的新款赛车。最佳的切入时机一般都是在赛季刚刚结束的时候。此时人们通常会逐步在旧款赛车上做一些小改动,这样原赛车的稳定性不会发生太大的变化。经历了试运行和风洞检测之后,新赛季开赛前的两个月是新款赛车的最佳测试期。这期间整个车队的目标就是在保持新款赛车的稳定性的同时让它跑得更快。在新赛季揭幕之前的那一刻,车队的设计师们就开始酝酿来年的新车设计思路了。F1也就这样年复一年地重复着技术的革新。而在背后起到关键支撑作用的,就是现在强大的计算机能力,它们能保证24小时,365天不间断的实时分析数据、验证新的创意,可以肯定的是每一个车队背后都会有一个非常POWER的计算机集群支持!

在2022f1英国大奖赛上,中国车手周冠宇卷入了一起非常严重的事故,幸运的是性命无碍,而在此次事件中,HALO系统起到了很重要作用,那么,Halo系统究竟是什么?如何保护车手安全的?下面小编就带来介绍。

HALO系统如何保护车手安全

在正在进行的2022f1英国大奖赛上,中国车手周冠宇在发车圈卷入了一起非常严重的事故,被撞翻的赛车高速冲出赛道,直至撞到护墙才停了下来。受伤的周冠宇已经被送到医疗中心,目前F1官方给出的消息是:周冠宇目前意识清醒,正在赛会医疗中心接受相关评估。而在这起事故中,HALO系统又“立功”了,那么起到关键保护作用的HALO系统又是如何工作的呢。

这个HALO是由直径为50毫米的钛合金制成,三个支点分别被焊接在座舱的正前方和左右侧的后方,尽管HALO的重量只有约7公斤,但是能够承受住15倍车身重量的负荷,也就是约12吨。用F1官方的话来说,就是一台双层巴士压上去也没事。在2017年的测试中,将一个重20千克的轮胎以225千米的时速撞上HALO,HALO环也没有发生任何形变,模型人也保持完整。

从2017年在各车队测试开始,有很多车队和车手并不喜欢HALO:影响视线、影响空气动力学、增加重量等等各种理由。可当真正体验之后,他们也都发现了HALO系统真的能保命——说不怕死都是假的,人没事才能拿世界冠军啊!

这一次周冠宇的事故,再次体现出了HALO的重要性——强度足够,耐压还耐磨:HALO可以说起到了第二个防滚架的作用。T架和进气口已经被高速的摩擦完全磨没掉了,但钛合金的HALO撑住了,尽管一路火花带闪电地磨了过去,却依然坚挺,并在最后阶段翻滚过轮胎墙和砸上防护网的时候,为周冠宇带来了关键的安全空间。

Halo系统究竟是什么

Halo系统是在以方程式赛车为主的开轮赛事中,为车手提供头部保护的系统,能够保护车手免受飞行杂物的伤害,而且一旦发生碰撞后,能保证车手头部不受撞击物伤害。因为它的长相,很多车迷将之戏称为“人字拖”。

测试表明,车辆碰撞时,该系统能够承受数十倍车辆本身质量的静态负荷,保护驾驶员头部免受飞行杂物或撞击物的伤害。

Halo科技含量十足、造价不菲,起步价在15000欧元(约合人民币10万元),曾经饱受质疑和反对,车迷们表示该系统外观不佳同时会导致驾驶舱不再完全开放,看起来完全脱离了方程式赛车原有的模样。除了外界的质疑,F1赛车手们也不看好这个被加装在赛车上的“怪异”装置,其导致赛车增重、部分上坡路段遮挡视线的缺点饱受诟病,据说在当赛季开始前的策略小组会议中,十支车队中有九支都对使用Halo系统投下了反对票。

不过,后续多起严重事故中车手得以幸存的事实,逐步验证了Halo系统的有效性,“屡立奇功”的Halo逐渐赢得了F1赛事参与者以及观众们的支持和肯定。

过弯速度取决于车子在不打滑情况下所能承受的最大横向力,也就行离心力。这个力大部分由轮胎抓地力提供。轮胎的话没什么好选择的,最多就是较软的轮胎抓地力更大。轮胎抓地力又和下压力有关,所以增大下压力就是增加过弯速度最直接方法。在不增重车体的情况下增大下压力可以通过改变车体外形来实现,比如使用大角度的鼻翼和尾翼。不过这样做会在告诉情况下产生过多的下压力,使赛车的极速受到影响。悬挂的话影响不是太明显,不过悬挂在一定范围内软一点的悬挂可以使过弯速度增大,但极速降低,这个影响一般在高级别比赛,比如F1,才会有明显的体现。转向的话根据车手驾驶特点和赛道特点调试,只是差速器调节需要注意,一般在高速赛道上,差速器稍微偏紧,低速多弯赛道偏松。但也不是绝对的,这个得看实际情况。车架一般弹性车架比刚性车架过弯速度更快,不过这个影响不大。

总之影响赛车过弯速度的因素很多,最主要的还是下压力,当然,这是在引擎动力达到一定高度之后的情况。要是引擎动力都不足以让赛车在过弯的时候打滑,那再高的下压力也没用。

大学生方程式的话无论从赛车的引擎、轮胎、底盘各方面都不是高级别赛事,各方面因素限制了赛车的改进,基本不会出现像2013年F1红牛车队那样单凭一个高效的空气动力就可以在弯道里面称霸的现象。所以与其花大力气只为了提高弯内速度,还不如把重点放在提高车手素质和赛车出弯、入弯速度上面,要知道入弯和出弯的优势比弯内优势带来的效益更明显

这是一台看起来极其低调的宝马。

当你按下启动按键,静谧无声的环境像极了凌晨四点钟的市中心,安静至极。仪表盘上出现的不是指针飞扬的转速表和车速表,而是代表着科技与环保理念的蓝色,中间顺便夹杂着一些很难让你看懂的行驶数据。

坐在后排,舒缓的靠背角度、刚好支撑到膝盖下端的坐垫能让你在春日的暖阳下昏昏欲睡。目光所及之处,代表着优雅和古典的木纹面板,深邃的深棕色真皮材质遍布了乘客舱80%以上的区域,就连前卫且新潮的氛围灯都在这种环境的映衬下显得温馨而又柔和。

放下中央扶手的那一刻你会在想,如果现在车里多一杯红枣泡枸杞,这个午后将会多么美好。

你可以很轻易地想象它的车主是什么样子。或许是事业有成日理万机的商业精英,或许是崇尚科技的IT人士,或许是内心佛系、珍视健康的退休大爷……

然而,社会设定和自我设定往往拥有很大的偏差。就像我们不会猜测,3成以上的斯巴鲁车主都像葛优大爷一样,既成熟又大方,和拉力赛场上“嗷嗷叫”的WRX没有半点关联。我们更不会想到,丰田C-HR和奕泽的用户并不乏50岁以上的中老年朋友,他们买车的主要原因就是因为这些家伙“看着年轻”。

同样令我意想不到的,就是上午开着3系带我们赛道狂飙的80后赛车手,是一台530Le的车主。

我清晰记得听到这个消息后,自己曾经有多么吃惊。作为一名年轻赛车手兼驾控教练,强劲的动力以及超高的驾驶乐趣理应是驾驶的刚需,即便想要一台5系作为代步车,也应该是汽油版的530Li或者大把存在于二手车市场的540i。依靠混动系统工作的“5系新能源”,怎么可能是赛车手的最爱?

事实就是这样,简单的体验过后,莫说驾控教练,就连我,一个车辆工程专业的工科生,也毫不迟疑地迷恋上了这台530Le的驾驶席。

近百种驾驶模式,开530Le就像“拼乐高”

530Le给我们提供了超过10种拼装方式,据那位车主兼驾控教练介绍,至少有12种。

这三种模式各有专长,AUTO eDRIVE的特点在于根据工况和驾驶环境自行选择动力输出模式,包括充电、急加速、动能回收、辅助动力输出、纯电动和发动机驱动方式都能通过电脑判断自行切换,相当于数码相机的傻瓜模式,对车主而言省心又省力。

MAX eDRIVE可以认为是530Le的纯电模式,只要你不把油门踩到底,或者车速不超过80km/h,发动机就会一直处于停机状态,车辆完全依靠电动机来驱动。但万不得已的急加速工况下,发动机仍然会照常启动,给予车辆最大的驱动力。

BATTERY CONTROL就是我们俗称的电量保存模式,在行驶之前,你需要通过菜单栏设定电池的目标电量。比如设定在电量保留80%,车辆就会始终维持电池内的电量在80%的刻度线上,电量过多可以用来驱动车辆,达不到80%会自行充电。

将“3”和“4”组合之后,这套系统就更复杂了。在舒适、运动、经济每一种行驶风格的背后,你还可以对发动机、变速器、悬架、转向系统等不同的行驶单元进行分别设定。

譬如在舒适模式下,你可以将悬架设定到舒适,但是依旧维持标准的转向手感。同理,运动模式下,也可以单独调整发动机、变速器的工作逻辑,让悬架系统保持在舒适模式。如此算来,530Le的驾驶模式没有百种设定,至少也能创造出几十种不同风格。

当电车用,可行吗?

很长一段时间,我们都在致力于研究一个问题——购买插电混动车的人,到底怎么用车?

虽然调查结果五花八门,但在插电混动最具存在感的上海、广州地区,不少车主的使用方式都是出奇一致——把它当做纯电动车用。

上海、广州的楼宇结构尤其特殊,80%以上的写字楼和商务圈都是充电桩的密集区,致使很多车主在上班时间就能给车辆补充电能。如果家境再殷实一些,大部分充电行为都能在自己的固定车位中完成,省心又便宜。至于汽油机,大多是在周末郊游或者长途自驾的时候起到作用,平时的早晚高峰存在感极低。

530Le设计的初衷一定不是帮助消费者节省油费,但是,如果非要拿它当做电动车来用,可行!

高压电池采用了811镍钴锰三元锂离子高性能电芯,在不改变高压动力电池包形状、体积以及电芯数量的情况下,将电能总容量提升了37%,达到177千瓦·时,续航里程提升42%。

同时,电池包采用双模组中心冷媒冷却,可直接对核心区域进行降温。新的电池包增重仅65千克,所增加的重量几乎全部来自电池包内新增的安全材料和安全结构,以进一步优化电池的安全性能。

再加上BMW独有的eBOOST功能随时待命,无论何时,驾驶者深踩油门踏板就能体验到更加出色的运动性能。对于习惯了扮猪吃老虎的驾驶狂热爱好者来说,这种低调于无形的硬实力,自然更具内涵和魄力。

新车型配备BMW水滴形墙盒,38小时即可为BMW 5系插电式混合动力里程升级版完成0-100%充电。墙盒还具备多用户识别功能,可管理20个不同账户进行充电。只要你使用得当,充电问题完全不足为惧。

头条说:

看起来虚怀若谷,实际上内涵丰富,530Le不止具备了新能源车的环保理念,而且在跟随“大趋势”的同时把宝马车的驾控乐趣隐藏在每一个角落。

它启动没有声音,也不是个狂风怒吼的油老虎,但是在所有在售产品中,它是动力最强,驾驶模式最丰富的的长轴距5系。这个低调的性格,能让你永远坦然、隐晦地保持“闷骚”。

本文来源于汽车之家车家号作者,不代表汽车之家的观点立场。

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