赛道和环境温度如何影响F1赛车的竞争力

围场里的那些车事 2024-12-19 04:27:39

除了拉塞尔因为维斯塔潘和诺里斯之间的碰撞而在奥地利幸运的获得了分站赛冠军之外,布拉克利车队在2024赛季所获得的其他三场胜利均是来自赛道温度较低的分站赛,比如银石、斯帕和拉斯维加斯,这揭示了他们必须在某些特定条件下获胜的规律。

如图所示,我们对全年24场分站赛的赛道温度与获胜者之间建立了某种函数关系,从图中可以看出,梅赛德斯在赛道温度低于20度的情况下获胜概率更高,而红牛、法拉利和迈凯伦分别是在赛道温度高于22度、24.4度和26.5度的情况下有更好的表现,那么到底是什么原因导致不同赛车对于最佳温度的要求是不同的呢?接下来就让我们一起来探索其背后的原因是什么:

首先F1轮胎是否提供最大化的性能表现在于轮胎和赛道表面摩擦的机制,主要表现为轮胎的不对称形变和弹性粘力以及轮胎的退化速度。

其次,为了从轮胎中获得最大的抓地力性能,就必须在将它设定在特定的温度窗口内运行更长的时间,如果太冷,轮胎就容易出现颗粒化,如果太热,又会导致磨损得过快。

而在影响轮胎温度的诸多因素中,赛道温度最为关键,因为轮胎是赛车身上唯一与地面接触的部件,因此赛道与轮胎之间的热传导也是最直接最快的,赛道温度过低会导致轮胎升温过慢,而赛道温度过高就会导致轮胎升温过快而超出工作窗口的上限,所以相对于轮胎的最佳工作窗口,赛道温度同样也存在一个对应的窗口。

对于梅赛德斯而言为什么在四大车队中,他们总是能从较低的赛道温度中获利呢?首先W15是一辆天生转向过度的赛车,前部更多的下压力使得前轮的升温总是比其他车队更快,但在长距离方面,较低的赛道温度有助于延缓前轮的升温速度并将轮胎保持在最佳温度窗口中更长时间,同时赛道温度较低又有效延缓了后轮的过热,这就是他们在拉斯维加斯所向披靡的根本原因。相反,法拉利SF24是天生转向不足的赛车,因此过低的赛道温度严重迟滞了前轮的升温,两位法拉利车手就必须采用额外的驾驶方式来使前轮升温,比如在过弯时走更大半径的赛车线以增加轮胎承受侧向G力的作用时间等等,这样一来势必会对圈速造成影响,而梅赛德斯就不需要。

除了赛道温度对轮胎的影响,另一个对赛车性能造成影响的因素是动力单元的散热效率,相比之下,在寒冷的环境下更有利于梅赛德斯引擎发挥性能优势,相较而言,法拉利和本田引擎在温度较低情况下的性能损失会更多。但这也是相对的,比如迈凯伦就是个例外,比如他们在环境温度较高的匈牙利和新加坡就展示了高人一定的竞争力,这或许与这两条赛道不那么依赖引擎功率有关。

另一方面,环境温度的高低也会影响到空气动力学产生影响,众所周知,环境温度高,则空气密度相对较低,这会让施加在空力套件上的作用力相对较小,这也是迈凯伦为何在温度较高赛道上表现优异的原因之一,因为在同等条件下,迈凯伦赛车的下压力损失最小。相同道理,他们在寒冷的赛道上因为更大的空气密度总会受到更大阻力的掣肘,比如拉斯维加斯。

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