Porsche - 唯有更好

唯有更好

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亚历山大·希卿格尔是 Porsche 919 Hybrid 的技术总监

工程师们的脚步永不停歇,它们始终都在寻找新的方法,让 Porsche 919 Hybrid 的空气动力学性能变得更好。将不可能变为可能,他们一次次突破极限。单圈成绩就是最好的证明。

在银石,前车轮罩上方的气孔边缘被切割地平整顺滑。在勒芒,焦点则放在了轮胎上。在纽伯格林,车头处还多了一个扰流唇。这些细节的变化都是空气动力学的成果。工程师的工作只有一个目标,就是将一切变得更好。如果要门外汉来审视白色的这款 919,他们是看不出其中的变化的。但实际上这辆 919 的车身在勒芒赛后就进行了超过百分之 80 的改造。原因何在?因为在下半赛季中多弯道的纽伯格林赛道以及接下来的几个赛道都与 Porsche 在 2015 年 6 月 14 日获得第 17 个总冠军时的萨尔特赛道(Circuit de la Sarthe)特点大不相同,对赛车的要求也不同。

超过 20 个空气动力工程师为订制勒芒原型车 919 Hybrid 在两个方面做出了贡献:一方面是动力,另一方面是风阻。如何能够产生动力?“比如说设计一个近乎垂直的前、尾翼剖面”,亚历山大·希卿格尔(Alexander Hitzinger)说道,他是勒芒原型车 1 组(LMP1)的技术总监,当翼剖面下的空气流动地快于上面时,那么在剖面下会产生一个更小的压力。这种压力差构成了一种推动力,这个力可以使车辆在车道上更贴近地面。当然,推动力的增强会加大受力面,空气阻力就会变大。增加的空气阻力势必会阻碍速度的发挥。

然而车翼剖面的设计只是整个复杂计划中的一小部分。原型车碳纤维的每一平方毫米,每一个进气口和出气口,每一个经过空气力学设计的完美边角都汇集了工程师的心血。“但是很多人根本没有注意到空气力学非常重要的细节,因为他们有的在车下工作,有的就坐在车的里面。”希卿格尔解释说。“车周环绕的气流和穿过车身的气流会相互进行复杂的交换作用,这是在驾驶时一种很常见的情况”,技术总监继续举例说明:“再比如直道驾驶,弯道驾驶,制动阶段,侧风影响,背风区域或者驾驶方向后面紧跟的危险旋风等产生的气流也会交互作用。”

在一个或者与其相同的跑道中,要将各种驾驶要求的每一个细节都做到完美是很难能达到的。但是不同类型的赛道也会有各自独立的特点。因此 919 Hybrid 就 一直根据不同情况进行配置。当然在 2015 年的整个赛季中,919 Hybird 也进行了大大小小不计其数的空气动力方面的设置。而这最重要的一步改造,是与勒芒萨尔特赛道的特点紧密相连的。希卿格尔说:“这条超级长直赛道要求行驶时需要极小的空气阻力,这同时也是非常重要的,因为在最紧急的情况下可以限制动力。而在勒芒赛前后的世锦赛上我们要将配置提高,从而增加更多的动力。”

装配有空气动力组件 1 号(Aero Kit 1)的 919 于 2014 年在魏斯阿赫开启了它第一次的功能测试。为了迎战 2015 年 4 月的在银石的赛季,他们已经为 919 安装了空气组件 2 号。组件 3 号也紧随其后在比利时斯帕赛道中投入使用。而技术领先的 4 号——低下压力套件,这是一个为勒芒特别准备的只有很小的推动力的空气动力组件,它的出现成为了赛季中的高潮。空气动力组件 5 号也为纽格柏林八月末的比赛做好了准备——这款高下压力套件改变了的赛车车身构造的百分之 80。

排气口

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在所有 2014 年出产的汽车中,排气孔都被安装在车尾的最上方,而最新型汽车却将排气管安装在了车尾更低的下方。通过这种改变可以让发动机舱盖的边角更好的进气,从而产生更多的动力。

芬兰人

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按照安全规定设计的汽车的零件变得更加稳定:当汽车在行驶中的方向发生偏转时,在汽车表面就会突然涌出一股气流,这股力量会帮助汽车重新摆正方向。

迎风面积

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为了减弱空气阻力,将迎风面积变小是一个好办法。在设计模板的过程中,必须根据车身来确定比例与尺寸。当然如果高度和宽度的设计尺寸越小,就会得到更小的迎风面积。工程师既要遵照既定的比例,但同时也要缩小迎风面积,而 919 就在驾驶舱上方就进行了一场记忆中如独角兽级别的精密复杂的改造。

轮拱

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轮拱的上方是开放的,这强制确保了行驶安全性。因此气流在运行时,能够不受限制的进入轮拱中,再流出,从而降低气流升高的风险。在普通的汽车里气流可以流出,进入,或者是跨流,然而它们真正的的作用,是影响气流穿过车前的通气孔:空气会从前方进入,高速通过汽车前照灯进入轮拱。空气从不同的角度进入进气孔,气流会牵引着它,所以它不是从轮拱中散出,就是被压入轮拱。而第三种可能性:气流就像 一个屏障一样作用,将通气孔关闭。车辆运行时可以通过轮拱中的进气口来增加或者减少空气,从而产生的动力。空气也可以在侧边的起始编号下面流出或者沿着底部到达汽车尾部的增压器。越多的空气在轮拱中流出,就会在前翼中产生更多的动力。为了在勒芒的比赛中减少气流进入,工程师将轮拱前方的盖板往下移动,在实际上阻碍了排气孔的功能。

修补

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边角精细的做工:相比在赛季之初运用的大零件,现在使用的小型零件所产生的推动力也同时要小的多。

两侧的进气口

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位于两侧的进气口可以调节从汽车前方进入的气流,它们一部分从轮拱中散出或者通过车下到达汽车尾部的扩散器。气流被阻塞的越少,可流入车内的空气就越多,从而可以为前翼产生更多的推动力。2015 年生产的汽车,就是运用了空气动力学的部分知识,改变了进气孔的设置。

附加元件

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为了在车辆后方增加更多的动力,工程师在车尾处添加了 一个特殊的原件。要在车尾增加动力不是一件简单的事情,因为 LMP1 的章程规定了尾翼和扩散器的核心尺寸。但在车前却拥有更多的自由空间去支配额外的推动力。由于空气动力学必须在汽车上保持平衡,如果人们想再在车尾处增加力,所以车前也只能相应的承受更大的推动力。

在哪些赛道要更关注推动力,或者降低风阻,工程师们会详细划分出来。赛前他们会大致做出一个预估:如路线,地形,沥青的质地以及预计的温度。从 2015 年起 Porsche 工程师团队在 WEC 赛道上都使用 919 汽车自己的数据。在车身和模型被设计建造出来以前,CDF 系统(计算机流体力学)就可以对效果和计算部件的相互作用进行模拟。下一步是建造模型,Porsche 的工程师有百分之 60 的样车都是在英国威廉姆斯 F1 车队的风洞中进行测试的。“然后”,希卿格尔继续说,“所有零件将会按照原始大小被生产出来并测试。”如果没有快速成型技术的话,有一部分产品的生产将会非常昂贵,除此之外也非常的耗费时间。

魏斯阿赫的赛车部门有一个大大的福利:2015 年生产的赛车都可以享受在 Porsche 研发中心新建的巨大的风洞中按照车辆的原始比例进行测试。“在那里”,希卿格尔说,“自 2014 年 12 月开始,我们通过 CFD 和模拟风洞成果的调整,在小部件的细节上制定了大量的改进工作。”因此空气动力学方面的改进,使量产车和订制跑车在设计上更加贴近。制造持续的风流是需要共同配合的 一项工作。

当原型车在 2015 年 6 月的勒芒获得胜利后,研发人员就已经开始了下一代原型车的研究了。然而很多人还没体验过第三代 Porsche 919 Hybird。但是利用小型两升四缸涡轮增压汽油发动机输出动力,和两个更新后的能量回收系统,这两项在新一代原型车中应该是被保留下来了。“基本上情况就是这样了。”希卿格尔用有一种轻松的眼神说道。但是也已经很清楚了。这回 919 在细节上会大有不同。所以 919 只有越来越好。

作者 Heike Hientzsch