賽季雜談︰論柔性底板的爭議?車隊是如何利用漏洞獲得優勢?

綜觀2022年的上半賽季,千變萬化的F1世界為我們帶來了不少話題,比賽中有紅牛 vs Ferrari的精彩對決,也有中游多隊的混戰。而今季在引入前所未見之多的改制下,新規也為車迷們帶來很多值得討論的地方,由Ferrari的凹型側箱(Concave Sidepod),再到Mercedes的垂直側箱(Vertical Sidepod),可謂每一支車隊的設計都有其搶眼的焦點。不過,說到車迷之間被討論得最多的,非海豚跳(Porpoising)莫屬,自從2月西班牙的冬測起,有關海豚跳的話題至今幾乎從未間斷,在近期FIA更將引入技術指令(比利時站實施),計劃強制車隊緩解跳動現象。然而有趣的是,FIA向車隊表示在調查過程當中,發現「有些車隊」以特別的方式解讀了規則,創造出柔性底板(Flexi Floor)並取得了一定的氣動優勢(Aerodynamic Benefits)。那麼,成為了大家的焦點的Flexi Floor究竟是什麼?它是以什麼原理運作?誰又會成為此次改動的輸家?

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底板構造、木板由來與FIA的監測


要明白柔性底板的概念,以及了解車隊所鑽的漏洞,那就先要了解底板的構造。2022年地效(Ground Effect)賽車的底板大致可分為3個部份︰外緣(Floor Edge)、文丘里管(Venturi Tunnel)和木板區(Plank)。文丘里管是工程師設計用來引導氣流準確地通過車底的部件,也是今季賽車下壓力(Downforce)的主要來源;外緣是用來封裝(Encapsulate)底板的東西,以避免氣流從底板中流走,繼而破壞外圍氣流流動的整體性的可能;木板則是FIA用來監測賽車底板是否運行過低的利器,避免因此對車手構成不安全的風險。而木板正正就是今次討論的重點,亦即是柔性底板所在的地方。

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F1強制車隊安裝木板可追溯至1994年的聖馬力諾站,「車神」Senna的死亡意外後開始。在Senna之死的調查當中,有一個理論曾指出當時的安全車(Safety Car)速度過低,因而導致Senna的Williams戰車的胎溫及胎壓下降,繼而令其FW16過度接近地面。在通過Imola賽道的Tamburello彎時,戰車車底觸地而做成氣流中斷(Air Stall),賽車在突然失去下壓力下也就失控撞牆了。在那一次意外後,F1就引入了一塊厚10mm、闊30cm的木板安裝在賽車底板中間,用以監測賽車是否運行過低。

監測方法很簡單,FIA會在賽後在木板中的穿孔中以間尺作出量度(感謝周冠宇為大家提供清晰的木板圖片),若木板的厚度在賽後被削薄多於1mm(即是只剩下少於9mm),那麼該車手就會被即時取消資格。有趣的是,雖被稱為「木板」,但其實FIA沒有特別限制其製造物料(只規範其密度),因此現在的木板基本是以原木混合玻璃纖維而成,木板也就更輕和更耐磨。而且車隊也可以在量度孔四周安裝金屬板(Skid Block),重點保護該位置的木板,令其更難被削薄。

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柔性底板的運作原理


眾所周知,要最大化今季規則強調的地面效應,賽車就必須愈接近地面愈好,這樣氣流才能以更高的速度通過,從而製造更多下壓力並減少阻力(Drag)。不過凡事皆有兩面,底板運行過低的話,車底木板便有很大機會因長期觸地而過度磨損,最終違反FIA的木板厚度規則而被DSQ。

說了這麼多,那麼漏洞出現在哪裡?答案就在FIA的木板檢測方法之中。從先前的圖片中可見,一輛F1賽車的木板是有6個孔洞的,3個位於前方,2個位於中間,然後1個位於尾部。不過,FIA其實只會在頭3個孔中進行檢測,其餘孔則不予理會。而正正是FIA這種選擇性檢測的方法讓想將地面效應最大化的車隊工程師發現有操作空間,亦即是柔性底板的誕生。

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車隊的工程師將木板分成兩段,一段是FIA會進行檢測的前木板(Front Plank),一段是沒人監測的後木板(Rear Plant),兩者在高速時向下壓彎曲度的幅度(Flexibility)是有所不同的(FIA規則第3.15.8章其實規定賽車在高速時全段木板變形的幅度不得多於2mm,前方最尖端位置更只可變形1mm。同樣地,FIA只會在前方的孔洞中進行檢查)。前木板的用料較硬,因此變形程度(Flexibility)較低;相反,後木板一段用上較軟的物料製成,變形的程度較高。在這樣的設計下,賽車在高速行進時後半段的木板會比前半段先觸地,磨損也就會集中在木板的後半段之中,這其實就是大家口中所言的柔性底板(Flexi Floor)。

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換言之,使用此技巧的車隊可以比其他車隊將底板運行得更低,取得下壓力上的好處,而且工程師也就不用擔心前半段被磨到違反厚度規則的問題了。而即使後半段底板磨損過度,甚至變形過度也沒有問題,事關FIA的監測程序只會檢測前半段的木板孔,車隊只要保證前半段木板的厚度和變形度合規就好,而後半段木板在無人監管之下自然就成為了各大工程師偷偷取巧的地方。

為何FIA只檢查木板前方?


此時大家心中應該冒起了一個問題,為何FIA會那麼笨,只選擇檢測前方的木板前半段的3個孔,而忽略了後方的孔?事實上,這跟近十幾年的賽車設計有關。


在2022年前的F1世代,賽車底板是以傾角式設計(Rake)為主,整個底板是由前半部份開始愈升愈高,目的是為了增加車底空間,將盡可能多的氣流打進後方的擴散器中(Diffuser),讓擴散器主力製造下壓力。在這一種情況下,底板自然只有前半部份最容易也最接近地面,後半段木板基本上在那個年代是差不多零磨損(除非開上路肩),因此FIA的監測人員普遍都只需要檢查木板的前半部份就可以決定賽車木板厚度是否合規了。

不過在2022年引入地面效應後,F1賽車的設計概念起了很大的變化,強調整個底板需要吸附(Suction)在地面上才可以得到最大的地面效應,從而得到更多的下壓力。所以在今季不少因退賽被抬起的戰車中,大家可以輕易看到木板後半部明顯多了磨損(黑色痕跡)。不過,FIA的檢查方法明顯沒有因為規則改變而做出相應的更動,車隊們看見這個漏洞,那當然會利用去取得優勢。

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前列雙雄受影響?FIA季中引入指令是否合理?


FIA沒有明確指明是那幾支車隊採用了柔性底板,但普遍認為當今前列雙雄 –– 紅牛和Ferrari,他們都有使用到以上技術。紅牛當然否認跟此事有關,領隊Horner便說他們「一直都在規則內行事」,應屆世界冠軍Verstappen更反指「Mercedes的底板才更有問題」。倒是Ferrari較為直接,Binotto就承認了在新指令下「需要做出一些改變去配合」,但也表示「一切安好」、「不著急」。

另一方面,FIA在季中以指令方式引入更改也是極具爭議性的。畢竟以往F1很多時候即使發現規則漏洞,也會待下一季才會作出修正,一方面規則改變要待車隊討論及內部會議批准,另一方面完善規則條文及更正灰色地帶需時也不少。今次FIA以安全理由(賽車運行過低引致海豚跳)直接引入技術指令(Technical Directive),則是近年第一次。

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以安全理由引入規則改變的確是一個正當的理由,畢竟車手安全永遠都是第一,不過車隊們的論點也有其道理。正如Horner所言,規則寫得清清楚楚的,車隊以自己的方式解讀了出來,FIA不能在季中說一句「你以特別方式解讀了規則,這不是我們想要的」,然後就硬要車隊們作出更改,這對辛苦鑽研過規則的車隊不公平,在季中更改規則甚至有機會影響到其公平性。


當然,Horner的抱怨並不能改變技術規則會在比利時站實施的事實。而隨著新指令的引入,FIA表示他們已經完善了規則並提供了一個公平的環境給車隊競爭,以後再出現柔性底板,又或者海豚跳幅度超過了規定,該車隊只會有3次寬限的機會,之後就會被直接被罰。到底新指令會否令Ferrari和紅牛表現退步?對柔性底板技術表示「驚訝」的Mercedes又可否藉此捲土重來?夏休後的比利時站似乎將變得非常有趣。

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