第一章 赛车的构造
1.1底盘
1.2空气动力学
1.3悬架和转向器
1.4制动组件
1.5引擎
1.6变速器
1.7车轮
1.8轮胎
1.9电子设备
1.10液压系统
1.11安全设备
1.12驾驶舱控制器

第二章 赛车的研发
2.1设计团队
2.2设计过程
2.3组合
2.4CFD
2.5风洞
2.6模拟
2.7测试
2.8开发

第三章 赛车工程师
3.1赛车上的工作
3.2设置赛车
3.3比赛周末

第四章 赛车的驾驶感

第一章 赛车的构造
（1）底盘
底盘采用碳纤维的一体式结构，赛车中所有部件都连接到底盘上，底盘要承受由悬架、转向系统、发动机、变速器和其他空气动力学部件传递给它的负载。底盘同时又构成了一个生存空间，在严重事故中保护车手，因此它必须非常牢固。
1.1.1设计和制造
底盘是赛车设计的出发点，通常新车底盘的设计开始于前一年的7月份（如2018款赛车底盘会于2017年7月开始设计），并在来年2月提交给国际汽联进行碰撞测试，此时离赛季开始只剩四周时间。
在底盘的设计和制造过程中，利用计算机辅助设计（CAD）和计算机数控（CNC）工具，使得工程中每个细节都可以及其精确地重复，因此生产的每个底盘在尺寸和强度上是高度一致的。
1.1.2逃生舱
逃生舱是底盘中最坚固的部位，结构必须满足撞击和翻滚测试。
1.1.3轧辊结构
为了防止事故中车辆翻转对车手造成伤害，车手头盔和方向盘的连接线必须高于车手头部，因此在赛车底盘上具有两个轧辊结构。后轧辊圈上带有小孔，是发动机风箱的一部分。
1.1.4燃料箱
燃料箱安放在车手座椅后部，呈气囊状，由弹性体浸渍凯夫拉材料构成。燃料箱受到高能量冲击时可以承受变形，并且对冲击、穿透和切割有很高的抗性。
1.1.5压舱物
团队设计一辆赛车时，会使其重量低于国际汽联规定的最低重量，然后安放压舱物使赛车达到最低重量。F1赛车对重量分布的变化非常敏感，压舱物的移动和调整对重量分布非常重要，要尽可能安放在较低位置。

1.1.6底盘的制造过程
①利用CAD和有限元分析（FEA）软件设计底盘。
②在机床上切割出底盘的固体环氧树脂模型，成品误差在±0.05毫米以内。
（不采用金属而选择环氧树脂是因为模型还要进行高温（130℃）固化处理，环氧树脂可以让热膨胀的影响达到最小）
③在“清洁室”内通过模型制造出凹模具。
（模具由碳纤维材料构成，其制造过程涉及大量真空处理、成层和热固化。需要制造出上下模具，再将其粘合到一起。）
④去除成品模具外表任何锋利边缘。
⑤碳纤维层的定向。
（底盘本身由数百层不同碳纤维材料构成，它们的形状各不相同，加工中要根据刚度性能和底盘相关区域受到的定向负载使每层碳纤维保持特性的方向。在铺设碳纤维层时，需要将金属嵌件和固定螺栓等部件集成到底盘结构上。）
⑥热固化处理。
（碳纤维层铺设完成后，整个组件放置在真空袋中，在高压釜里进行热固化处理。真空袋用来积压碳纤维层，而高温使每层之间的预浸渍树脂均匀地流在材料内，接着浸渍树脂变成固体，将整个底盘变成整体结构。）
⑦将上下两半底盘粘合成最终的硬壳式结构。
⑧对最终成品进行细节修整。
备注：赛车上其他碳纤维部件的制造过程也与底盘相同。

（2）空气动力学
空气动力学是赛车设计的源动力，大多数赛车研发工作都是围绕改善空气动力学性能进行的，空气动力学两个核心工作是提高下压力和减小阻力。
赛车高速行驶时，前定风翼能产生500千克的下压力，在此下压力下F1赛车的转弯离心力高大5G。下压力与阻力都与赛车速度有关，随着车速增加，下压力与阻力的增加不成比例，赛车速度加倍，气动阻力会增加四倍。当赛车在最高速，车手松开油门但不踩刹车时，空气会产生1G的阻力。
赛车上所有空气动力学部件都可以相互作用。例如，底板的形状是处理前翼的翼流，扩散器和尾翼的设计则要考虑到尾翼的上升流，尾翼可以让这两个部件效率更高。
空气动力学研发的主要工具是风洞和计算液体动力学（CFD）分析软件。

1.2.1前翼
赛车上其他空气动力学部件都要利用前翼的翼流，因此前翼对赛车总体空气动力学效率有很大的影响。它占据了赛车总下压力的三分之一，但下压力并不是前翼优先考虑的内容，为了优化赛车其他区域的气流，前翼下压力会受到妥协。
前翼的构造（全部采用碳纤维材料）：
①主平面：直接固定在车鼻上。
②端板：固定在主平面两端的垂直板，主要功能有两项，一是阻止主平面内的空气从两端泄露，二是引导赛车舷外空气端流。
③主翼片：主平面后的可调节元件，后缘有各种微调选项，允许微调。
④上翼片：安装在端板内侧。
⑤导向叶片：安装在翼组件下部用来微调气流。

1.2.2可调节前翼主翼片
当一辆赛车紧跟另一辆赛车时，后车会处在前车的空气空洞中（低压区域），后车受到领先车的上升气流影响，下压力会大幅度减少。可调节翼片可以通过改变前翼主翼片角度来恢复一些丢失的下压力。
后车受上升气流影响，虽然下压力会损失，但行驶阻力也会减小，从而获得前车牵引力。
1.2.3车鼻
车鼻是底盘上一个可拆卸的延伸部分，是前翼组件安装的基座，在比赛中很容易损坏，所以通过快速释放接头可实现迅速更换。
1.2.4底盘
底盘设计也要考虑空气动力学因素，横截面形状是个复合的V形，可以优化底盘两侧气流，使得前后翼、底板和扩散器更好地工作。

1.2.5转向叶片
转向叶片又叫垂直叶片，通常会弯曲，安装在底盘两侧前轮和侧盖进气口之间。作用是改变赛车周围的气流。控制来自前轮的紊乱尾流，优化流向侧盖、底板和扩散器的气流。
1.2.6侧盖
侧盖的轮廓设计可以帮助控制赛车车轮、扩散器和尾翼周围的气流。从上方观察可看到明显的向内曲线，被称为“可乐瓶”后端。
1.2.7底板
底板是赛车上最有效的下压力产生组件，可以以最小的阻力代价提供高下压力（具体原理是“文丘里效应”）。增加文丘里效应的方式之一是让底板朝后方向上倾斜，这就是为什么有些赛车后排要明显高于前排的原因。
底板下部的发动机盖区域延伸的部分被称为“茶托盘”。
底板底部必须安装辅助板（防滑块），是赛车行驶高度最低处，原先为高强度树脂粘合的极薄山毛榉木切面制成，现在则为金属材料，在比赛中看到赛车过弯时底部火星四溅就是辅助板与地面摩擦产生的。

1.2.8车轮影响
车轮产生的阻力占整辆车总阻力的三分之一，尤其是前轮，因为它影响着身后所有区域的气流，后轮也影响着扩散器、后底板和尾翼的设计。
轮胎对气流的影响非常复杂，因为轮胎旋转、负载变形、行驶角度、气流角度变化都会产生不同的效果。
1.2.9悬架组件
悬架组价的设计原则是尽可能减小阻力。
1.2.10扩散器
位于底板后部，从底板水平向上弯曲朝向尾翼。被叫做“扩散器”是因为它在文丘里系统中作为扩散口，让从底板下部流过来的加速低压气体加速并恢复正常压力。扩散器可以产生赛车总压力的30%-40%。
与前翼和尾翼不同，扩散器并不能调节。

1.2.11发动机罩和上部车体
发动机罩是车体上最大的一块面板。各面板间的任何间隙或接缝都会对赛车的空气动力学性能产生负面影响，因此面板的设计要尽量减少使用紧固件。
1.2.12尾翼
尾翼产生的下压力占据整车下压力的三分之一，下压力最大的单个组件是摩纳哥站设置的尾翼，赛车高速行驶中能产生超过1吨的下压力。
尾翼的工作方式类似于颠倒放置的飞机机翼。
（为什么尾翼有上下两片：当气流从尾翼表面流过时，会有从下表面分离的趋势，“分离”会完全打破气流，造成尾翼堵转，失去大部分下压力。尾翼角度越陡，下压力越大，但尾翼堵转的概率也越大，解决方法是将尾翼分成两部分，使用多片尾翼。由于规则限制，现在的尾翼最多只能有两片。）
1.2.13可调尾翼DRS
允许车手将尾翼放平，两个翼片间隙从10-15毫米增加到50毫米，降低阻力实现超车。但只能在赛道指定的特殊位置和时间使用。车手刹车时DRS自动关闭。
1.2.14鲨鱼鳍
鲨鱼鳍增加了发动机罩的面积，影响尾翼上方的气流，并在侧风和制动状态下改善赛车后端稳定性。2018年规则禁止使用鲨鱼鳍。