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“蝴蝶效应”之说现象在法拉利F1赛车上的显现


http://sports.sina.com.cn 2004年10月20日09:16 新浪体育

  新浪体育讯 曾记起,所谓"蝴蝶效应"之说的理论创立人是气象学家洛伦兹。该理论是他于1979年12月在华盛顿召开的美国科学促进会上的一次讲演中所提出来的,之说的大意是:南美洲亚马逊河流域热带雨林中的一只蝴蝶,偶尔扇几下翅膀,有可能会使美国的德克萨斯洲引发一场龙卷风。其原因在于:蝴蝶扇起翅膀了的运动过程,导致了其周边原先的空气能量系统发生了变化,并引起微弱气流的产生,而微弱气流的产生又会引起它四周的空气或其他能量系统产生相续变化,由此引起波及效应的连锁反映,最终导致其他能量系统的巨大
变化。

  "蝴蝶效应"所体现出的科学内涵和哲理明白无误地阐明了这样一个事实:事物变化发展的结果性,是有着对事物初始条件极其敏感的依附性,初始条件的微小变化,经过不断地连续放大将会对其未来状态性的结果引起巨大的差异。从哲理的角度而言,一个好的微小的机制,只要正确地深入指引,经过一段时间不懈地努力,将会产生轰动的结果效应,可谓之"跃进"或更乃至谓喻"革命"。

  在当今的F1车坛中,法拉利无愧有着独霸F1"大哥大"之美誉的车队,其F2004款赛车在本赛季所表现出来的强劲地竞争力、稳定性、耐久性和操控性,让在赛前大放厥词的竞争对手深感强大和自叹不如的同时,更与F2003-GA之比可谓是"经典"之革命赛车。

  在2004赛季,法拉利F2004款赛车在已经进行的17站大奖赛跑赛的过程中,多次以一骑绝尘或"双雄驰骋" 冲刺终点线之胜利者的姿态,在赛道上演绎了"法拉利红"壮美狂飙的场景画面。截止到日本站,F2004款赛车在车手迈-舒马赫巴里切罗驾控下,为车队取得了15站冠军、9站亚军、6站第三名;获得车队总积分为254分,比第二名BAR车队所获得的116分的积分,有着领先138分之倍数的超绝对优势,提前五站赢得了车队世界冠军;两位车手迈-舒马赫和巴里切罗也分别以146分、108分的车手积分,包揽了车手排名之前二位,车王更是提前四站获得了其F1生涯的第7次世界冠军。

  法拉利F2004款赛车是F2003-GA的改进版,那么"蝴蝶效应"之说现象是如何能够在F2004款赛车身上得以显现的啊?

  我们先来看看F2004和F2003-GA两款赛车相关数据参数的比较:

F2004款                         F2003-GA款
车长度:4545MM                    4545MM
车宽度:1796MM                    1796MM
车高度:959MM                     959MM
前轮轴距:1470MM                  1470MM
后轮轴距:1405MM                  1405MM
底盘轴距:3050MM                  3100MM

  从上面相关数据参数的比较中我们不难发现F2003-GA和F2004除了底盘轴距数的不同,即F2004底盘轴距比F2003-GA短了50MM之外,其他数据参数都是完全一样的。

  我们知道,F2003-GA就是在F2002显赫战绩的前提下,实施了进化版的过程。法拉利车队除了对车体稍作修改,把F2002的缺陷加以改进之外,更是把F2002每个部件都推向了极限。在F2003-GA发表之初赛车首席设计师Rory Byrne就曾表示:虽然F2002是相当具有竞争力,但在F2003-GA新车上保留的并不只是F2002的优点,更是创造出新的优点。

  但是在2003赛季中,F2003-GA所表现出来的竞争力和稳定性,操控性并不是十分地完美,从车队在赛季结束时所取得的车队冠军158分的积分来看,比第二名威廉姆斯车队所取得的144分的积分只领先14分,而且冠军之站是在赛季最后的日本站才见分晓的。

  F2003-GA表现不尽人意的现象:一是起跑控制系统的问题,F003-GA起跑时在进入第一个弯之前,给人感觉似乎很容易地被对手捉获而超车。例如在2003赛季霍肯海姆赛道上,位于第六起跑位置的迈克尔-舒马赫在刚起跑后,便被丰田车队潘尼斯雷诺车队的阿隆索两位车手超越,于此同时,另一位车手巴里切罗其赛车缓慢的加速造成了与莱科宁以及拉尔夫-舒马赫三人之间赛车的连环相撞。二是F2003-GA的速度得不到提速、转向过弯也不如F2002的灵活,具体反映在赛车在高速弯道能以较快地速度跑赛,但在中低速弯道路段上的速度比起竞争对手03款赛车相对地要慢一些等。

  造成F003-GA以上现象的因素是多方面的,但主要的原因就是在于赛季前法拉利赛车研发部门所做出了的一个错误决定,即将F2003-GA底盘轴距由F2002的3010MM加长到3100MM这一很小的变化。

  就是这加长了90MM的底盘轴距长度的小变化,在F2003-GA车身上反映出的众多的形态是,外观不仅使得前轮是向前伸着的、鱼鳍形状翼板和破风板双层式设计的出现等变化之外,而且还导致赛车配重的变化,驾驶座舱和引擎的后移以及空气动力学效能的相应连续变化等。

  由于驾驶座舱和引擎的后移,F003-GA车身重心的偏后,是造成赛车在中、低速过弯时的致命伤。一般一辆F2003-GA款赛车的前部配重是整部赛车的40-45%,后部配重是55-60%,赛车的重心会在不同的赛道根据不同的情况给予调整匹配的。但F2003-GA并没有足够的空间来让车队的工程师进行更为精确的配重匹配的调整,这就又导致了赛车在一些赛道上无法做出最佳的配重状态来让轮胎发挥最大的效能。虽然在一些高速赛道上赛车跑赛时,优秀的空气力学可以解决这一问题,可这也就解释了F2003-GA在高速弯道较快的过弯,而在中、低速弯道时就不那么理想的原因了。例如在银石赛道,法拉利为了取得赛车较佳的加速性,轮胎选用的是前窄胎,然而在跑赛的过程中当前轮被锁死时,由于前部车身较轻重量的匹配就会导致下压力也跟着失去。

  对赛车而言,在跑赛过程中车轮因高速地旋转而与赛道接触面发生摩擦会产生乱流,这旋转和摩擦过程中所产生的乱流除了导致车轮后方气流的不稳定之外,还对车轮内侧以及车身之间区域的气流产生相关的影响。由于赛车需通过前翼而产生下压力,则前翼有着向上倾斜的要求。因此,车轮后方不稳定的气流需要的是加以导向化才能顺畅地流向散热器进口处,这样F2003-GA在位于前轮后方车身两侧的破风板采取了双层式设计,并且有一个冷却栅切入进引擎盖内,为的是导向流进散热器的气流,提升散热性能效率的同时,也将顺畅的气流导入赛车的底部,从而产生地面效应。另外,为了提升煞车系统的冷却效率,法拉利还特别设计了一个鼓状物,将内侧煞车进气导管到外侧碳纤维盘以及盘的外侧遮盖住,将散热舱设计成尾端更窄的流线形状,也不同程度地提升了空气流畅的效率。但是,事实的情况是赛车在实际跑赛的过程中,由于散热空间的更狭窄,而使得引擎在工作时的温度更高,可散热系统的效能又不理想。

  法拉利在F2004款赛车的设计上吸取了前面的教训,在不改变F2003-GA破风板双层式基本设计概念的前提下,从底盘轴距着手,将底盘轴距由3100MM缩短到了3050MM ,就是这细小的50MM以及其他相应部件和配比的改变,F2004款赛车在本赛季中过高、中、低速弯道的灵活性与流畅性被提升到了一个新高度。由于F2004瘦身型的散热器在尾端保持了F2003GA散热口和引擎尾部喷口套装的设计,虽然位置对赛车的中线来说是更加靠近了,但所起的作用一方面是保持了散热效能,另一方面同时提升了赛车两边的空气动力的效应。

  在2004新赛季的首站中,法拉利一改前两个赛季车队采取的新款赛车滞后出场跑赛的策略,在澳大利亚大奖赛的揭幕站上,F2004款赛车就被推出登场亮相,最终赢得了"双雄驰骋"之胜利者的姿态的开门红的战绩。

  在本赛季,"蝴蝶效应"之说现象不仅在法拉利,而且在F1领域也有所呈现,法拉利赛车只不过是F1众多事例中的一个罢了。(阿桓)



 

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