两年前,国际汽联试图推动在2030年禁止风洞的规则,却遭到了几乎所有车队的反对,即便在CFD和人工智能技术日新月异的当下,风洞仍有不可替代的作用,因为并不是所有的软件仿真技术都可以完美复刻空气动力学特征,比如我们经常谈到的阻力、升力、横向G力和力矩、俯仰、偏航、滚动和空气动力学矩的变化、表面压力的分布以及车辆微观领域对赛车性能的影响。
然而国际汽联提出2030年这个日期不是偶然的,在碳平衡和环保意识的不断强化下,关闭能耗超大的风洞则成为了仅次于使用可持续燃料的发展诉求,现在所有F1运动的从业者都在思考,在这个时间节点关闭风洞真的可以让这项运动进入正确的发展轨道吗?
从能耗角度看,8小时的风洞测试大约需要消耗10,000千瓦时的电力,但在这8个小时内,仅仅能用于测试的时间只有15%到35%不等,原因很简单,因为当风洞运行时,隧道内的风速需要一个缓慢的加速过程,而真正可用于测试的风速必须达到15米每秒,其他时间其实都被浪费了,这就是每一支车队都必须建设和升级风洞的原因,只有这样,车队才可以拓宽真正用于测试的有效时间,而国际汽联针对每支车队测试时长的计算是从打开风洞的那一刹那开始计算的。据估计,一座风洞在全生命周期内的总投资、使用和维护成本将高达2亿美元,即便如此,F1车队依然对建设新风洞和升级趋之若鹜,因为他们知道那是加强赛车竞争力的来源之一。
国际汽联从2021年开始引入风洞及CFD时长限制后,每支车队会根据前半年的车队排名来确定风洞的使用额度,但车队并未因此减少或延缓对风洞的投资,与2021年之前相比,某些车队对于风洞的重视程度甚至变本加厉,比如迈凯伦、阿斯顿马丁都建造了新的风洞,在前年十月投入使用的迈凯伦风洞甚至成为了他们去年重夺车队冠军的关键,法拉利在去年夏休期间也对风洞进行了大规模的升级,之后他们在蒙扎和新加坡引入的升级确实让赛车的性能大为改观,相反,红牛所使用的风洞仍是冷战期间的产物,而且已经跟不上F1赛车的研发需求,这直接导致了风洞和赛道数据之间的偏差,基础设施的落后则成为了红牛帝国倾塌的最主要原因之一,而他们位于贝德福德的新风洞将于2026年才能完工。
自国际汽联引入赛道测试禁令以来,米尔顿凯恩斯车队一直都是虚拟模拟平台的忠实粉丝,但他们现在已经改口了,而且越来越意识到风洞的重要性。但霍纳认为计算机仿真技术要想彻底取代风洞还需要更长的时间,甚至会超过十年,这也是他们改变初衷重新回到建设新风洞的原因,除非他们心甘情愿愿意为了风洞而放弃十年的竞争。
相比之前红牛车队的一厢情愿,其他车队则更加务实,迈凯伦就是投资新风洞最早的获益者,而且不光是F1运动,在航空航天领域,各个国家对于风洞的投资更加彰显了它的重要性,根据“研究和市场”杂志的一项研究发现,2023年全球风洞市场估计约为31亿美元,而到了2030年,全球对风洞的投资将达到35亿美元,令国人惊喜的是中国政府对于风洞的投资甚至要占到全球份额的几乎40%,尤其是超音速风洞的增长趋势格外明显。
除了传统的功能外,现有风洞还在粒子成像技术、压敏涂料和自适应控制系统的加持下继续焕发着它的活力,它在各行各业的应用非但没有被CFD和人工智能技术取代,反而在各项研发中占据了主导地位。
尤其可见各行各业都在试图通过风洞测试来获得竞争优势,F1赛车运动只是一个缩影,至于说模拟仿真技术何时能取代风洞,至少现在我们还看不到这一天的来临。