F1 2026動力新規(guī)技術(shù)詳解【方程式漫談】

F1 2026動力新規(guī)總算是定了下來,宣傳上都是啊綠色環(huán)保減少碳排放,增加混動比例。但仔細看看這套新版的技術(shù)規(guī)則,讓我感覺著實很別扭,最先進的技術(shù)如MGU-H被砍掉,內(nèi)燃機的功率被限制到只剩下500匹!這還不如當年真正的GP2 engine呢。所以這很明顯為了照顧現(xiàn)有車隊和潛在新廠商,各向妥協(xié)的結(jié)果,強扭的瓜到底甜不甜呢?
這里的單位可能稍微有點亂,主要還是考慮到大家一般討論動力組功率的時候,用馬力(hp)更多更直觀一些,但是規(guī)則其實都是以千瓦(kW)來規(guī)定的,而且一旦涉及到能量的計算,那必然是用kW更加方便(1?kWs?= 0.001MJ),這里需要轉(zhuǎn)換一下單位(1kW=1.35hp)
當然還有涉及到英制馬力公制馬力... 這里就不深挖了
2026規(guī)則幾個大的變化:綠色燃料,減少燃油量,大幅度減弱內(nèi)燃機,增強MGU-K,砍掉MGU-H。

大家最關(guān)心的肯定就是:總體算下來會不會動力更弱?不幸的消息簡單說就是:動力會大幅度減少?,F(xiàn)在F1的動力規(guī)則中,內(nèi)燃機占850匹左右,MGU-K電機占160匹,新版規(guī)則中變成了500多匹的內(nèi)燃機,470匹電機,保持了和現(xiàn)在差不多的1000匹峰值輸出。

但是干掉了MGU-H,這是讓我感覺非常可惜的。這個部件不太起眼,但它既能夠避免渦輪遲滯,給混動系統(tǒng)提供大量的能量,還能夠允許短暫地打開泄壓閥,進行最高功率輸出,更是把F1的動力單元的熱效率,提升到史無前例的52%,相比于百分之三十多的民用汽油機,這簡直高效的可怕。?

那MGU-H既然這么牛,為啥把它給砍了呢?答案是為了降低成本,降低技術(shù)難度,和提升道路相關(guān)性,讓更多的廠商愿意進入F1。MGU-H這項尖端技術(shù),又貴,又難做,在最高性能的賽車上才能發(fā)揮價值的它,城市里走走停停的民用車,可以說是毫無用處。8年過去了,除了未來幾輛梅奔之外,還沒有任何進入常規(guī)民用車的跡象
為了能夠有更激烈的競爭,只能去放棄一部分技術(shù)的先進性,MGU-H的去除會讓本來已經(jīng)完全解決的渦輪遲滯問題再次回歸,不過這應(yīng)該更加考驗車手們對車輛的控制,在非抓地力限制的情況下,渦輪介入時的動力激增,也許不是光靠電機補償?shù)娃D(zhuǎn)速扭矩就能搞定的,甚至我們有可能看到塞納的油門腳法回歸?

MGU-H的去除,給更多廠商進入F1鋪平了道路。但如果慢成GP2 engine,有保時捷和奧迪又能怎么樣呢?那我們就來看看,新規(guī)下到底少了多少動力?

最大的變化是燃油流量的降低,并且控制方法變成了限制能量速率,這意味著內(nèi)燃機可用的能量上限大幅度下降,同時也意味著增高燃油能量密度,會是26年后這些石油廠商卷起來的地方。內(nèi)燃機由現(xiàn)在的850匹馬力左右,下降到只有500匹左右。但是電動機方面,有不少的提升,由現(xiàn)在的160匹馬力限制,提升到了470匹馬力,所以加起來總數(shù)是差不多。但這只是峰值動力輸出,我們要是看能量的話,能夠發(fā)現(xiàn),新規(guī)下一圈里可以用的能量,只有現(xiàn)在的75%不到,可以說是少的可憐,具體的計算我放在了另一個視頻,但這是不是意味著,F(xiàn)1就要變成龜速爬行了呢?


也并不是這樣
新規(guī)下一圈回收限制提升到了9MJ,比之前翻了一倍多,但是電池容量還是限制在4MJ,而且不像之前能夠利用MGU-H,在中途直接無限量給MGU-K供電,新規(guī)下也沒法反過來,利用MGU-H把多余回收的動能繞過限制,存回電池中。
意味著從電池來的9MJ是唯一的能量途徑,加上電池里還有的存貨,MGU-K自己能回收多少,就能輸出多少

沒有了單圈輸出能量總額限制,只有功率卡在350kW,所以排位中飛馳圈加上電池里的4MJ,一共能有13MJ的電能,37秒左右的滿功率輸出。
(當然不會一直全功率輸出,MGU-K的輸出并不是一定要非零即一,車隊會根據(jù)不同的賽道,去計算最佳的輸出時機。)

但絕大部分情況肯定到不了這么多,以阿塞拜疆賽道為例,
(后輪不裝剎車純回收,剎車平衡50%,今年的車輛性能,車重800kg來算的話)
一圈下來所有剎車區(qū)動能變化量,才只是剛剛好到9MJ,絕大部分的賽道只有5-7MJ可以用,這還沒算回收損耗。
我們從本田RA617H的數(shù)據(jù)里,能夠看到車隊夠利用內(nèi)燃機的輸出,來找回一點能量,但總之新規(guī)對車隊的混動算法,肯定會是一個很大的考驗,如果沒有能量的話,像今年巴林站勒克萊爾充不上電,直線上差著200多匹馬力那絕對就是坐以待斃,

等會兒為什么是200匹?
這是因為新規(guī)雖然提高了最高功率,但反手又加了一條隨速限制:在300kph以上,MGU-K功率限額就開始線性下降,340kph以上后只允許恒定的150kW,這基本上就是擺明了,在說2026年的車輛技術(shù)規(guī)則,將會允許主動氣動,會在直線上大幅度降低風阻。意味著就算一圈 只有43MJ的能量限制,不需花太多能量在vmax克服大量風阻的話,圈速也就不會下降太多。

因為畢竟現(xiàn)在的F1賽車,只從阻力系數(shù)上來看的話,氣動特性跟一塊磚頭差不多。這到不是說工程師們想這樣,只是因為規(guī)則的限定,和現(xiàn)在相對過剩的動力,犧牲一些氣動效率,去追求極限的下壓力是很劃得來的。

F1的氣動,特別是車輛表面的這部件產(chǎn)生下壓力,都必然會伴有有大量的阻力。但這些只在彎道中有意義,直線上全是累贅?,F(xiàn)在既然已經(jīng)有DRS了,在下一代技術(shù)規(guī)則中,允許更多的主動氣動部件,就能在保證彎道性能的同時,直線上更大幅度減少,氣動部件產(chǎn)生的誘導阻力
所以,這就是2026動力新規(guī),總結(jié)就是雖然單圈能量少了很多,但考慮到其它技術(shù)規(guī)則可能的改變,圈速也許不會慢多少。
一方面我非常期待更多的廠商進入F1,但另一方面,我是覺得砍掉MGU-H,禁掉可變長度進氣歧管,最大壓縮比限制進一步降低,仍然保持預(yù)燃燒室只有一個噴油嘴的限制,禁止缸內(nèi)壓力傳感器,都是F1動力進一步開拓技術(shù)前沿,提升內(nèi)燃機效率的絆腳石,但沒有辦法,先進的高性能硬件,和降低成本讓車隊們能激烈競爭,往往是不能兩得的,所以這最終的結(jié)果,也算是各方面妥協(xié)中后的一個折衷吧。
倒是這動力單元規(guī)則中的各種暗示明示,讓我是對嶄新的氣動規(guī)則,有著無比的期待,等不及這些世界上最牛的工程師們,能搞出來什么樣的名堂了.
REFERENCE:
F1威廉姆斯泄露模型CFD數(shù)據(jù)
https://www.linkedin.com/pulse/simulating-williams-fw43bar-part-1-all-simulations-wrong-david-penner
Cowell:
"To make up the power difference we're going to have to increase the fuel flow rate, which is a backwards step. It's not progress. It feels like a backwards step when the development work has been done."
https://www.motorsport.com/f1/news/mercedes-use-f1-mgu-h-tech-road-cars/4808159/
可變長度進氣歧管:
https://twitter.com/scarbstech/status/1530130145754894336
Brawn interview
“can we have a lighter car? Certainly can we have a smaller car, we believe we can."
https://www.thedrive.com/accelerator/42985/formula-one-cars-could-get-smaller-but-not-lighter-in-2026
3d infograph?
https://www.youtube.com/watch?v=32V9U-zKgNA
mercedes engine infograph:
https://www.youtube.com/watch?v=anLDCVD6v1s
real PU
https://www.formula1.com/en/latest/article.watch-f1-tech-expert-albert-fabrega-and-rosanna-tennant-explain-all-on-the.2UXX5bnRpX7NDVxXnWGGLD.html
MGU-H民用
https://www.degruyter.com/document/doi/10.1515/nleng-2016-0069/html
HPP infograph
https://www.mercedes-amg-hpp.com/formula-1-engine-facts/#
沒有MGU-H的話無法達到50%熱效率
https://www.youtube.com/watch?v=rGDJqTDXgtg&t=29s
MGU-K 輸出模式
https://us.motorsport.com/f1/news/technique-the-mgu-k-and-mgu-h-explained-791187/2986353/
本田混動單元詳解:
https://www.f1technical.net/forum/viewtopic.php?t=28141&start=30
本田RA621H,以及四家動力單元馬力估算
https://f1-motorsports-gp.com/honda/honda-ra621h-1014hp/
F1混動電力輸出控制算法研究:
https://www.research-collection.ethz.ch/handle/20.500.11850/318437
Sommers解析F1混動輸出模式:
http://www.somersf1.co.uk/2018/08/energy-recovery-system-fundamentals-and_13.html
Symonds: 主動氣動:
https://www.motorsportmagazine.com/articles/single-seaters/f1/f1s-radical-new-2026-car-active-aero-smaller-cars-and-auto-crash-prevention
2026綠色燃料的熱值不會低于42MJ/kg:
https://www.ft.com/content/aecac667-7de5-4e9b-a071-22773ff83e52
民用車汽油機熱效率:
https://yadda.icm.edu.pl/baztech/element/bwmeta1.element.baztech-88186f10-c3e2-456e-8e47-dfc3f9a53606/c/mizuno_nissan_ce_2_2017.pdf