F1車隊新賽季面臨的棘手問題!淺談新規則下“海豚跳效應”被放大

2022賽季即將開始,這幾天最令人矚目的就是正在西班牙巴塞羅那舉行的季前測試,表面上看起來各隊測試都還很順利(除了阿爾法-羅密歐以外),但其實大家都正面臨著地面效應賽車上非常常見的問題,那就是這兩天出現在搜尋榜單上的“Porpoising(海豚跳效應)”!

F1車隊新賽季面臨的棘手問題!淺談新規則下“海豚跳效應”被放大

所以到底“海豚跳效應”是什麼呢?簡單來說,這就是地面效應對整體空力套件造成的一連串連鎖效應,並造成整臺賽車像海豚般一再跳動。

當空力套件如車底的進氣口、前翼等製造下壓力的部件在進行高速移動時,他們會因為產生下壓力而被儘可能的推向地面。根據“

Venturi Effect

(文丘裡效應)”的原理,地面效應的效果(其實也是製造下壓力)會因為這些部件無限接近地面造成空氣流速越來越快而開始增強。這也進而使得車子底面與外部壓力差急劇增大並再次加大下壓力的產生,下壓力會一再地增加直到超越了這些部件的臨界值然後“

Stall

”。

F1車隊新賽季面臨的棘手問題!淺談新規則下“海豚跳效應”被放大

其實“Stall”原來的翻譯是“失速”,而“失速”主要則是用來形容在飛機機翼攻角超越臨界值時失去了浮力進而讓飛機產生字面上失去速度的意思。但在賽車上,用“失速”來形容下壓力的消失好像不是那麼精確,所以筆者會更傾向在此稱為“失壓”。

回到剛剛說的,賽車在被下壓力累積的能量大力吸往地面後,到達這些部件產生下壓力的臨界點,最後導致空力部件驟然的“失壓”,而這樣的驟然“失壓”也使得整個懸吊系統也跟著回彈並讓車頭大力仰起,回到整個部件最初始的狀態並重新累積下壓力。

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以上所有動作也就變成一個“加速使部件產生下壓力、往地面靠近、產生更多下壓力、繼續往地面靠近、失壓、重新累積下壓力”的無限輪迴,每當這些地面效應賽車加速時就會一再的重演,持續的加速也就形成“海豚跳效應”持續跳動的主因。

那麼“海豚跳效應”又會產生什麼樣的問題呢?首先最大的問題,就是車手會感受到這股劇烈地跳動,這些跳動因為過於強烈與快速,非常容易造成身體上的不適、車手判斷減緩、視覺反應變弱、體力上大幅度的消耗等等的問題。再來就是賽車零件的損壞、懸吊系統的過度負荷、車輛底盤龜裂等等車輛本身的問題了。當然還有一個非常重要的,就是因為空力能量的損耗造成速度的損失。

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其實“海豚跳效應”這個問題在1970、1980年代首次出現的地面效應賽車上就曾經發生過,車隊們也對這樣的問題做過相對應的思考與問題解決,但因為今年賽季的規則改動不只有在賽車的空氣力學套件上,而是包含著更大更硬的輪胎、以及更硬的懸吊系統,這也讓“海豚跳效應”產生的問題更加被放大。

因為對全新規則賽車在賽道上的狀況一無所知,所有車隊都沒有在模擬器中發現這樣的問題,風洞測試又因為風洞中所用來模擬地面的皮帶過於彈性而無法完全預知實際賽道顛簸、堅硬的情境,也使得眾人都像是在盲人摸象般對此一籌莫展。

當然這以上的問題都還是得留給車隊自己去煩惱了,我們作為觀眾的大概也只能在旁邊搖旗吶喊為自己支援的車隊加油,希望他們可以在下次的巴林測試、甚至是賽季揭幕戰以前解決這些困擾的問題。除此之外,我們還能看看熱鬧,希望因此讓這個賽季增加更多的變化然後形成更有趣的場上競爭吧!