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你的鼻子怎麼那麼長 2014年F1開季預覽


刊登時間: 2014/03/10

看到今年的F1賽車形狀,真夠驚世駭俗,尤其車鼻簡直令人不忍卒睹、羞於直視:天狗?長鼻猴?食蟻獸?甚至是......屌面人?前面那長長的「一根」,真不知要往哪插......喔不......我是說要人眼睛往哪看......雖然造型美醜與性能好壞並非正相關,但例如Fernando Alonso就說醜陋的形象配不上F1,也例如Toro Rosso領隊Franz Tost說醜車鼻就不是F1,還有多隊工程師、以及FIA技術總監Charlie Whiting都公開承認這種醜車鼻實在太極端,甚至Caterham領隊Cyril Abiteboul說令他想到電影《異形》中的怪物從嘴裡伸出腦袋。

今年是McLaren使用Mercedes引擎的最後一年,在明年即將轉用名門Honda的前提下,今年會不會被Mercedes處以「差別待遇」?

規則催生的造型

誰都可以嫌,但FIA官員恐怕沒資格嫌,因為這種造型就是被他們的新規則給逼出來的:2012年,FIA為了提高車體本身碰撞的安全性,強制將鼻錐根部(車殼前端,也就是前輪軸前面的位置:依照設計,鼻錐會在碰撞時粉碎以化解撞擊力,所以其後的車殼前端才是真正承受剩餘力道的部位)抬高,造成前兩年所看到的階梯狀車頭;而今,再為了避免車鼻尖端戳到其他車手、或者後車追撞時直接導致起飛,FIA宣佈降低車鼻尖端高度,但規定的車鼻尖端橫切面積又很小,因此為了確保低鼻錐不會阻礙吹往底盤的氣流,車隊多將車鼻設計得很細小,就變成今年F1車頭的造型。

Toro Rosso今年和母隊Red Bull同樣使用Renault引擎、同時分享傳動系統,可說是變成外表雖然不同(不同設計團隊)、但裡子相同。

如前所述,細小的車鼻可以最大程度地避免氣流量減少,因此是最多車隊採行的方式,但也有車隊的設計師有其他的詮釋,例如Ferrari和Mercedes就照樣把整個車鼻的寬度都往下拉,到尖端連接鼻翼(相較之下,大部分車隊的細長鼻錐看起來反而像是為符合規則而加裝的),但開口在鼻翼連接處,以確保底部氣流照舊進入;Red Bull則是維持相對較高的車鼻,但將鼻錐做成船型,讓它的下方延伸至符合規則的高度;而Lotus更使用雙叉造型,讓「雙錐」中間保留夠高的開口,同樣為確保氣流的進入量。

大家對細長鼻尖評價醜陋已是共識,因此例如Force India就把它塗裝為黑色,這樣在柏油路面的跑道上就不易看出前面有多那一根......喔不......一段。

至於鼻翼連接處要在鼻錐的後面或前面(亦即造就鼻錐看起來會否像是加裝的視覺參考點),各隊都有自己的見解,因此各有不同,至於哪種設計會是最佳方案,最快要等賽季開幕以後才知道。好,就先不管性能,那實際是否真如FIA設想、改善了安全性?Red Bull技術長Adrian Newey表示,新鼻錐或許避免了後車飛天的可能性,但卻增加了鑽地(鑽入前車底下)的風險,若將前車剷起,恐危及後車的駕駛座位置;但剛由McLaren技術總監跳槽至Mercedes執行董事的Paddy Lowe則以這是FIA技術小組多年研究成果為由,認為會是安全的......我們同樣就等賽季開幕以後驗證囉!

Red Bull盡量維持較平緩高聳的鼻端,但為了符合規則,將鼻端的下緣向下拉、成為類似船頭造型。另也同樣塗裝為黑色。

重啟Turbo Era

鼻錐的造型,或許從外觀上顯現了F1的改朝換代,但真正改朝換代的是車殼內的動力系統:各位已經知道今年F1引擎由2.4升V8自然進氣改為1.6升V6渦輪增壓,但若以為這樣就算是「革命」,那就大錯特錯了!今年F1動力系統真正的技術革命,在於新增一連串的能量回生系統(ERS,已超出去年底以前僅回生動能的KERS),整套ERS動力系統由四大元件構成:渦輪增壓引擎本體(引擎單體加渦輪增壓器和中間冷卻器)、馬達發電元件-動能(MGU-K,類似以往的動能回生系統)、馬達發電元件-熱能(MGU-H,即熱能回生系統)、轉化及蓄電設備(也就是電池)。

同樣是細長車鼻,Caterham對於鼻根的造型處理哲學獨樹一格,乍看之下似乎能夠最大限度地將車頭氣流分去車底。

MGU-K的原理既然類似KERS,那麼大家應該已經很熟悉,但兩者間的功率差距不可以道里計:首先是馬力由60千瓦倍增至120千瓦,儲存能量則是以往10倍的400萬焦耳,單圈釋放動力時間從6.6秒大幅延長至33.3秒(試想:平均有大約三分之一圈的時間能多163匹馬力,如今運作是否正常就真的差很大);且由於回收能量大,為了確保回收能量時的制動穩定性,FIA允許以電子控制後煞車(亦即就算引擎熄火,仍有動力供應煞車)。

MGU-H則是一具與渦輪增壓器同軸的發電機,吸收渦輪裡的廢氣熱能轉化為電能、儲存於電池裡,除此之外,它還能根據引擎進氣需求而控制渦輪轉速,可像廢氣洩壓閥一樣降低轉速、也能為克服渦輪遲滯而提昇轉速,聽起來真好用......如果它運作正常,確實很好用,但由於它和增壓器同軸,因此是在高溫的環境下運作,再加上它本身的轉速超過10萬轉(但不能超過規則限定的渦輪轉速上限12.5萬轉),因此機件必須非常耐操(更不用說電子元件本身就會產生高熱),一旦故障,不僅無法再將熱能回收,而且車手立即面臨渦輪遲滯,可謂雪上加霜。

去年暴昇為車隊亞軍的Mercedes,今年不採主流的細長車鼻設計,而是以低伸的前端連接鼻翼。或許也有美觀理由?

整組系統全由電腦整合控制動力分配、回生運作以及調整油耗(因此馬力輸出不見得和油門深度成正比,電腦發揮了比車手意志更關鍵的決定性),需要的功能相當多樣──沒錯──電子設備在高溫環境下多功處理的風險有多大,任何曾把自己電腦用到當機的人應該都能體會。因此,這套全由引擎供應商包辦、總重不得超過145公斤的系統所費不貲,先前每支車隊的引擎使用費好不容易已經降到1,000萬歐元以下,結果Renault對今年動力系統的開價超過2,000萬歐元,這多出1,000萬歐元以上的開銷,就看看各車隊(尤其是中下游車隊)要從哪裡填補吧!王以平

Lotus的雙叉式車鼻最為特殊,但或許這種設計在結構上較為脆弱,因此該隊最晚通過FIA撞擊測試,導致缺席第一輪試車。

2014年F1新引擎總成:圖左為規定與傳動軸平行的渦輪增壓器,圖右下方為電池、上方為控制電腦(再往上就是車手的屁股了)。

為遏止車隊在排氣管口動空力效果的手腳,今年規定將排氣管一律改為後上方單出型式。