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F1赛车采用的单壳体车身称得上是现代工程的杰作,它由碳纤维和蜂窝状铝板材料在车体模型上“粘贴”成型后,经过高温高压下结合而来。有人乐称其为“三明治”结构:两外层为碳纤维,中间是蜂窝状铝板。此外,在车身某些地方(如打孔处),还使用了吐弗诺(tufnol)(现代防弹衣的用料)以实现局部加固。单壳体车身虽然仅重35公斤,但是它却十分坚固,被喻为车手的生存舱。
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到F1赛车车身,便不得不提及各种应用其上的空气动力学组件。正是由于空气动力学原理在车身和底盘设计上的广泛应用,才使得F1赛车可以达到任何赛车都无法比拟的水平和规模。这也是F1卓尔不群的原因之一。 对空气动力学在车身设计上应用的研究工作是近20年才兴起的。上世纪60年代,F1车队认识到在车身不同地方加装翼板等扰流部件能够有效提高赛车在弯道上的速度,但由于当时缺乏理论体系指导,对这些翼板该加装在什么地方,翼板的面积大小、角度如何等车队并没有一个成形的概念,大家都在不断的摸索和尝试中。再加上当时的加工工艺并不成熟,翼板在比赛中脱落造成伤亡的例子比比皆是,于是,在赛车上加装空气动力学部件一度被禁止。然而,随着空气动力学理论体系的发展,加上计算机科技的兴起,使车队深入研究空气动力学对赛车影响的想法变成了可能。 一直到了上世纪70年代,终于有人想出了得以实现的办法。这个人便是现任麦凯伦车队的首席设计师纽维。他从南安普顿大学毕业时的毕业论文便是以此为题,当时他尚是一个初出茅庐的小子,但是这一石破天惊的想法让他成为了F1赛车设计和空气动力学结合的开山鼻祖。 我们知道,赛车的车身是综合考虑减少车身迎风面积和增加与地面附着力以及赛车运动规则而成型的。赛车在疾驶时,迎面会遇到极大的空气阻力,为了减少空气阻力,赛车外形要尽可能呈流线型,座椅靠背倾角便于使车手处于半卧坐姿,以获得较小的迎风面积。通过减小迎风面积并采用扰流装置,借以减小空气阻力,提高速度。赛车车身设计师们必须将影响空气动力表现的各种因素都分析得清清楚楚。 F1车队在每一场比赛都会用上新版的、不同的空气动力学组件,如果车队间的竞争和自然的力量已经不是车队考虑的重点,那么赛车主办单位FIA永远会导入新的规则来限制F1赛车的速度。年复一年,空气动力学的专家们通过不断的改良与创新,让空气动力学效益更上一层楼。所以,今日的F1赛车堪称是地球上最完美的贴地飞行器。摘自,搜狐。
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F1赛车比赛规则规定,赛车加车手的总重量不可低于600公斤。为了使重量保持最小,所有车队都广泛使用碳纤材料,而这些材料的强固性足以支撑车子的重量。 在20世纪70年代末期,碳纤材料首先应用在飞机机翼上。1981年,McLaren车队首次以碳纤材料制造整个赛车底盘,并以之取代传统的铝制底盘。防止在编织碳纤板之间混入异物,F1赛车的碳纤车身往往是在净室中以手工方式制造而成。
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防火耐高温坚固的材质
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主要是轻质材料,但非常坚固。
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近距离目睹过F1赛车的人不仅会赞叹其优美的外表,而且会惊奇地发现它并不是什么庞然大物。赛车最宽处不超过1.8米,长约4.5米,高约1米。此外,若不是规定比赛的重量(包括燃料和车手)必须在600公斤以上,它会比现在还要轻。与我们普通家用轿车相比,虽然F1赛车长和宽相差无几,但显然要矮得多,同时也要轻得多。然而,F1赛车同普通轿车甚至跑车的差别远不止这些,它还有众多为人鲜知的独特之处。 众所周知,F1赛车动力强劲。这强大的动力来自安装在车手身后、隐藏在流线型车体内的发动机。F1赛车发动机的功率在800马力以上。相比之下,普通家用轿车发动机的推力为100马力左右。由于功率大加上车重量轻,F1赛车具有相当高的功率推力与重量比(比功率)。高值比功率和其他先进的汽车技术相结合使得F1赛车在赛道上表现非凡:时速从0到160公里仅需3秒钟;最高时速超过360公里。 你也许会说,F1的成绩同数年前英国SSR汽车在美国黑岩沙漠上创造的超音速相比,只不过是小巫见大巫。这话固然不假,但是,要知道SSR动用的是两台喷气式航空发动机,而F1采用的只能是国际汽联(FIA)规定的V10(10汽缸,V型排列)自进气式4冲程燃油发动机,且汽缸总容量(工作容积)小于3升。 考虑到安全因素,FIA禁止车队使用机械增压和涡轮增压技术并对汽缸容量采取了限制措施,但是从过去近10年的发展中,人们发现规定并没有束缚工程技术人员的创新,赛车发动机在外形尺寸更紧凑、重量更轻的同时,功率却在逐渐提高。2001年法拉利赛车F2001采用的050型发动机的长589毫米、宽530毫米、高353毫米,重量仅97公斤,最大功率超过800马力;去年宝马公司为合作伙伴威廉姆斯车队赛车提供的发动机的最大功率竟然达到了900马力。对此有人提出今后应进一步降低汽缸容量。 F1发动机体积小推力大的奥秘在于它能以每分钟18000转甚至更高的速度运转,这比普通轿车发动机的转速高出两倍,当然高速运转也意味着在单位时间内多做功。虽然在实际情况下,发动机产生的功率同转速不能达到理论上的线性增长关系,但是F1发动机那800多马力的输出功率已让普通发动机望尘莫及。为了实现高速运转,F1发动机采用汽缸直径(缸径)大、活塞运动行程(冲程)短的构造。上面提到的法拉利050型发动机中,汽缸直径和冲程长度分别约为96毫米和41.4毫米。各车队的发动机除缸径和冲程尺寸不同外,另外最大的差别就是汽缸的夹角,变化范围为70至111度。 F1发动机所用材料的95%为金属铝和钢(它们用量比约为2∶1),剩余5%为钛、镁和碳纤维等。无论哪种材料,它们必须经受得住高温的考验。比赛时,发动机内表面的温度超过300摄氏度,机油和冷却水的温度也达115至120摄氏度;进站停下来加油和换胎时,机油和冷却水的温度会立刻上升到140摄氏度。此外,为F1发动机功率大,但也相当费油,是典型的“油耗子”,每升油大约能跑1.5公里。比较而言,普通轿车每升油可跑10公里。 神奇无比的“风翼” 从空气动力学来讲,4轮裸露在车身外的F1赛车的合理性远不如4轮包裹的跑车。然而,利用现代计算机技术和风动技术,设计们却将空气动力学在F1赛车上发挥得淋漓尽致。大家知道,F1赛道直道和弯道的结合体,比赛中需要赛车即能在直道上全速行驶,又能以相对高的速度稳定地通过弯道。 全速在直道上奔驰时要求赛车受到的阻力最小,而快速稳定过弯则要求赛车轮胎具有足够的抓地力。由于高速过弯在比赛能帮助赛车创造最佳的单圈成绩,因此设计师对F1赛车外形进行了精心的设计以获得足够的下压力。F1赛车除车体本身的流线型设计和底盘的导流板能产生下压力外,还有近60%的下压力来自赛车的前、后定风翼。定风翼如同倒装的飞机机翼,机翼产生上升力,而定风翼产生的则是下压力。通常,F1赛车前定风翼产生的下压力为赛车总下压力的25%,后定风翼为33%。比赛中,如果离前车较近,前车尾部的湍流将导致后车的前定风翼损失约30%的下压力,转弯时出现转向不足。 当赛车时速全速行驶时,赛车产生的下压力可达赛车自身重量的两倍。理论上讲,如此大的下压力的作用下,F1赛车可以在天花板上高速行驶。然而,定风翼如同一把双刃剑,它即产生了赛车高速过弯时所需的下压力,同时又产生了影响赛车全速前行的阻力。设计师面临的挑战之一就是要找到定风翼产生下压力和阻力的最佳平衡点。有趣的是,这个平衡点随着赛道的不同而变化。因 而,我们可以看到赛车在不同的赛车上其前定风翼、后定风翼、导流板都会有一定的变化。 轻巧坚固的“身躯” F1赛车采用的单壳体车身称得上是现代工程的杰作,它由碳纤维和蜂窝状铝板材料在车体模型上“粘贴”成型后,经过高温高压下结合而来。有人乐称其为“三明治”结构:两外层为碳纤维,中间是蜂窝状铝板。此外,在车身某些地方(如打孔处),还使用了吐弗诺(tufnol)(现代防弹衣的用料)以实现局部加固。单壳体车身虽然仅重35公斤,但是它却十分坚固,被喻为车手的生存舱。1994年巴西著名车手塞纳在赛场事故中不幸丧生后,赛车的安全性不断提高。过去近10年中,虽然赛场上事故频频,但是再没有出现塞纳那样的悲剧。 安全性提高的原因之一是FIA更加严格的要求。F1赛车在获准上赛道前,其车身必须通过FIA规定的碰撞试验。英国克兰菲尔德大学的克兰菲尔德碰撞中心(CIC)承担了多数以英国为基地的车队的碰撞试验,费用为每天3500美元。碰撞试验分动态和静态两类。动态试验包括车体前碰撞、侧碰撞、后碰撞、翻滚和底盘冲击。各种试验的方式、施加的外力和达到的标准各不相同,但目的都是为了保证车手在事故中能安全逃生。如车体前碰撞试验是要检验车鼻箱保护车手脚和踝的能力,以及车体(特别是鼻箱)吸收碰撞能量降低车手所受减速力的能力。 每个赛季,各车队为自己的车手准备的车身数目不等,如2001年大车队在7至9个,中小车队4至6个。通常在事故中如果车身损坏不严重,工程人员会将其修复并通过检测后重新使用,只有受损严重无法修复的车身才会被“丢弃”。 任劳任怨的“四足” 常言道“千里之行始于足下”,这话用在F1赛车可谓恰如其分。为取得好成绩,F1赛车必须具有工作状况良好的车胎。专家认为,车胎是影响当今F1赛车表现单一的、最重要的因素。只有车胎紧紧“抓住”地面同时又不产生不必要的摩擦力,赛车才能正常地高速行驶。再好的赛车没有理想的车轮也无法创造好成绩,这如同让卡尔·刘易斯穿上不合适的鞋(如大皮靴)难以成为百米“飞人”一般。 家用汽车通常使用一套车胎便能在任何天气(大雪除外)情况下行驶。F1赛车却配备了两种车胎:干胎和雨胎。前者用于干燥赛道,后者用于湿滑赛道。制造F1赛车轮胎的4种基本成分为橡胶聚合物、碳黑素(颜料)、石油和化学物品。不同的赛道和不同的赛车,生产车胎的配方有所不同。 根据FIA的规定,前轮胎的宽度为305至355毫米,胎面宽不超过270毫米;后轮胎的宽度为365至380毫米。在轮胎宽度和胎面尺寸固定和车胎气压正常的情况下,一般来说,车胎接触地面的面积越大,赛车抓地力也就越大。为获得理想的抓地效果,上世纪90年代末以前,F1赛场上流行“光头”干胎。出于安全因素,为降低车速,现在FIA要求干胎的胎面上必须开有4条上宽不小于14毫米、下宽小于10毫米、深不小于2.5毫米的槽,槽间距为50毫米。而湿胎胎面排水槽的面积为胎面总面积的25%。 无论干胎还是湿胎,它们都有理想的工作温度。干胎胎面的高效工作温度约为100摄氏度;湿胎约为40摄氏度。为让赛车尽快进入比赛状态,赛车在出发前,工作人员常常要用电加热毯将车胎包裹起来加温,需要加热90分钟才能使干胎达到合适的温度。比赛中如胎面温度过高,会加速干胎或湿胎的磨损。在半干半湿的赛道上,观众常能看到安装着湿胎的赛车为避免胎面温度过高,不得不避开逐渐变干的行驶轨迹而选择潮湿的道路“行走”。 为保证赛车车胎的气压相当稳定,F1赛车的轮胎充入的是无水分氦气。车手在比赛中尽可能地保护好车胎是赢得胜利的一个关键因素,他的驾驶方式、赛道表面的状况和赛道温度都能影响胎面的工作效率,从而影响赛车的行驶性能。 根据比赛规则,每场比赛(练习、排位赛和正式比赛)每辆赛车可以使用10套干胎(分软胎和硬胎两种)和湿胎7套,无论是干胎还是湿胎都要比普通轿车的车胎软许多。每套车胎价格约为6000美元,每辆赛车在每场距离略超过305公里的正式比赛中通常要用掉3套车胎。 。
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我觉得是防火材料