Vol.171 F1 赛车如何靠「作弊」夺冠

什么是 F1？F1 赛车为什么可以跑这么快？

F1 中的 F 指 Formula，简单来说就是符合国际汽联所定规则的开轮式、单座赛车，F1 则代表了赛车运动的技术巅峰。

F1 赛车跑得快，离不开车手精湛的驾驶技术、团队合作及车队不遗余力的资源投入，但更重要的是 F1 工程师总能最大限度地利用规则乃至找到漏洞突破规则，甚至「作弊」。

早期的 F1 赛车为了减少风阻提高速度，都设计成纤细的流线型。20 世纪60 年代的 F1 赛车最高速度已经接近 300 km/h 了，但在弯道很容易因为抓地力不足而失控。

为了解决这个问题，1968 年， Lotus49B 赛车上出现了一个物理「外挂」——倒立机翼。

与飞机机翼产生升力相反，它能为赛车提供下压力，让赛车在过弯时轮胎紧抓赛道，更易操控，车手在过弯时可以选择少减速从而提高了整体圈速。

这种看起来简陋的装置一经使用就效果显著，其他车队纷纷效仿推出了各自研发的改进版本。直到现在，这些翼片依然是 F1 空气动力学设计中极其重要的部分。

不过，随着 F1 的进一步加速，这些附加翼片产生的下压力也不够了，设计师开始将目光转向改造车辆本身的形状，尤其是改造底板部分。

1977 年，同样是莲花赛车，推出了 Lotus78 赛车。特殊的侧箱底部形状和两侧的接地侧裙将低压区与外侧气流隔绝并将其封闭在车底，赛车像一整块翼面一样把自己「吸」在赛道上。

这就是 F1 赛车的地面效应技术。借此，Lotus78 与 Lotus79 横扫了 1978 赛季，获得车手与车队总冠军。

同样是在 1978 年，布拉汉姆车队的 BT46B 赛车还搭载了终极「外挂」，赛车尾部的巨大风扇将车底的空气不断抽出，制造更大的下压力。

虽然 FIA 规定禁止使用可移动的空气动力装置，但车队辩称风扇是为引擎散热的，不算违规。这辆车首次出场就夺得冠军，引发各车队的联合抵制，只出场一次就被封存。

地面效应车虽然可以获得巨大的下压力，但也极其不稳定。在 1982 年一系列致命事故后，FIA 彻底禁用了地面效应车。第二年的新规中，赛车部分底板被强制要求设计成平板，侧裙也被完全禁止。

地面效应技术被禁用后，现在的 F1 赛车主要是通过前翼、底板和后扩散器产生下压力，原理和之前大致相同，只是结构更复杂了。

然而即使是越来越严格的规则，也没有阻止像泰瑞尔车队的 X-wings，布朗 GP 车队的双层扩散器、迈凯伦车队的 F-duct 等一系列开挂神器不断出现。

而除了对赛车空气动力学的限制，FIA 还限制了引擎。比如 2014 年的引擎新规就详细规定了必须采用由六个独立部件构成的 1.6 L 排量涡轮增压混合动力 V6 引擎，或称动力单元。

通过复杂的能量回收过程，在比赛过程中可以向电池充电并在需要时消耗电能加速。

除此之外，FIA 也限制了转速、燃油流速等，督促各个厂商更专注于提升引擎热效率。然而在很长时间内，引擎的技术规则都没这么严格，仅对排气量做了简单限制。

80 年代，规则禁止赛中加油，并限制油箱容积为 220 L，这让大排量引擎的赛车甚至难以跑完全程。于是，有的车队就将燃油冷却至 -30℃，利用热胀冷缩的原理让 220 L 的油箱最多装进了常温下 250 L 的燃油。

FIA 很久之后才意识到这个问题，将容积限制改为重量限制才最终堵上了这个漏洞。

同一时期，车队还致力于压榨引擎的极限，在正赛前一天决定发车顺序的排位赛中，通过调校让引擎达到正常功率的两倍甚至更多，代价就是引擎在短暂几圈做出成绩后就报废。

即使在正赛中，引擎也常常不堪重负。FIA 通过限制赛季内使用的引擎数量终结了这一局面。

除了在排位赛里想办法，引擎本身也可能被车队动了手脚。2019 赛季的法拉利赛车展现出了过于强大的动力优势，于是红牛车队向国际汽联提出了使用脉冲电信号干扰燃油流量传感器合法性的质询。

国际汽联因此发布了一系列颇有针对性的技术指令并对法拉利车队展开了调查，但是最终只是以二者之间达成秘密协议而结束，代价就是法拉利车队在新赛季中成绩一落千丈。

FIA 对赛车及车队的限制的其中一个原因是为了避免某些车队通过钞能力遥遥领先，让比赛失去观赏性，但最重要的原因是保护车手的生命安全。

现在的 F1 赛车在弯道减速时，车手最高会承受约 6G 的 G 力，已经接近正常人能承受的极限，因此 F1 车手都有着极为粗壮的脖子。

此外，F1 车手还时常面临失控冲出赛道的情况，即使是精心设计的缓冲区也不一定有效。

2020 年的巴林大奖赛，哈斯车队的格罗斯高速撞上钢制护栏，赛车断裂成两段并燃起大火，然而他最终在撞击后从大火中爬出残骸，仅受轻伤。

这就是国际汽联多年来推行碳纤维单体壳、防火赛车服、HALO 系统等安全装置的成果。

当然，作为一项激烈的赛车运动，事故总归难以避免，尤其当发生撞车大乱斗时，你不仅能听到车手们夺冠梦碎的声音，还能闻到钞票燃烧的味道。