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F1賽車是世界上最頂尖的汽車賽事，對(duì)空氣動(dòng)力學(xué)有著極高的要求，而F1中空氣動(dòng)力學(xué)方面的應(yīng)用和研發(fā)很大程度上受到了規(guī)則的限制。規(guī)則的變化主導(dǎo)著各個(gè)車隊(duì)的研發(fā)方向。F1之所以稱為一級(jí)方程式賽事也是因?yàn)閷?duì)于賽車設(shè)計(jì)有著極其繁瑣和細(xì)致的規(guī)定。

在2017年的時(shí)候F1引入了大量的設(shè)計(jì)規(guī)則來(lái)使賽車更快，圈速大約可以提升4-5秒。然而所有的這些規(guī)則，包括：更寬的輪胎、更激進(jìn)的空氣動(dòng)力學(xué)套件和更低的尾翼，使得超車變得更加困難。



2017年的超車次數(shù)相比之前的賽季減少了一半，很大程度上降低了比賽的觀賞性。這使得FIA在2019年對(duì)空氣動(dòng)力學(xué)的規(guī)則進(jìn)行了改進(jìn)來(lái)解決這一問(wèn)題。



2019年F1的空氣動(dòng)力學(xué)新規(guī)則主要體現(xiàn)在三方面：
1）簡(jiǎn)化前翼，增大前翼跨度，減少外擴(kuò)氣流；
前翼的一個(gè)很重要的作用是產(chǎn)生強(qiáng)大的渦流來(lái)束縛和控制前輪產(chǎn)生的亂流。因此前翼的作用不僅僅是產(chǎn)生下壓力還包括通過(guò)渦流來(lái)引導(dǎo)氣流沿著車身流動(dòng)。



但是這些車身外部的氣流也就是外擴(kuò)氣流通過(guò)尾翼會(huì)產(chǎn)生混亂的尾流。產(chǎn)生的亂流使得后車很難跟車。F1賽車空氣動(dòng)力學(xué)套件是在平穩(wěn)均勻的前部氣流的條件下設(shè)計(jì)的，前翼迎接氣流并引導(dǎo)氣流通過(guò)側(cè)箱破風(fēng)板和尾翼。但是如果前翼所迎接的氣流是混亂的，則前翼以及其他空氣動(dòng)力學(xué)套件就無(wú)法正常工作。



這就使得賽車在彎中跟車時(shí)，不能擁有有效的抓地力而造成轉(zhuǎn)向不足。



這表現(xiàn)為在比賽中后車將差距縮小為1.5s-2s以后，始終無(wú)法完成超越。在這種條件下，只能通過(guò)引擎優(yōu)勢(shì)來(lái)彌補(bǔ)空氣動(dòng)力學(xué)的缺陷。
在新規(guī)則中，由于對(duì)前翼的簡(jiǎn)化，減弱了向外側(cè)排出的氣流，降低了前翼引導(dǎo)氣流的作用。前翼的跨度加寬，進(jìn)一步減少了向外側(cè)疏導(dǎo)的氣流，同時(shí)由于前翼的寬度超出了輪胎，就不再需要通過(guò)小翼片產(chǎn)生大量的渦流來(lái)使氣流繞過(guò)輪胎了。



2）簡(jiǎn)化制動(dòng)通風(fēng)道，取消小翼片
近幾年的F1賽車的剎車通風(fēng)管道都布置了很多小翼片。其主要是由于復(fù)雜的前翼導(dǎo)致的，作用和車身側(cè)邊的破風(fēng)板和導(dǎo)流板相似，也是用來(lái)引導(dǎo)來(lái)自前翼的渦流。



移除小翼片后，剎車導(dǎo)管就沒(méi)有了這些附加作用，只是吸收快速流動(dòng)的氣流，進(jìn)而對(duì)制動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行冷卻。



3）增加尾翼的寬度和高度尺寸
這一改變是為了增強(qiáng)DRS（Drag Reduction System）的作用。尾翼是下壓力產(chǎn)生的主要裝置之一，但是會(huì)伴隨產(chǎn)生很大的阻力，這會(huì)降低車的尾速。DRS通過(guò)主動(dòng)調(diào)節(jié)尾翼，來(lái)使阻力大大降低。



尾翼變得更高更寬，意味著產(chǎn)生更大的下壓力和阻力，增加了DRS開(kāi)閉前后的差別，這樣在前車不能開(kāi)啟DRS的條件下，后車可以通過(guò)開(kāi)啟DRS更容易實(shí)現(xiàn)對(duì)前車的超越。后車在彎中由于前面提到轉(zhuǎn)向不足，在進(jìn)入直道后很難跟上前車，DRS可以抵消這一負(fù)面影響。

所有這些2019年的新規(guī)則都是為了能夠增加超車的可能性，縮小各車隊(duì)的差距，從而增加比賽的觀賞性，至于能不能生效，還需要實(shí)踐進(jìn)行檢驗(yàn)。