70年來F1賽車圈速對(duì)比

【大偉車世界】第36期
作者:大偉哥

Testing Platform 測(cè)試平臺(tái):Assetto Corsa 《出賽準(zhǔn)備》
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Car Brand 車輛品牌:
?Ms? Maserati
?Lt?? Lotus
?Fr?? Ferrari
?ML? McLaren
?Wi? Williams

一、?探究背景
我們前幾期曾辦過賽車速度對(duì)比,比如“2016年各類賽車速度柱狀圖對(duì)比”,“2019年上海國(guó)際賽車場(chǎng)各類賽車圈速對(duì)比”。這兩個(gè)都是對(duì)“同年代的不同種賽車”進(jìn)行對(duì)比,那么我們可否辦一次“同種賽車不同年代的”速度對(duì)比呢?
今年正好是F1賽車形成錦標(biāo)賽70周年。自1950年以來,F(xiàn)1賽車在點(diǎn)滴進(jìn)步中積累了翻天覆地的變化,而圈速又是反應(yīng)技術(shù)進(jìn)步的一個(gè)重要特征,因此我們辦了這期“70年來F1賽車圈速對(duì)比”,于是就有了本文開頭的那張表格。

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二、探究方法
《Assetto Corsa》,中文譯為《出賽準(zhǔn)備》,或音譯為《神力科莎》,是當(dāng)今流行的賽車模擬駕駛軟件。本次的探究方法,是在這個(gè)軟件中,選取本次測(cè)試用到的各車型,統(tǒng)一放到銀石GP賽道(Silverstone GP)中,使用人工智能車手(AI Driver)自動(dòng)駕駛,測(cè)圈速。
看到這里你可能會(huì)有打我的想法:不是說賽車圈速對(duì)比嗎?搞了半天不是真車,而是用“賽車游戲”?
請(qǐng)看我將原因道來:之所以用模擬駕駛軟件,是為了讓本次測(cè)試有“可對(duì)比性”。

三、可對(duì)比性
FIA F1網(wǎng)站上確實(shí)有“歷次比賽成績(jī)”這樣的數(shù)據(jù),其中就包括最快圈速,但是這些數(shù)據(jù)是沒有對(duì)比意義的。
其一,賽道是會(huì)改建的。同一個(gè)賽車場(chǎng),在不同年代,其賽道設(shè)計(jì)(彎直道組合、各處坡度等)不同,路面鋪裝不同,土建設(shè)施不同……1950年代的銀石、1970年代的銀石、1990年代的銀石和現(xiàn)在的銀石并不相同,直接搜索網(wǎng)上的實(shí)車測(cè)試數(shù)據(jù)并無對(duì)比意義。本次用的賽道布局“銀石GP(Silverstone GP)”是2010年以來的。
其二,環(huán)境因素。每場(chǎng)比賽的天氣條件、氣溫、路面溫度等等各不相同,即便70年來賽道沒有改建過,得出的數(shù)據(jù)也難有對(duì)比意義。
其三,車手因素,如車手的駕駛水平、心理狀態(tài)等等。用人工智能車手(AI Driver)自動(dòng)駕駛,可將車手因素統(tǒng)一。
本次測(cè)試,比較的是70年來“車的不同”,因此要盡量排除其他因素帶來的差異,所以我想到了這個(gè)方法。
那么又產(chǎn)生一個(gè)問題——這樣用“賽車游戲”得出的數(shù)據(jù)可靠嗎?

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四、結(jié)果可靠性
抱歉!我們說的“模擬駕駛軟件”和你說的“賽車游戲”不是一回事。
模擬駕駛軟件確實(shí)脫胎于賽車游戲,但兩者的不同在于:后者以?shī)蕵窞槟康模僮鞅M量簡(jiǎn)化;前者則以仿真為目的,模擬真實(shí)的物理環(huán)境和駕駛體驗(yàn)。
廣大玩不起真車的車迷,可以在計(jì)算機(jī)模擬中體驗(yàn)——軟件一兩百塊一套,家用級(jí)別的硬件(方向盤、排擋桿、踏板、支架等)三四千塊也能搞定。雖然模擬駕駛和真車駕駛?cè)杂休^大區(qū)別,但還是能大致地反映真車駕駛感受,所以有一定參考價(jià)值。在當(dāng)今這個(gè)模擬駕駛技術(shù)越來越成熟的年代,也涌現(xiàn)出一些模擬駕駛車手出身的真車車手。
不僅車迷用模擬駕駛,專業(yè)車隊(duì)也用,因?yàn)檫@是節(jié)省訓(xùn)練和測(cè)試成本的好方法——當(dāng)然,他們用的軟硬件,價(jià)格是家用的百倍千倍了。
所以,雖然與真車駕駛還有較大區(qū)別,但模擬駕駛大致可以反映車輛的性能,本次得出的數(shù)據(jù)也大致可靠,有參考價(jià)值。

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五、變量控制
測(cè)試時(shí)的各種變量要有所控制。這里包括“環(huán)境”和“車輛”兩方面。
“環(huán)境”又包括“Session”和“Realism”兩方面,都在開始選單中選擇?!癝ession”統(tǒng)一為:環(huán)境溫度26℃、賽道狀態(tài)Optimum、時(shí)間為10:00、天氣為Mid Clear、時(shí)間倍數(shù)為1x——這個(gè)狀態(tài)下路面瀝青溫度34℃。“Realism”則統(tǒng)一選擇“Pro”。
“車輛”方面。賽車是可以調(diào)試的,例如懸架參數(shù)、變速器傳動(dòng)比、氣動(dòng)套件角度等等,真車是如此,模擬軟件中的模型車也是如此,這些變量也要控制。
本次探究中用到的所有車型,車輛調(diào)教都采用默認(rèn)設(shè)置,但有三點(diǎn)除外。
其一,燃油加注量。各車型統(tǒng)一加注30L。
其二,輪胎。各車型都使用其可選用的最軟的那種輪胎。
其三,傳動(dòng)比。調(diào)試車輛傳動(dòng)系的傳動(dòng)比,以實(shí)現(xiàn)最快圈速。

這里展開談一下傳動(dòng)比。
如果傳動(dòng)比取得過大(此處的傳動(dòng)比指輸出端與輸入端齒輪齒數(shù)之比),則驅(qū)動(dòng)力較大,加速性能較強(qiáng),但可達(dá)到的極速偏小,表現(xiàn)為在某些高速區(qū)域雖然感覺車子還有勁,但是速度就是上不去。如果傳動(dòng)比選取過小,雖然可達(dá)到的極速較大,但這條賽道其實(shí)并不需要這么大的速度,相反驅(qū)動(dòng)力較小,限制了加速性能的發(fā)揮。
因此,傳動(dòng)比應(yīng)使車輛極速稍高于其在賽道上可達(dá)到的最高速度,使其在不干擾極速發(fā)揮的同時(shí)有盡可能強(qiáng)的加速性能,但這只是傳動(dòng)比選取的原則之一,涉及的因素還有很多。要選取最佳傳動(dòng)比,使圈速最快,還是要將各種傳動(dòng)比組合在賽道上一一測(cè)試。至于涉及哪些因素,足以再寫一篇文章——如果我有時(shí)間寫,如果我寫得出來。
本次探究中,我讓每個(gè)車型在銀石GP賽道中都自動(dòng)地跑幾輪,每輪都用不同的傳動(dòng)比,每輪跑4圈,取跑出的最快圈速作為最終成績(jī)。調(diào)試傳動(dòng)比,既可以調(diào)各擋位的傳動(dòng)比,也可以調(diào)主減速器的傳動(dòng)比,我這里只調(diào)主減速器一個(gè)數(shù)據(jù),讓各擋位的傳動(dòng)比處于默認(rèn)狀態(tài),因?yàn)檎{(diào)各擋位實(shí)在太麻煩了。上表中,不但記錄最快圈速,也把其對(duì)應(yīng)的主減速器傳動(dòng)比所能達(dá)到的極速(即表中的“設(shè)定極速”)也注明。之所以記錄設(shè)定極速,而不記錄傳動(dòng)比數(shù)據(jù),一是因?yàn)閭鲃?dòng)比數(shù)據(jù)很長(zhǎng),難記,二是便于將“設(shè)定極速”與“測(cè)得最高速”(即在這條賽道上自動(dòng)駕駛所能達(dá)到的瞬時(shí)最高速)做對(duì)比。
測(cè)得結(jié)果:“傳動(dòng)比應(yīng)使車輛極速稍高于其在賽道上可達(dá)到的最高速度”這個(gè)原則不全適用,個(gè)別車型在做出最快圈速時(shí),其做出的瞬時(shí)最高速要比設(shè)定極速小很多;另一些車型在做出最快圈速時(shí),其做出的瞬時(shí)最高速要大于設(shè)定極速,這可能是因?yàn)榇藭r(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速超過了設(shè)計(jì)最高轉(zhuǎn)速——這應(yīng)該很傷發(fā)動(dòng)機(jī)吧。
有三個(gè)車型例外,我不僅動(dòng)了主減速器的傳動(dòng)比,對(duì)各擋位也做了一點(diǎn)調(diào)整。Maserati 250F這車既有六缸型(6cyl,1954年),也有十二缸型(12cyl,1956年),后者功率質(zhì)量比較大,但我測(cè)試后發(fā)現(xiàn)十二缸型的圈速不管主減速器取多少傳動(dòng)比,都比六缸型慢,無奈只能把各擋位的傳動(dòng)比也調(diào)得最大以獲得最強(qiáng)加速性能,結(jié)果還是比六缸型慢一秒多,不知這是為什么。而1998年的McLaren MP4/13如果只調(diào)主減速器而不調(diào)各擋位,得到的最小的極速也有343km/h,我把各擋位也調(diào)了調(diào),調(diào)到極速324km/h,此時(shí)做出了最快圈速。2002年的Williams FW24則是因?yàn)槿绻徽{(diào)主減速器而不調(diào)各擋位,會(huì)“形不成梯度”,372km/h后面直接是413km/h,我調(diào)出了383km/h后,自動(dòng)駕駛做出了最快圈速。
另外,從2014年開始,各隊(duì)的傳動(dòng)比必須在賽季前就定義好,不能中途變更,也就是說一套傳動(dòng)比必須用整個(gè)賽季,匹配所有賽道。所以表中最后三個(gè)車型的傳動(dòng)比是不能調(diào)整的,這對(duì)我來說真是好事,省去了對(duì)比不同傳動(dòng)比的麻煩。我們發(fā)現(xiàn)這三個(gè)車型,極速是逐次下降的,這并不是說車子越來越慢,而是傳動(dòng)比設(shè)置越來越貼近比賽要求——超過370km/h的情況在比賽中很少發(fā)生,更不要說400km/h了。

每個(gè)車型的每輪傳動(dòng)比測(cè)試都跑4圈,取最快的那一圈作為最終成績(jī)。自動(dòng)駕駛是電腦即時(shí)演算做出的,不是事先錄制好的,所以每圈都會(huì)不同。此外,每圈的輪胎狀態(tài)也不同,載油量也會(huì)逐漸下降造成車子變輕……總之一句話,圈速是各因素的綜合結(jié)果。
有一個(gè)例外就是1986年的Lotus 98T,每輪我只跑了3圈。這輛車采用當(dāng)時(shí)流行的小排量大增壓設(shè)計(jì),大增壓造成了發(fā)動(dòng)機(jī)的大負(fù)擔(dān),還沒跑完第3圈,發(fā)動(dòng)機(jī)就出了毛病——沒錯(cuò),《出賽準(zhǔn)備》這個(gè)軟件是可以體現(xiàn)車輛故障的,厲害吧!?
還有一點(diǎn),本次測(cè)試的各車型,其模型不全是《出賽準(zhǔn)備》軟件的制作公司Kunos Simulazioni做的,有些是第三方制作的——因此制作水平可能不一致。考慮到這一點(diǎn),我也列出了所用模型的制作方,表中KS就是Kunos Simulazioni,也就是“原廠”,其他都是第三方制作組。但據(jù)說,我是說據(jù)說,這些第三方模型制作水平還不錯(cuò)。

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六、測(cè)試結(jié)論
終于要到談結(jié)論的時(shí)候了。從圈速數(shù)據(jù)上看,70年來F1賽車的速度總得來說還是越來越快的,但每隔一段時(shí)間就會(huì)出現(xiàn)減速的趨勢(shì)——目的在于防止速度無限制加快而帶來越來越高的成本和安全風(fēng)險(xiǎn)。而每次減速后,則又會(huì)因?yàn)榧夹g(shù)的進(jìn)步,把速度加上去,如此往復(fù)循環(huán)。
這里有個(gè)問題,1991年的Williams FW14圈速1:41.561,而1992年的Ferrari F92A圈速1:30.439,這進(jìn)步也太快了吧!真車也是這樣的嗎?考慮到這兩臺(tái)車都用第三方模型,會(huì)不會(huì)是建模建得有問題,導(dǎo)致“失真”?
今年本該是具有紀(jì)念意義的一個(gè)賽季,卻因“新冠”肺炎全面停擺,何時(shí)開始比賽還尚無定論。待到疫情好轉(zhuǎn),必是F1再次吹響號(hào)角之時(shí)!下一個(gè)十年,F(xiàn)1 會(huì)給我們帶來什么呢?

