方程式1 2020：神秘的空气动力学家-斗篷是关键吗？

并不是所有的超级英雄都穿斗篷，但今年阿德里安·纽维已经决定穿上他的斗篷。

红牛著名的设计天才决定给他2020年的赛车配上一级方程式赛车工程师所说的斗篷。

这是在梅赛德斯的领导下进行的，梅赛德斯在2017年引入了这种空气动力学部件，至今仍在运行。

追随梅赛德斯领跑的不仅仅是红牛。雷诺和赛点在2020年也都有新的或更新的斗篷。

一支车队是选择了披肩，还是选择了替代设备，尽管不同，但设计的目的是相似的，这可能会对赛车的操控方式产生重大影响，并最终决定谁可能在今年的锦标赛上脱颖而出。

我是神秘的空气动力学家。我在F1车队的设计部工作。我要解释一下F1赛车前部这些鲜为人知但却很关键的设备有什么重要之处。

斗篷就是我们所说的位于汽车鼻子正下方的长而平的车身部分。

那些没有披风的团队选择了所谓的风向标，这是因为它挂在鼻子下面的形状。J Vane解决方案的著名采用者是法拉利(Ferrari)和哈斯(Haas)，而该领域的其余公司都选择了这两款车型中的一小部分。

这两个空气动力学装置执行的工作大致相似，但它们的工作方式有一些微妙之处，这可能会对汽车的操控和性能产生重大影响。

这些装置之所以有趣，是因为它们构成了一个更大的气流系统的一部分，该系统旨在管理和操纵名为Y250涡流的东西，这可以说是过去十年F1赛车上的关键空气动力学现象。

2009年，F1引入了旨在增加超车的规则。自那以后，这些规定已经做出了重大改变，包括让汽车变得更宽、更快。但有一个关键特征贯穿始终。

规则规定，在离开赛车中心250 mm的第一个位置，前翼的空气动力学中立部分。除此之外，规则允许更多的自由，前翼的空气动力载荷更大。

从中立部分切换到机翼的一部分，团队可以根据空气动力学效果塑造机翼的一部分，这意味着在这个250毫米的点上压力会有突然的变化。

要想了解这里发生了什么，想想在空中向前行驶的汽车。或者，从汽车的角度来看，空气正向它袭来。

空气击中机翼的中性中心部分和外部产生下压力的部分之间的过渡点，这将空气推入一个开瓶器，在一个小龙卷风般的特征中螺旋前进，我们称之为漩涡。这是250日元的漩涡，以与汽车中心线的距离命名。

这个漩涡--在同一点从前翼两侧流出--非常强大，对前翼后面发生的几乎所有事情都有影响。

Y250涡旋开始与之相互作用的第一个特征之一是斗篷或J叶片，这取决于安装的是哪一个。

现在，记住所有的空气都在绕着250日元的涡旋旋转。这是在车中间向下行驶的空气。

这些空气撞击到斗篷或J叶片的边缘，并产生第二个漩涡，这次是以相反的方向旋转。

这样做的原因是，它做的下一件事就是钻到地板下面。在这里，它会触发一些类似于连锁反应的东西。

斗篷或J叶片产生的第二个涡流产生的低压力与车身的第二个区域相互作用-前轮后面和侧舱前面的区域中的小挥动和叶片，即司机坐着的两侧。这就是众所周知的驳板区域。

这里的所有车身碎片现在都开始脱落它们自己的漩涡，每个漩涡也都在车底下面。它们一起产生巨大的下压力，通过加速汽车底部的空气并产生大量的低压，这会将汽车吸向赛道。

就在好望角涡旋这样做的同时，我们的老朋友Y250涡旋正坐在船板脚的上方，通过前面提到的扇形和叶片向下推动空气。

在这样做的过程中，它为这一区域的许多漩涡增加了动力，使它们旋转得更快，并产生了更大的下压力。

然后，Y250继续向下游行驶，现在大部分能量都是从它身上提取的，并绕过了汽车的侧舱。

与汽车后部的扩散器以及前翼和后翼一起，这一系列组合的涡流-由前翼的Y250涡流开始，并由好望角涡流增强，进而与斜板涡流相互作用-是汽车上产生下压力的主要区域之一，因此正确处理是至关重要的。

这就是为什么赛车的这一部分有如此多的精心设计，因为每个车队都试图最大限度地利用可用的下压力。

优化Y250和斗篷或J叶片涡流的强度和位置对于最大限度地利用汽车的这一部分至关重要。

使它们尽可能坚固通常是有益的，这样它们就可以驱动地板前面产生下压力的结构。

去年，我曾写过车队在前翼采用的不同方法--法拉利(Ferrari)和梅赛德斯(Mercedes)拥护的内侧负载方法和舷外负载的梅赛德斯(Mercedes)。但我们没有讨论的一个因素是这些因素对250日元涡旋强度的影响。

内侧加载的前翼，比如法拉利，会夸大距离机翼中部250 mm的转换点的压力差异。

这将加强250日元的漩涡，并可能是为什么大多数球队-即使是红牛和梅赛德斯-他们的前翼保留了略有不同的哲学-在一定程度上在本赛季朝着这个方向前进的原因之一。

最重要的是，您需要平衡漩涡的强度，以便它们可以保持在最佳位置。

如果Y250涡旋太强，它可能会将斗篷/J风叶涡拉出，远离挡板。如果Y250太弱，它可能会被拉到地板下，把扳手扔进我们微调的涡流系统的工作中。

要创造一辆真正驾驭良好的汽车，涡流的一致定位是至关重要的。

无论汽车是在侧风中行驶，还是在弯道上翻滚，还是在路缘上颠簸，重要的是每个涡流都要尽可能地靠近最佳位置。否则，赛车的下压力和抓地力将从一个角落改变到另一个角落，一圈又一圈。

这是司机讨厌的一件事，因为这会影响他们对汽车性能的信心和信任，并使他们更难从汽车中获得最大利益。正是在这里，海角与J风向标的一些利弊开始显现。

由于J叶片与机头相连的方式，它天生就有很多垂直的表面。

这些都是很好的缓解侧风的影响，通过拉直气流，并使其与汽车前进的方向对齐。这有助于防止250日元的涡旋以这样或那样的方式被吹走，使其保持在同一地点。

另一方面，斗篷可以更容易地进一步向前安装在鼻子上。通过尽可能靠近Y250涡旋最初形成的点，它能够更早地影响该涡旋的位置，在来不及拉回它之前阻止它漂移得太高或太宽。

每种策略之间的差异是微妙的，当开始研究时，一种策略相对于另一种策略的优势可能不会立即明显。

最好的解决方案只有在几个月甚至几年的开发之后才会变得明朗，而且对于不同的汽车很可能是不同的。

我当然不会说知道哪辆车一定会给你最快的赛车。然而，今年围场的观点似乎确实倾向于海角。

这将是令人着迷的，看看梅赛德斯，红牛，和其他斗篷十字军发现自己今年拥有比他们的J风向标运动对手更好的操控汽车。

如果他们这样做了，预计在不太遥远的将来会看到一辆红色的车穿着斗篷抵达大奖赛。