科普視頻 F1賽車是如何在短短2.5秒完成進站和出站的？一級方程式賽車進站工作原理

這是一個真實速度的F1賽車進站畫面。 在短短兩秒半的時間裏,四個輪胎全部更換完畢,甚至還調整了車輛的設定。 爲了弄清楚這是如何做到的,我將整個過程做了動畫處理,讓我們可以慢動作觀看。 第一個影響進站速度的因素,是車手駛入維修區的表現。 每條維修通道都有嚴格的限速規定。 在像摩納哥這種佈局特別緊湊或通道較短的賽道上,限速是每小時60公里。 但在大多數賽道上,限速是80公里,約合50英里每小時。 爲了儘量減少時間損失,車手會盡可能晚的剎車進入維修通道。 一旦越過限速線,車手會按下方向盤上的專用按鈕,將車速鎖定在規定限速內。 接着,車手駛入自己的維修格,必須儘可能精準地將賽車停在正確位置,因爲整個維修團隊都按毫米級的位置站好。 如果車手稍微衝過了標定位置,整個團隊就得向前調整,浪費寶貴時間。 爲了幫助車手準確停車,車隊會在地面上方安裝帶箭頭的機械臂作爲指引。 理想的停車狀態就是賽車前輪正好停在箭頭正下方。 維修團隊中最具風險的崗位之一是前舉車器操作員。 他站在賽車正前方,定位好舉車器,利用賽車鼻椎的慣性來完成卡位,然後一氣呵成地將車頭抬起。 與此同時,車尾的舉車器操作員也在就位。 由於需要給賽車進格讓出空間,他的動作比前方稍慢。 但賽車停穩的瞬間,他也會將舉車器插入到位並抬起車尾。 在賽車兩側,各有一名穩定器操作員上前。 他們的任務是吸收抬車時的衝擊,確保車輛在空中保持完美的平衡。 輪胎更換團隊共有12人,每個輪胎配備3人,其中最核心的是操作氣動螺槍的人。 在賽車還未停穩之前,他們就會調整姿勢,確保能在第一時間將螺槍對準輪胎中心的鎖緊螺母並施加扭矩。 與普通家用車5顆螺栓固定不同,F1賽車的輪胎只用一個高精度加工的單鎖螺母。 螺母上有多個凹槽,方便螺槍快速卡入。 這些螺槍是爲F1定製的,需要很大的力量才能駕馭,轉速最高可達每分鐘1.5萬轉。 如果你沒準備好,它足以直接從你手裏甩飛出去。 近幾年,每個螺槍前端都加裝了LED燈環,實時顯示狀態。 不同車隊的顏色編碼不同,在我們的例子裏,螺槍初始爲白色,表示處於鬆懈模式。 當輪胎鬆開後,螺槍手鬆開扳機,螺槍會自動切換到緊固模式,燈光變爲藍色,意味着下一次扣動扳機時,螺槍會反向旋轉。 在這個過程中,輪胎前方的隊員會迅速把舊胎移開,而後方的隊員會同步將新胎送到位,這樣螺槍手就能立刻開始鎖緊。 螺槍會自動檢測到輪胎完全鎖好,此時LED燈環會變成綠色。 一旦出現綠色,螺槍手會按下螺槍上的按鈕,將任務完成的電子信號發送給系統。 與此同時,前舉車器操作員已經側身讓開,爲賽車釋放騰出空間。 舉車器的結構可以在保持車輛懸空的情況下旋轉移位。 當他們處於安全位置後,會按下舉車器上的按鈕,確認也已就緒。 這些按鈕信號的唯一目的就是確保每個關鍵環節都確認完成。 車手此時並不會看維修組的動作,而是盯着前方的信號燈。 在所有人都按下確認按鈕前,燈光始終保持紅色。 雖然前輪已完成,但後輪可能還在緊固中。 後輪通常會比前輪稍慢,因爲後舉車器起車略晚,而且後輪比前輪更大更重,操作起來更費力。 有時車手會通過無線電,請求在進站時調整前翼角度。 這種情況下,兩名技師會從賽車前方上前,手持預設好的電動扭力起子,將其插入前翼的指定孔位。 按照精確的圈數旋轉螺桿,調整前翼的角度,從而改變賽車的空氣動力學特性。 就在調整完成的同時,後輪也鎖緊完畢。 四名螺槍手全部發出完成信號,前舉車器也已確認準備就緒。 但出於安全考慮,信號燈不會自動轉綠,最終確認由全場監督的維修區主管完成。 只有在確認一切正常,維修通道暢通且沒有其他車輛阻擋時,主管纔會按下按鈕。 前舉車器放下賽車,燈光變爲綠色,賽車隨即衝出維修區,而這一切只用了兩秒半的時間。