風洞(Wind Tunnel)是用來量測氣流對正在比賽中的賽車所造成的影響，通常風洞都會有不同的風速，然後經由精密的電子儀器量測出對車子的影響 。
基本介紹
- 中文名：F1風洞
- 外文名：F1 Wind Tunnel
- 類型：影響
- 原理：低速閉合式巡迴風洞
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簡介
風洞大體上講是用來得到測試試驗結果和空氣動力的最佳化.它們可以非常接近地模擬在戶外氣流和流動速度的真實性.這樣做可以很好地避免（氣流）不均勻的現象，因為任何一點氣流 上的輕微差別都可能影響這個測試項目，最後會給空氣動力學家提供錯誤的數據，使他們做出錯誤的決定。
F1風洞
F1風洞風洞原理
原理
空氣動力學家告訴我們，F1的風洞是一種低速閉合式巡迴風洞.這說明我們在談及風速接近10到100米每秒，在風洞中同樣的空氣會被再流通.氣流是迴轉的，代表性的為4個90度的拐角，每個拐角中的翼片一個挨著一個，它們可以防止氣流的紊亂.。
風洞裡總有一個小翼片，叫做"呼吸器",這些地方的拐角使得內部氣流在運行中熱量升高的時候不會增加.呼吸器最好被放置在迴路通道中內部氣壓接近於大氣壓的地方，一般圍繞在測試區直徑的下游尾部.這些修正了的空氣通過呼吸器對擴散器的運行沒有好處，但是在呼吸器以外的地方由釋放的煙霧可以容易地查出這些修正了的氣流。
F1風洞研究
F1風洞研究儘管一些老的風洞有"自有射流"測試項（在觀察室里隧道的一部分），只有地板，沒有牆或屋頂（來自Gustav Eiffel).這不能被推薦來做高精度的實驗.
像剛才說的，多數閉合式巡迴風洞被軸向風扇所驅動，風扇產生一個靜態壓力的上升（在軸向速度或動力壓力中沒有可評估的變化）.為風洞設計軸向風扇是一個很複雜的任務，這就是為什麼F1總有一個特別設計的風扇來最大化試驗項目而且降低成本.
因為衝擊波可能會以高度的扇葉速（在風扇扇葉上軸向速度）擾亂來自風扇的常規氣流，風扇被改進成保持扇葉速儘可能的低，至多2或3倍於開始的軸向速度.這引起扇葉的排列來類比一台軸向流動的壓縮機，在壓縮機轉子前面有一個定子排.返回到一致的，非旋渦氣流是必需的，中心控制室的直徑被限制得很小，很少超過風扇的50%.像臨近扇片間距的結果規則地圍繞在周圍，從底部到頂部的變化都很大.
F1風洞的風扇一般放置在第二個拐角的下游，在這裡交叉組合的面積是測試區的兩倍以上.這樣就不需解釋那么大一個風扇卻可以製造出如此小的風速來產生相同的氣流.因此就需要更少的rpm,震動，噪音和動力浪費.
因為高精度試驗的要求（除了極高精的最最佳化測試），F1風洞有特殊的配置來提高測試能力：
F1風洞研究
F1風洞研究滾動皮帶：風洞測試區的地板用來模擬賽道.這樣做使賽道在車底下以相同於實際速度和周圍流動的空氣.這可能被看作是無用的做法，但是事實遠不是如此.測試還要完全模仿輪胎真實的運轉.輪胎旋轉速度達可到300KM/h，這就產生了很多震盪.在靜態地板上測量靜止車輪旁邊氣流和旋轉的輪子是完全不同的.
空氣動力學
空氣動力學是流體力學的一個分支，是研究空氣或其他氣體的運動規律，空氣或其他氣體與飛行器或其他物體發生相對運動時的相互作用和伴隨發生的物理化學變化的學科。它是在流體力學基礎上隨航空航天技術的發展而形成的一門學科。
F1風洞
空氣動力學的研究內容根據空氣與物體的相對速度是否小於約100米/秒（即時速360公里/小時，注，也有根據時速400公里為界來劃分的)，可分為低速空氣動力學和高速空氣動力
學，前者主要研究不可壓縮流動，後者研究可壓縮流動。F1賽車的研究的內容便屬於前者。此外，根據是否忽略粘性，還可分為理想空氣動力學和粘性空氣動力學。
F1風洞研究
F1風洞研究F1空氣動力學研究
研究目的
據專家統計，目前F1車隊在空氣動力學上的花費已占到其整個車隊年度預算的15%，是僅次於發動機研發的第二大支出項目。在這一筆巨大花費中，其中相當部分投資於風洞建造和測試。風洞（WindTunnel）是一個大型隧道或管道，在管道的中間，安裝有一台巨型電扇，它可產生強勁
的力流，經格柵等裝置整理減少渦流後送入實驗段，吹動放置在其中的實驗模型。現代風洞的主要作用是將賽車模型放在內部的鋼鐵傳送帶上模擬賽車在路面上的各種情況。在風洞試驗中，巨大碳纖維風扇極限轉速可以達到600轉/分，驅動引擎的峰值功率更可達到讓人咋舌的4000匹馬力。如此強大的動力可以在30秒內將靜止的空氣加速到300公里/小時，此時托起賽車模型的傳送帶則模擬賽車在比賽中的各種路況和車身姿態，最大限度保證模擬的真實性和有效性。通過對採集到的數據進行綜合分析，可以準確地檢測到賽車在路面上受到各種因素干擾時的狀況。這種模擬可以將賽車空氣動力學部件的精度提高30%。如今，領先的F1車隊都不惜巨資（一套現代化的F1風洞造價高達4500萬美元以上），建設自己專屬的風洞，以便及時和準確地研究賽車的氣動效果，改進賽車的氣動套件，獲得克敵制勝的殺手鐧。
F1風洞研究
F1風洞研究研究核心
在空氣動力學實驗中，工程師們最關注的主要是三個方面的內容：下壓力、阻力和靈敏性（敏感度）。巨大的下壓力可以提高賽車的過彎極限，但是在理想狀態下，下壓力的增加不應當帶來賽車阻力的增加，但是不可避免的卻會犧牲賽車的部分極速。賽車的空氣動力學靈敏性（敏感度）則是指賽車的狀態性能對於空氣動力學環境改變時自身變化的強弱，例如由不平整的賽道路面帶來的賽車翼片以及底盤和路面距離之間的頻繁變化時，賽車性能所受到的干預強弱。
逆流而上
每個賽季，國際汽聯都會對空氣動力學規則做出修改。2004年，賽車的尾翼被減至兩片，2005年，前翼高度抬高5厘米，首次限制擴散器高度；2006年，FIA又要求前輪軸心之後330毫米以內，參考面30毫米以上的區域不得安裝任何空氣動力學套件。雖然FIA不斷為技術發展設定障礙，但是F1賽車速度的提高從來就沒有停止過，這正是空氣動力學的研究價值。
分類
開放式巡迴風洞
閉合式巡迴風洞
最令人們感興趣的是閉合式巡迴風洞.也叫"跑馬場"或"關閉的迴環",它們由軸向風扇提供動力.從原理上講，比開放式巡迴風洞要有更多的統一流動.它們經常被選為大的風洞（也對F1），但注意的是在入口到收縮處維持良好的風流.在出口處的風流來自第四拐角（從測試區開始數）清楚地表明在這裡沒有比離心式鼓風機要好多少，儘管拐角處的翼片是用來減少氣體紊亂（它們可被看作只有在一個方向又多面牆的蜂房）.
F1錢規則限制
2007年12月7日FiA世界汽車運動理事會在摩納哥召開，為了進一步削減F1車隊開銷，將首次限制F1各車隊風洞的使用。
新規則規定：2008賽季開始，每支F1車隊只允許使用一個風洞試驗室，而且每個工作日（8小時）內僅允許使用15次，每周可以使用5天。新的規則還規定風洞測試必須在標準大氣壓下進行，最大風速限制在50米/秒（180公里/小時），測試模型的比例最大只能為60%。在每次風洞測試時，
只允許使用一個模型。新的規則還規定了風洞測試必須在標準大氣壓下進行，最大風速限制在50米/秒（180公里/小時）。另外，在機場進行的空氣動力學直線測試被禁止，FiA表示，賽道測試之允許在規定的測試場地進行。為了防止車隊簡單地將他們風洞部門的工人轉移到昂貴的CFD研究部門，國際汽聯宣布將在未來對從事CFD領域研究的工人數目進行限制。
F1風洞研究
F1風洞研究當然也有一些更激進的想法，如徹底取消風洞試驗，但是大部分車隊不能接受這樣的做法，而且這也不是削減車隊開銷的最好途徑。
限制風洞實驗只是拋磚引玉，國際汽聯還打算對台架測試、設計、製造、懸掛、剎車系統、液壓系統、車身、重量分配、賽道測試甚至每一場大獎賽每支車隊允許的員工數量作出限制。上述這些限制的具體細節，在2008年1月11日的車隊領隊會議上通知各車隊，細則則將交由明年春季舉行的世界汽車運動理事會討論。國際汽聯最後還表示，只有在2008年3月31日前向國際汽聯提交了技術規格並獲得批准的引擎，才會被允許參加2008-2017年的F1賽事。
F1風洞
FiA出台的限制風洞實驗措施的確可以緩解車隊開銷，不過“醉翁之意不在酒”，他們更希望這個辦法可以抑制強隊更強，弱隊更弱的局面，就是要控制像法拉利或是麥拿輪這樣財大氣粗車隊的試驗次數，好讓中小型車隊得以有喘息的機會，縮小各支車隊之間的實力，讓比賽變得更精彩，就像07賽季世界冠軍直到最後一站才揭曉，而且是驚為天人的雷克南逆轉，FiA希望未來的比賽都像07賽季一樣，即刺激又充滿懸念，而且爭奪冠軍的車手不僅限於一兩支車隊，那樣F1才能吸引更多車迷的關注，覆蓋範圍更大，取得更好的利益。
測試意義
風洞測試對於F1賽車到底有何意義？在上世紀50年代，風洞是專門用來研究飛機的氣動性能的。從70年代開始，為了追求更好的氣動效果，各大車隊開始關注賽車氣動性能的研究。
而目前的F1競賽規則對車體外形、空氣動力學指數有著極其嚴格的規定，就使得與其有直接聯繫的風洞測試顯得比以往任何年代都更有價值。如今幾乎所有的大車隊都有自己的一個乃至數個風洞試驗室，米納爾迪擁有一個價值300萬美元的二手風洞，法拉利建在博洛尼亞的帶有金屬滾道的風洞價值2200萬美元，索伯車隊在瑞士建造的全新風洞造價高達4500萬美元！所有的風洞都會保證最少50米/秒的強力風速，用以模擬F1賽車在高速行駛時車體各部位所受到的空氣阻力和下壓力。風洞試驗讓F1賽車的外形向著更符合空氣動力學的方向不斷進步。
相關資料
米德蘭F1風洞改造揭密，10%的增量換來巨大收益
距離2006新賽季的開幕已經還有3個多月的時間的時候，米德蘭雖然已經以喬丹車隊的身份征戰了一年的一級方程式比賽，但在改名易幟之後，他們所面臨的工作仍然很多。
米德蘭F1宣布他們將要擴大位於布萊克利的風洞，使之能夠容納比例為50%的模型進行試驗。這一改造項目預計將耗資數百萬英鎊，全部用於改造布萊克利現有的工廠設施。目前米德蘭的風洞只能容納40%的模型，改造後就可容納50%。此外，改造後的風洞可以24小時不間斷運轉，而目前僅只是18小時，這樣就大大提高了資本的生產力。這一計畫將在2006年的四月或五月間進行，預計時間為一個月。
聽起來10%的增長並不是很多，但專業人士認為增長到50%的模型比例後，零部件的計算和製造，以及數據的再處理方面都會得到極大的改進，比如所得到的數據乘上2就得到了100%的標準數據，這樣簡單的風洞數據加上數學運算就可以得出結果，車隊就可以省下很多時間投入到部件的實際測試當中。
不過據說最大的收穫還是來自於輪胎下沉量方面。普利司通曾花費了3年時間來開發出一種50%比例的輪胎模型，這樣才能夠使氣流發生正確偏轉。現在米德蘭可以自己在50%比例的賽車模型上進行類似的研發，得出更加準確和有用的數據，這樣應該可以製造出跑得更快的賽車。
F1風洞
除此之外，米德蘭還宣布他們又得到了一個強大的支持，這次是MANtrucks。該公司的總部位於英國布利斯托爾附近，他們現在已經是賽車手克里斯蒂安－阿爾伯斯的贊助商，更是宣布將支持米德蘭F1車隊。他們將向車隊提供10輛全新的拖車，上面會塗上車隊的賽車圖案。據說MAN公司已經同米德蘭車隊簽訂了兩年的協定。
對此，車隊總監科林－科爾斯認為車隊已經步入了成為一支強隊的軌道之上：“一切都向著正確的方向前進。我們正在建設著美好的F1未來，而這隻有在良好合作夥伴下才能實現。我們很高興看到MAN公司將為車隊提供卡車，以及繼續支持我們的車手克里斯蒂安－阿爾伯斯。MAN是世界上領先的卡車品牌，我們之間有著共同的目標。”
另外，一名俄羅斯的車手出現在了喬丹在銀石的工廠中，接受一項賽車座椅調試。而車隊隨後也證實了這一情況。羅曼－羅西諾夫進行了賽車座椅調試，他參加了在赫雷斯的試車。在取得了俄羅斯的賽車執照後，米德蘭又採用了俄羅斯試車手。不過這次羅西諾夫的試車不過是走走過場而已，也許他會利用這裡機會展示自己的才能。
