迈凯轮直道狂飙之独门迷器——尾翼失速浅析

    F1赛车的尾翼产生了整车1/3的下压力。但是尾翼也有副作用，它赛车在高速行驶中会产生大量的阻力。想要提高最高时速，降低空气阻力是最重要的。很显然，对于尾翼来说，想要增加上述两个力中的一个力另一个力必然也会随之增加，反之亦然。所以在弯道的时候，我们需要高下压力、高阻力的组合保证强有力的抓地，在大直道的时候，研发人员会想尽可能的增加最高时速，这时下压力就成了累赘，他们就会想尽可能的减少阻力。

    当气流流过尾翼的下表面，后缘气流会倾向减慢速度并且分离（注：下表面气流首先会加速，过峰值点后由于逆压，气流会减速，减到无力抵抗逆压的时候，气流就会向车头流，分离就会发生），大多数情况下，这是车队不愿看到的，因为后缘分离产生了很多的空阻。但是当超过临界点，尾翼气流完全分离从而导致失速的时候，空阻会大幅减小，下压力也会戏剧性的降低。

    尾翼迎角（倾斜角）越大，气流分离的可能性就越大。为了改善这种状况，空气动力设计者把尾翼分成了独立的几片小翼，小翼中间留出了一点空隙，尾翼上表面的高压气流通过这些缝隙流到了下表面，这样就加速了翼下气流的速度。

    在90年代，F1的技术规则对尾翼片的数量还没有限制。渐渐的，FIA觉得尾翼产生下压力有点高了，所以他们慢慢加强了对小尾翼片数量的限制，最初限制4个，后来改为3个直到现在的2个。现在各队的尾翼都是有2小片组成，一个主翼和一个副翼，主翼在前，副翼在后。这样的话尾翼理论上就只有一个间隙。但是这项规定对间隙的定义很含糊，所以如果你要在主翼中间开一个15cm的小缝，也不用遮遮掩掩，规则管不了，所有车队早就这么干了。

    去年BMW Sauber和McLaren的尾翼开的15cm的小缝有点不一样，这缝的入口向出口会慢慢变宽，在出口处甚至跟整个尾翼一样宽。根据设计，气流会以指定的角度流向尾翼下表面，差不多与通过尾翼的大部分气流平行。这又钻了一个规则的空子，虽然缝的尾部已经于尾翼一样宽，但是头部却符合“只能开在尾翼中间”的规定，而且主翼依然完整，小翼个数仍是2个。这样“伪三翼”的设计增加了尾翼的临界迎角，提供了更大下压力的可能性。今年Williams也是这样设计了他们的尾翼。

    之前各车队都在探索如何利用尾翼失速来减小阻力，增加赛车的最高时速。他们发现，通过可变尾翼，在高速状态下，尾翼上的缝隙变小，使尾翼失速。FIA通过加强强度测试和强制安装尾翼间距固定装置的手段阻止了这种设计。现在安装尾翼间距固定装是尾翼的强制部件，它是一块在两片尾翼之间固定的一块板，这样一来这两片尾翼就不能移动了。

    MP4-25的尾翼并没有在主翼上开缝，而是开在了副翼上。大家都在投诉FIA说这样是犯规，如果这真的是不符合规定的话，迈凯轮就是在利用它使尾翼失速。首先，这样开缝会把气流导向不同于主要气流的方向，如果正好与主气流垂直，开缝出来的气流足可以把主气流干掉导致尾翼失速；其次，是在低速状态下，开缝出来的气流可以帮助维持整体气流干净。在高速状态下，开缝会组织气流通过，这样的话开缝就不会使尾翼失速。

    在上述设计的基础上，只要稍加修改调试，尾翼就会在低速状态下正常工作，提供下压力，在急速状态下使尾翼失速，降低阻力。这也是为何迈凯轮的赛车在前三站的第三个计时点长直道上总要比其他车队快出很多的原因。