F1风洞
(Wind Tunnel)：风洞是用来量测气流对正在比赛中的赛车所造成的影响，通常风洞都会有不同的风速，然後经由精密的电子仪器量测出对车子的影响
风洞大体上讲是用来得到测试试验结果和空气动力的最佳化.它们可以非常接近地模拟在户外气流和流动速度的真实性.这样做可以很好地避免(气流)不均匀的现象,因为任何一点气流上的轻微差别都可能影响这个测试项目,最后会给空气动力学家提供错误的数据,使他们做出错误的决定.
第一种是开放式巡回风洞,空气从开口进入.最好的建造此风洞的方法是一个吹风机的造型.风扇在风洞的开口处,然后往里吹风.吹进空气漩涡是一个可能发生的问题,一般来讲,吹风机风洞比suckdown风洞要缺乏敏锐度.出口处从一台离心式鼓风机吹出的风流很不稳定而且紊乱,但是没有了直接吹入流动的低频率摇摆.这种风洞不会在以后将不被看好,因为它们不是F1进步中的首选.
最令人们感兴趣的是闭合式巡回风洞.也叫"跑马场"或"关闭的回环",它们由轴向风扇提供动力.从原理上讲,比开放式巡回风洞要有更多的统一流动.它们经常被选为大的风洞(也对F1),但注意的是在入口到收缩处维持良好的风流.在出口处的风流来自第四拐角(从测试区开始数)清楚地表明在这里没有比离心式鼓风机要好多少,尽管拐角处的翼片是用来减少气体紊乱(它们可被看作只有在一个方向又多面墙的蜂房).
空气动力学家告诉我们,F1的风洞是一种低速闭合式巡回风洞.这说明我们在谈及风速接近10到100米每秒,在风洞中同样的空气会被再流通.气流是回转的,代表性的为4个90度的拐角,每个拐角中的翼片一个挨着一个,它们可以防止气流的紊乱.
风洞里总有一个小翼片,叫做"呼吸器",这些地方的拐角使得内部气流在运行中热量升高的时候不会增加.呼吸器最好被放置在回路通道中内部气压接近于大气压的地方,一般围绕在测试区直径的下游尾部.这些修正了的空气通过呼吸器对扩散器的运行没有好处,但是在呼吸器以外的地方由释放的烟雾可以容易地查出这些修正了的气流
尽管一些老的风洞有"自有射流"测试项(在观察室里隧道的一部分),只有地板,没有墙或屋顶(来自Gustav Eiffel).这不能被推荐来做高精度的实验.
像刚才说的,多数闭合式巡回风洞被轴向风扇所驱动,风扇产生一个静态压力的上升(在轴向速度或动力压力中没有可评估的变化).为风洞设计轴向风扇是一个很复杂的任务,这就是为什么F1总有一个特别设计的风扇来最大化试验项目而且降低成本.
因为冲击波可能会以高度的扇叶速(在风扇扇叶上轴向速度)扰乱来自风扇的常规气流,风扇被改进成保持扇叶速尽可能的低,至多2或3倍于开始的轴向速度.这引起扇叶的排列来类比一台轴向流动的压缩机,在压缩机转子前面有一个定子排.返回到一致的,非旋涡气流是必需的,中心控制室的直径被限制得很小,很少超过风扇的50%.像临近扇片间距的结果规则地围绕在周围,从底部到顶部的变化都很大.
F1风洞的风扇一般放置在第二个拐角的下游,在这里交叉组合的面积是测试区的两倍以上.这样就不需解释那么大一个风扇却可以制造出如此小的风速来产生相同的气流.因此就需要更少的rpm,震动,噪音和动力浪费.
因为高精度试验的要求(除了极高精的最优化测试),F1风洞有特殊的配置来提高测试能力:
滚动皮带:风洞测试区的地板用来模拟赛道.这样做使赛道在车底下以相同于实际速度和周围流动的空气.这可能被看作是无用的做法,但是事实远不是如此.测试还要完全模仿轮胎真实的运转.轮胎旋转速度达可到300KM/h,这就产生了很多震荡.在静态地板上测量静止车轮旁边气流和旋转的轮子是完全不同的.
运行高度模仿:当测试一辆F1赛车时,赛车被一根碳棒固定在它应有的位置.在现在大多数的风洞中,这些碳棒含有水压系统,是工程师可以调整乘驾高度精确到1毫米.而且可以测量悬架产生的阻力.