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最近， 《F1：狂飙飞车》一举成为暑期档顶流。

豆瓣8.6分，这部电影让每个不雅众王人实打实地过了把赛车瘾。

毕竟，那种精确到毫秒的刺激、电光火石之间的博弈带来的肾上腺素的飙升，一般东谈主可能很难近距离感受。

为了追求速率，F1赛车王人作念了啥？

在这本 《壁虎、泳衣和遨游器》里， 英国国度物理施行室科学家劳丽·温科莱斯，为咱们详解了赛车里的“黑科技”。

[爱尔兰] 劳丽·温科莱斯｜著

秦鹏｜译

未读·探索家｜出品

01

照应轮胎性能是门玄色艺术

轮胎是车辆停战路之间的唯一往复点，它们制约着车辆的大部分举止。

刹车、加快和转向的灵验性王人受到轮胎与路面往复处情况的影响。但要准确界说一个轮胎的 “握持力”，咱们需要辩论几个不同的因素： 轮胎的材料和想象、轮胎行驶的路面景色，以及它们之间的往复质地。

“照应比赛轮胎的性能算是一门玄色艺术，”前F1轮胎工程师杰玛·哈顿说， “原因之一是轮胎橡胶自身的性质。”

每条赛谈和每辆汽车王人是唯一无二的。每个车手王人有我方的作风。每天的天气王人略有不同。另外，F1赛车的轮胎在比赛中的磨损也必须可算计，这么车队就不错制定一个政策，包括何时进站。

如果你不雅看过F1比赛，东谈主们对 轮胎温度的沦落对你来说就不会目生。

倍耐力分娩的每一种橡胶化合物王人有我方的最好责任温度（这个温度老是比公路车的高得多）。因此，当赛车停在起跑线上好像车库里时，它的四个轮胎王人被加热毯包裹着，温度设定在80 ℃以上。

当车手进站维修时，他们得回的新轮胎也王人是一直保温储存的。“为了最大松手地提升握持力，F1赛车轮胎的材质是柔嫩的，”哈顿说，“这意味着它们升温更快，因此也变得更容易‘粘’在赛谈上。”

一朝运转比赛，由于与赛谈之间的摩擦，轮胎会保持高温。是以，这时的轮胎状态最好。但当温度低于好像超出理念念限制时，事情就变得毒手了。

一朝赛谈上发滋事故，悉数赛车王人必须跟在安全车后头并降速。以较低速率行驶的每一刻王人会冷却轮胎，裁减其握持力。车手们试图通过左右扭捏和急转弯来保持温度，但见效甚微。

收尾是，当赛谈被清算干净，车手们又不错目田竞速时，他们只可使用暂时受影响的轮胎——温度较低、质地较硬，握持力大大裁减。这使他们的赛车变得更慢、更难限度，可能导致一次绝顶垂死的重新运转。

轮胎的温度也有可能过高，这么它的橡胶就会变得绝顶软和黏。当赛谈温度高于预期时，轮胎运转进行渐渐而相对踏实的降解，这就是比赛之是以要有进站花样，以及之是以那么狂躁刺激的缘故。

02

在高温中刹车

刹车片最终的想象计算唯有一个，产生连续、可靠的摩擦力。

当 刹车片与刹车盘往复时，骨子会发生什么呢？

领先，最无庸赘述的是， 会产生无数的热量。

在F1比赛中，卓绝1000℃的制动温度是司空见惯的，这就是为什么你或然会看到刹车盘在车手降速入弯时灼灼放光。

关于这种热量的开首，时时的讲授是，它是由刹车片和刹车盘之间的摩擦产生的，但骨子情况比这更高明一些。

行驶中的汽车领有宽敞的动能，因此为了降速，它需要松手这些能量，并最终将其降为零。

盘式制动器通过将动能调遣为其他体式的能量——主若是热能来兑现这小数，但也有声息，偶尔也有光。

刹车时，刹车片和刹车盘运转相对高速滑动，它们的名义互相作用。刹车片凭借其长长的因素表，被想象成粗俗而带有纹理的神情。但即等于抛光的刹车盘，也不是透澈光滑的。

因此，它们的微不雅名义会互相碰撞，导致其或然迂回变形，或然开裂，以致零散。这不仅产生了阻力，使制动盘降速，还耗散了动能。

在某种进程上，刹车温度高意味着这个历程是灵验的，但如果不加以限度，就会导致好多问题。

当刹车片被制造出来时，它们在高温存高压下被“烹煮”，使黏合剂固化并将摩擦材料黏合到背板上。如果反复或连续地使用刹车片，它们会变得相等热，热到黏合剂运转挥发。逸出的气体在刹车片和刹车板之间形成一个薄层，减少两者的往复，导致摩擦力下落。

这是制动衰减的一种体式，它可能是一个绝顶可怕的履历——刹车踏板踩到底，速率却只下落了小数点。

过高的温度也会导致制动管路中的液压油得意，进一步裁减刹车踏板的反馈速率。 刹车失灵时时是暂时的，不错通过抬起踏板让刹车片降温来立异。盘式制动器比饱读式制动器更不易失效，原因很简便：它们径直表露在空气中，是以不错很快冷却下来。材料的接受也有影响，从腰果壳中索求的化合物不错加多刹车片的热踏实性，匡助它们散去产生的热量。

此外，一些公路车和重型车辆使用有凹槽好像透风的制动盘。它们给黏合剂气体提供了一条逃遁通谈，并加多了制动系统周围的气流。

在F1比赛中，车辆的速率和温度王人很高，每个部件的性能王人被推到了极限，刹车系统得回了首要升级。

03

“慢即是稳，稳即是快”

在职何赛谈上，车手的计算之一就是 保持在赛车线上，绕赛谈的最短旅途。

因此，在转弯时，他们不会沿着狭长的外侧弧线行驶，而是“紧贴”弧线内侧一个被称为 “弯心”的位置，最大松手地减少他们必须行驶的距离。

要作念到这小数，需要相等精确的刹车操作： 在恰到公道的技巧内，对刹车踏板施以符合的力。如果作念到了，车手将会从一个很好的位置冲出弯谈，并保持着他们不才一段赛谈所需的速率陆续行驶。但这么的驾驶会对刹车系统形成伤害。在一些赛谈上，刹车并莫得太多冷却的契机。

以寰宇知名的摩纳哥街谈赛谈为例，它唯有3.34千米长，是F1赛程中最短的赛谈，但它触及无数的制动和加快。

凭据制动系统制造商布雷博的数据，在2019年赛事中，车手们每圈使用刹车的技巧为18.5秒，这卓绝了每圈总时长的四分之一。

在条目最高的弯谈，赛车的时速需要在2.5秒内从297千米降至89千米。无数的动能在这个历程中快速滚动为热能。是以，刹车盘会发光也就不及为奇了。

为了唐突这种宽敞的热负荷，制造商在每个制动盘的旯旮钻出1000多个微弱的径向孔。这些孔加多了制动盘的名义积，使热量更容易散出去。它们也起到了透风作用。它们与装置在轮辋上的那些大型冷却管谈和洽，将冷空气吸入制动盘中心，然后在旯旮将热空气排出。

动作一项附带的公道， F1赛车的刹车盘相等轻，分量唯有1千克，而差未几大小的铸铁刹车盘分量有15千克。

20世纪70年代末，F1赛车制动系统制造商为他们的刹车盘和刹车片找到了一个处治有计算，况且自其时起，他们一直在使用：一种叫作碳-碳的材料，高度有序的碳纤维镶嵌石墨基体中。

它的散热后果相等好，曾被用在航天飞机上。天然听起来它可能和组成F1赛车底盘的碳纤维相同，但它骨子上是一种相等不同的事物。在高温环境下，碳-碳与空气中的氧气发生反馈，从而加重了其降解。这就是或然你在F1车手猛踩刹车时看到的玄色烟尘的开首。

这个历程意味着车队对其刹车系统的监测不成只是局限于温度。马歇尔告诉我，他们使用压力传感器来 监测管谈里的气流。关于磨损，他们有不错测量横向畅通的电子传感器。

“咱们用这些来测量刹车片要走多远才略往复到刹车盘。由此咱们不错推算出总磨损，这是刹车片和刹车盘磨损的总数。”

“凭据这些数据，咱们在比赛中跟踪磨损率。如果速率太快，咱们不错疗养刹车均衡，以保护车辆磨损最严重的那一端，好像条目车手用干净的空气来冷却刹车。”

无论继承哪种方式，其计算王人是确保驾驶者在需要的技巧和场合有泊车的智商。

每个赛季王人要靠近洪水横流的弯谈，这些系统，天然还有车手，王人推崇得很出色。

封面｜《F1:狂飙飞车》欧洲杯体育