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title: F1 賽車風洞應用(額外預習
tags: [海外]

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# F1 賽車風洞應用
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課前預習篇，看得出來大多為GPT整理，但也是有上網查看資料，但整理的部分還是AI好用ww(主要還是時間不多XPP我的問題，我會進行補充或一些留言大家可以找找看:)

## 一、為什麼 F1 需要風洞

F1 賽車的性能高度依賴空氣力學，包括：

* 下壓力
* 阻力
* 車身周圍與底盤的氣流管理
* 車輛在彎道中的抓地力與穩定性
* 輪胎與煞車的冷卻流量

風洞提供受控、可重複的測試環境，使車隊能夠在不冒實車風險的情況下，快速驗證設計。

![image](https://hackmd.io/_uploads/HycelGk--e.png)
圖片來源:https://bbs.12365auto.com/threadforum/235168.shtml
## 二、F1 風洞的主要用途

### 1. 下壓力與阻力測試

車隊會測試車身與翼片的形狀，以提高抓地力同時減少阻力，提升直線速度。

### 2. 底盤與擴散器氣流研究

底盤是現代 F1 的核心。風洞用於觀察：

* 地板產生的地面效應
* 擴散器效率
* 氣流是否暢通、是否產生分離

### 3. 模型測試

F1 大多使用 **60% 縮尺模型**（由規則規定），放在風洞測試段中。
模型會搭配滾動道路（會動的地板）模擬實際車輛與地面相對速度。

### 4. 輪胎氣流

輪胎旋轉造成極複雜的亂流，是重要的研究目標。
風洞會使用真實尺寸的輪子與高速滾動帶模擬其行為。

### 5. 冷卻與管道設計

F1 引擎與煞車的熱管理極為關鍵。
風洞評估：

* 散熱口大小
* 風道效率
* 在不同姿態下的氣流量

### 6. 空力平衡

維持前軸與後軸的下壓力比例對操控至關重要。
風洞可快速測量小改動是否打破平衡。

# F1 風洞的歷史發展

以下依照時間脈絡，帶你了解 F1 空氣力學與風洞的演變。


## 1950–1960年代：基本空力概念

早期 F1 幾乎沒有真正的風洞測試。
車輛設計主要依靠直覺與經驗，空力概念非常有限。
當時車型比較像流線外觀，但沒有下壓力概念。


## 1960年代末：下壓力概念初現

Lotus（蓮花車隊）開始研究機翼，模仿飛機，但方向反轉來產生下壓力。
雖然使用了一些風洞測試，但工具非常簡陋。

這是 F1 風洞應用的萌芽期。


## 1970年代：地面效應革命

Lotus 79 問世，首次真正利用地面效應。
此時車隊開始認真使用風洞來：

* 仿造車底氣流
* 設計側箱 Venturi 通道

但仍然以小型風洞為主，設備不算先進。

## 1980–1990年代：風洞成為主流

車隊開始投入大量資金建造風洞。
這時期風洞的重要特徵包括：

* 滾動道路系統
* 大尺寸模型
* 更高的風速
* 更精準的測力裝置

McLaren、Ferrari、Williams 等頂尖車隊建立自己的風洞中心。
風洞成為競爭力核心。

## 2000年代：風洞黃金時代

各車隊爭相提升風洞能力。
建設高成本風洞成為標準配備，例如：

* 高速滾動帶
* 60% 模型
* 遙控可動翼片
* 先進流場可視化技術

風洞測試風速可達每秒六七十公尺，模擬逼近真車條件。
這段時期，風洞對賽車設計影響極大。


## 2010年代：CFD 與風洞並行

計算流體力學（CFD）技術快速發展。
車隊開始結合 CFD 與風洞，並進行交叉驗證。

FIA 開始制定限制：

* 風洞運行時數
* 模型尺寸限制
* 風速限制
* 滾動道路尺寸規範

目標是降低成本並避免空力軍備競賽。


## 2020年代：新規則與風洞配額制度

隨著成本上限制度（Budget Cap）與空氣力學測試限制（ATR）上路，
風洞時間成為稀有資源。

車隊可使用的風洞時數取決於上一季成績：

* 排名越後面的車隊風洞時間越多
* 排名越前的時間越少
  這讓風洞成為策略性資源管理的一部分。

此外，2022 的地面效應新規則使風洞再次成為核心研究工具。

# 總結

F1 風洞的發展可以簡單分為幾個階段：

1. 幾乎不使用風洞的時代
2. 機翼與地面效應的初步應用
3. 風洞主導設計的黃金年代
4. CFD 與風洞合作的現代化時期
5. 新規則約束下的風洞配額管理時代

如今的 F1，風洞依然是不可或缺的工具，
但其使用必須在嚴格規範下進行，並與 CFD 緊密配合。
