剖析:F1赛⻋是什么(What is F1 Racing Car)
-安全前提下的极致下压力、极低阻力、极致轻量化、极致动力输出和精准操控
-对比非F1赛车:更强调平衡性能、实用、舒适、安全性、成本、法规
暴露的问题: 这种设计忽视了驾驶行为的本质特殊性——它是一个需要持续视觉专注、快速反应、低认知负荷的高风险任务环境。就在今年,我们在电影院看到布拉德·皮特在电影《F1:狂飙飞车》中驾驶赛车风驰电掣时,那辆低矮、嚣张、布满翼片的赛车和我们在街上看到的豪华跑车截然不同。
这种差异并非只是为了好看,这种差异源于它们完全不同的设计目标:F1赛车是为赛道而生的终极速度机器,一切设计只为更快一圈;而普通跑车则需要在速度、舒适、实用和法规之间取得平衡。
我们可以从多个方面清晰地看到这种区别。
F1比赛现场(图 /《F1:狂飙飞车》官方剧照)
极致效率(Extreme efficiency)
-极轻:少料且高度暴露
碳纤维复合材料(单体壳、车身面板、悬挂部件)、钛合金、镁合金、高强度钢/铝合金(部分底盘/传动部件)
-极平衡:重心把控的艺术
三种布局取舍与数据统计
在电影开场,皮特饰演的桑尼·海耶斯从一辆破旧的面包车中钻出,与他后来驾驶的F1赛车形成鲜明对比。
F1赛车采用极简的开放式单座设计,车手几乎半躺在碳纤维单体壳中,头盔完全暴露在外——这一切都是为了尽可能降低重量和风阻。你找不到大灯、雨刷、空调或者音响系统,甚至连像样的内饰都没有,方向盘只是一个布满按钮的控制中心。
机械部件如悬挂、刹车等大多直接暴露,便于快速维修更换。相比之下,即使是高性能跑车,也有封闭的车身、车顶、车门和豪华内饰,所有机械部件都被精心包裹以追求美观和降低风噪。
赛车裸露的机械件(图 /《F1:狂飙飞车》官方剧照)
极低阻⼒(Extremely Low Resistance)
-直道减空气阻力
气流管理极其复杂,旨在控制轮胎尾流、管理气流分离、优化部件间相互作用
-弯道增净下压力
尽一切可能产生巨大的下压力(数倍于车重)
-散热开口设计
冷却刹车、动力单元、液压系统等废料排出并避免紊流
电影的制作团队为了极致真实,与F1官方深度合作,在真实的大奖赛周末于银石、蒙扎等著名赛道进行拍摄。他们使用了基于F2底盘改装、套上F1外观的特制赛车,皮特和另一位演员达姆森·伊德瑞斯都接受了专业训练。
第一视角镜头(图 /《F1:狂飙飞车》官方剧照)
影片中大量第一视角的镜头(IMAX特制拍摄)将观众“塞进”驾驶舱,让你仿佛亲身体验到时速300公里下弯道的离心力,看到轮胎摩擦地面扬起的颗粒,甚至感受到前车尾流带来的扰动。
第一视角镜头(图 /《F1:狂飙飞车》官方剧照)
这些极速镜头背后,隐藏着F1赛车的核心科学——空气动力学的极致运用,这也是它与普通跑车最本质的区别。
第一视角镜头(图 /《F1:狂飙飞车》官方剧照)
F1赛车在高速行驶时更像一台“贴地飞行的飞机”,只不过它利用空气动力学追求的是巨大的下压力,而非升力。电影中有一个关键情节:皮特在试图超车时赛车开始剧烈颠簸,他大骂“我们的车太差了”、“车在脏空气(dirty air)里晃得厉害”。
赛车行驶中带出来的脏空气(图 /《F1:狂飙飞车》官方剧照)
这“脏空气”就是前车尾部产生的紊乱气流,它会严重破坏后车精心设计的气动效应,导致下压力损失和操控困难。
为了克服这一点并产生惊人的下压力,F1赛车的空气动力学设计远比跑车复杂和极端。前翼不仅自身产生下压力,更负责梳理流向车身其他部位的气流;尾翼则通过与飞机机翼相反的原理,在车尾产生强大的下压力。
电影中,凯莉·康顿饰演的女工程师凯特·麦肯娜就如同现实中的空力专家,通过风洞测试不断优化赛车的设置。
普通跑车的空气动力学设计则温和得多。其主要目标是优化造型以降低风阻系数,提升燃油经济性和高速稳定性,同时在高速时产生适度且可控的下压力或减小升力,以保证安全和操控信心。
可调节余地(Adjustable Margin)
-效率考虑
车手在比赛中可通过方向盘调节前翼攻角、后翼减阻系统
影片还精彩地展示了DRS(减阻系统)的工作过程:当车手准备在直道上超车时,会手动开启DRS,此时尾翼的上层翼片会变得近乎水平,大幅减少空气阻力,让赛车获得爆发性的加速能力。
此外,电影高潮部分,皮特和伊德瑞斯驾驶的赛车利用“尾流效应”紧密配合,后车进入前车尾部低压区,仿佛被“吸”着走,从而在瞬间获得极速提升完成超车,更是对空气动力学巧妙运用的精彩呈现。
虽然一些高性能跑车也会配备可升降的尾翼,但其复杂性和产生的下压力规模与F1完全不在一个量级。在世界大学生方程式赛车中,加入DRS系统可减少高达78%的阻力,其重要性不言而喻。
DRS开启前后对比,(图 /Cometoplay)
第一视角镜头(图 /《F1:狂飙飞车》官方剧照)
结论(Conclusion)
在极其严苛规则下追求极致性能的“空气动力学实验平台”,数据可反哺非F1赛车设计领域。
通过《F1:狂飙飞车》中那些令人窒息的赛道镜头和幕后细节,我们可以直观地感受到,F1赛车的每一个棱角、每一片翼片、每一个开口都为了速度而生,是功能至上的极致体现。而普通跑车,则是工程与艺术在现实约束下的平衡之作。
两者最大的区别,就在于“唯快不破”的赛道机器与“面面俱到”的公路伙伴之间设计哲学的根本不同。
F1赛车(图 /《F1:狂飙飞车》官方剧照)
但F1赛车作为全世界最著名的“空气动力学实验平台”,一个世纪以来不断给汽车工业设计带来大量经验,为民用汽车提供丰富的视觉设计语言和技术参数,这一点我们对赛车领域致以最大的敬意。
车身赞助商贴纸(图 /《F1:狂飙飞车》官方剧照)
《F1:狂飙飞车》里还有一个有趣的地方:车队在赛季中不断寻找和签约新赞助商,一开始车身赞助商贴纸稀少,随着剧情发展逐渐增加新的品牌——这是一个业外人不容易了解的领域,和赛车与家用车的区别一样,不是一个市场导向行为主导的。
这可多达上亿的赞助商行为,很多时候长达3~5年的(如万宝路)、能带来技术支持的(如轮胎企业)、车手个人是否品牌之友(如周冠宇签lululemon)等因素会在车身贴纸上明确暴露,也算是电影里一个细节彩蛋吧。
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