F1|2022改例改了什麼? 一文解說7大關鍵字 地面效應操控大局

撰文:高詩琦
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「地面效應(Ground Effect)」、「鼠海豚現象(Porpoising)」是什麼?2022年F1賽季起用「全新規例」,以下7個詞彙車迷不可不懂。

1. 改例

今季談論F1所指的「改例」是指全新的戰車設計規則,今季的改例更堪稱是近20年最大變動,一切全為達到一個目的:令賽事中更多「鬥車」、更易「爬頭」、比賽可觀性更高。

舊戰車設計複雜的空氣動力部件,尤其是破風板上的裝置雖產生極大下壓力,令F1戰車獲得高速的關鍵——過彎的超強抓地力及速度,卻同時產生大量亂流,令後方車輛一接近便喪失大部份前方下壓力,變得飄動、難以操控,也令鬥車和爬頭難度大增,而FIA拋出的解決方法,是重回1977至82年曾起用的「地面效應」。

2021年版本的戰車已發展得相當複雜,從照片左下方可見戰車破風板上有許多複雜的構造,除了產生大量下壓力也造成嚴重亂流。(Getty Images)

單憑肉眼,已看見到新世代戰車跟上一代戰車外觀極為不同:簡化的前翼、輪胎由13吋換成18吋、加上輪胎蓋、沒有了側箱導流板上的複雜設計等等,由於各隊各自解讀新例,戰車設計隊隊不同,車隊表現和排名亦來個大兜亂。

藉各隊重新設計戰車,哈斯車隊由過去兩年包尾,重回中游。(Getty Images)

2. 地面效應(Ground Effect)

所謂地面效應,是讓空氣在高速中穿過戰車底部的管道,形成「文丘里效應」產生吸附作用將戰車「吸」在地面,以這種方法產生下壓力能令亂流大減,後車更容易跟隨前車。

F1上一次採用地面效應已是1977至1982年,最終因安全問題而禁制,直至安全規例已相對成熟的2022年才「重生」,因此在10支車隊中,沒有現役工程師曾參與設計當年的地面效應F1戰車,僅得紅牛車隊的首席技術主任紐維(Adrian Newwey)曾為前贊助商Aston Martin設計採用地面效應的超級跑車Aston Martin Valkyrie。這也意味着,絕大多數車隊也是從一張白紙開始設計戰車。

10隊車隊在巴林測試的戰車:

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3. 鼠海豚現象(Porpoising)

直至2月底在巴塞隆拿舉行的冬季測試,新戰車首度落地實試,車隊才發現地面效應的一個問題:在大直路末段、戰車接近最高速度時,竟會不停上下跳動,由於上下彈動的模樣就像鼠海豚(porpoise,海豚的一種近親)在水中上下移動的習性,這現象被稱為鼠海豚現象(Porpoising),這現象不僅令戰車無法交出最好表現,也有實在的安全問題。

慢鏡下的「鼠海豚現象」:

戰車之所以會上下跳動,是因為接近最高速度時,戰車的下壓力也達到最高,前翼或車底前緣貼地一刻,車子上部和底部的氣壓失衡,突然喪失下壓力,令車子突然向上彈;但在向上彈的一刻,下壓力又回來了,結果車子就在極短時間內,在下壓力喪失與回復之間不斷來回,因此會高速跳動。

到了巴林站,許多車隊已將這現象的影響減到最低,但平治車隊的戰車跳動仍然較明顯,Aston Martin亦指「鼠海豚現象」令戰車失去近0.75秒圈速。

4. 側箱(Sidepods)

由於新規例沒太多先例可遁,各隊工程師各自解讀,今季戰車設計各走異端,最明顯的便是側箱設計的分別。單是「Big 3」的平治、紅牛和法拉利,外觀已經大為不同。

紅牛、法拉利和平治的側箱設計極不同:

當中最極端的,是平治那近乎「無側箱」的設計,但從第一站排位賽表現看來,這絕非最容易駕馭,平治上下也坦承他們尚有許多問題要克服;法拉利則是另一極端,龐大的側箱更呈現內凹狀,尤如在車子兩側裝上兩個浴缸。紅牛的側箱沒有特別大也沒有特別小,但入氣口也呈現獨特的斜口設計,側箱設計更新後,中部也有凹線,據指設計改動後戰車獲得每圈0.3至0.5秒速度提升,令人咋舌。

5. 18吋車輪

舊戰車一直採用13吋車輪,而新制之下輪胎直徑大增至18吋、胎身同時變薄,吸收震盪的能力大減,意味大輪胎除了令車隊人員換胎時更吃力、車子轉彎時更慢更難,更直接衝擊用作緩震的懸掛系統(Suspension),令工程師要思考的事更多。

新的輪胎更大更重,車隊工作人員要極速換胎也面對更大考驗。(Getty Images)

此外,對於輪胎的另一大改動是過往戰車離開維修站前,技師可以輪胎毯蓋着車胎保持溫度,前胎可保持攝氏100度、後胎80度。新例之下為了減少碳排放,溫度降至前胎和後胎均是70度。由於F1需要輪胎進入一定的「工作溫度」方可產生足夠抓力地,這變動意味車手需要花更多功夫暖胎,也不免影響戰車設計。

6. E10燃油

今季F1其中一個大改動,是為了可持續發展而改用E10燃油,E10燃油以90%化石燃料及10%乙醇構成,由於成份的轉變,對各隊引導的表現也有所影響,當中法拉利在推出全新引擎的同時,似乎也對E10燃油適應得極佳。

7. 凍結動力單元

F1自2014年開始起用1.6L的V6混能引擎,並在早前已通過今年開始凍結動力單元(Power Unit),車隊將逐步被禁改進目前的引擎,直到2025年起用全新引擎為止。背後的最大推手自然是紅牛車隊,其引擎製造商本田在去年過後離開F1,目前雖然繼續在本田大力支援下,以Redbull Powertrain的名義供應紅牛及艾法托利的引擎,但相對其他車廠無疑較不利。

雖說是「凍結」,但在FIA監管之下,仍可以「只就引擎穩定性、安全、節省成本等目的作轉變」。

法拉利在動力單元凍結的關鍵年,成功推出新引擎、並追回跟紅牛、平治一樣的馬力。(Getty Images)
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