颀长车头下是一大片前翼，四个轮子伸出车外，车手半躺着坐在车内只露出脑袋，死后是动员机两侧是进气口，再往后是高高耸起的尾翼——你有没有想过，为什么现在的 F1 赛车都长这个模样？为什么 F1 赛车会长成这个模样？
开轮式构造
对于雷同 F1 如许四个轮子伸出车外、没有车体外壳珍爱，有一个专门称呼：开轮式（Open-Wheels）赛车。除了 F1，绝大多数方程式赛车都是开轮式，好比F2、F3、印地（IndyCar）等。
（Indy 赛车）
F1 之所以采用开轮式构造，其实并非这种构造有多大的手艺优势，更多是因为成长过程和汗青沿续。在 F1 最初的 50 年月，奔腾车队就曾测验过关闭车轮设计，但也仅在某些偏高速直线的分站（蒙扎）使用。
（右：关闭车轮的奔腾 W196 Steamliner，1954）
开轮式能让车手更清楚地看到前轮走向，但会增加阻力、增加空气动力学设计难度。而 F1 一级方程式，顾名思义，素质上是一种在重重划定（故名方程式）限制下榨取机能提高速度的赛事。归根结底，F1 追求的是正确细腻的驾驶把持、枷锁下跳舞的手艺立异，轻易车手驾驶和车队维护优先，耐用性是其次，再加上汗青身分和划定限制，开轮式构造就被 F1 作为默认项沿用至今。
一个雏形
（F1 早期的前置引擎赛车）
50 年月早期，所有的 F1 赛车都是前置 V12 动员机，驾驶员在后。1960 年，传怪杰物柯林·查普曼向导莲花车队，设计出第一辆中置引擎赛车 Lotus 18。这种重心更靠后的结构很快显露出优势，并击败了执拗于前置引擎的恩佐·法拉利。从 60 年月直到今天，中置引擎成了 F1 在内所有方程式赛车、甚至是大多数高机能跑车的尺度结构。
最初，因为引擎前置，F1 赛车的进气口和冷却通道很天然的设置在车头。中置引擎的到来，使得车头尺寸有了缩小或者。进入 70 年月，F1 工程师突发奇想，将倒置的飞机翼型装上赛车，从而能够在高速下发生下压力，大幅提高赛车过弯的速度和不乱性。从这时起头，空气动力学逐渐成为现在 F1 世界中最主要的科目。
（早期 F1 翼片出问题很常见）
最初的赛车翼片非常简陋，仅仅靠几根柱子暂时性的立在赛车上。翼片和车身并非作为整体来设计，在某些高速赛道还能够取下翼片来增加直线速度。这种原始而懦弱的翼片时常激发事变，在其时引起了不少质疑和否决。1970 赛季冠军乔臣·林特就曾是以撞断了鼻梁骨，他直言 “F1 赛车不是马戏团。”
（Lotus 72 呈现了今天 F1 赛车的雏形）
但空气动力学进入 F1 赛场已经是弗成逆的趋势。1970 年，又是柯林·查普曼和他的莲花车队设计出了 Lotus 72 赛车。它将进气口从车头移至车身两侧，车身从以往的筒形变为梭形，车头和车尾离别安装前/尾翼，后来还在车手死后增加了顶进气口。Lotus 72 的这些设计被沿用至今，形成了现代 F1 赛车的雏形。
空气动力学
今天，空气动力学是 F1 赛场中最主要的科目，它的主要性和对赛车机能的影响，也只有引擎手艺能够相提并论。一辆 F1 赛车的空动设计利害，直接影响到它在竞赛中的速度成就。每年赛季起头前的新车测试阶段，空动部件的设计立异是最受外界存眷的核心。首要用来进行空气动力学研发的风洞，是各车队至关主要的焦点资产。
（大车队都拥有本身的风洞）
F1 赛车需要的是尽或者短的单圈时间，这意味着尽或者快的平均速度。在一些高速弯道，F1 赛车可以以跨越 250km/h 时速经由，这就需要空气动力学匡助发生极大的下压力，让赛车紧紧抓住地面。
（2017 年 F1 的典型下压力分布）
这些下压力中大约有 20-30% 由前翼发生，30-40% 由尾翼发生，50% 摆布由车尾扩散器（底板）生成，车身的其他部门也或者供应一些下压力。简洁来讲，前后翼的下压力来自于翼片翼型发生的气压差（就是飞机机翼倒置）；车尾扩散器则形似一个喇叭，车底气流达到车尾时通道敏捷扩大，使得气流加快抽离车底形成负压，从而对赛车发生向下的压力。
（最下方就是扩散器）
当然真正的空气动力学远比这复杂万倍。
固然前翼直接供应的下压力不多，但因为是第一个接触前方气流，前翼的设计影响着后方部件的空动效率，是以它是整个赛车空动设计中至关主要的一环。如今的 F1 赛车，甚至需要对前翼发生的下压力进行必然掌握。因为前翼发生下压力时会使气流“上洗”，后方部件接管到气流的行使效率就会变差，前翼下压力和气流上洗的水平会被掌握在必然水平，包管整车空动效率最优。
部件在发生下压力的同时也必然会带来风阻，所以空气动力学设计需要千方百计实现下压力最大化而阻力最小化。翼片角度（攻角）越大，发生的下压力越大，但当跨越必然幅度，又会导致气流星散（失速）而“矫枉过正”。在高速举止下，空气还会浮现出黏性倚赖在赛车外观，需要想法子“赶走”这些滞留的空气。
当气流流经车轮如许的部件，或许流至翼片尖端，会形成螺旋形的涡流。对于 F1 来说，涡流既是良药也是砒霜。涡流有行进偏向不乱的趋势，不轻易受到干扰损坏，这使得设计师能够行使涡流来对其他气流进行掌握；但涡流很难被直接行使生成下压力，若是有涡流流经尾翼之类的下压力部件，往往需要对部件做优化设计来避免负面效应。
（前翼生成的涡流能够掌握侧面乱流走向）
前者最有名的例子，是现在 F1 赛车上最主要的两组涡流 “Y250” 涡。为了削减气流星散导致的失速或者，赛车的前后翼都邑采用纵向多片副翼组合。按照 F1 划定，这些副翼不许可显现在赛车中线摆布 250mm 局限。而每片副翼内侧（距中线/Y 轴 250mm 处）的翼尖，都邑拉出一道流向车底两侧的涡流，这摆布两组涡流是以得名 Y250 涡。Y250 涡对于车底和车侧气流有着主要的掌握感化，好比它能够匡助关闭车身底部的两侧，避免本应流向车尾扩散器的气流“侧漏”而损失下压力。
后者的典型案例是，是尾翼上经常显现的勺型设计。你能注重到 F1 赛车的尾翼好多时候并不是平直的，有些中央凹（勺型）而有些中央凸起。这一样是因为赛车前中部的某些部件发生涡流会影响到尾翼工作，于是设计师在响应的位置对翼型做专门优化，以更合适的高度、角度迎接气流，便形成了不屈直的尾翼翼片。
我们说过，F1 中的空气动力学远比这些复杂太多太多，尽量真正的硬核 F1 喜爱者，好多也只是浅尝辄止。当然这也正常不外，连围场内的专业人士，尽量是各车队工程师，对于别家的设计也未必能一眼洞穿，更不要说外界票友了。看似专业实则被证伪的手艺剖析，在每年的 F1 新车测试中都习以为常。
Formula=划定
Formula 1 的中文名其实不算贴切，“formula” 一词在这里的意思并不是数学中的“方程式”，而是代表着“划定”。1946 年 FIA 国际汽联起头规划 Formula 赛事时，目的就是为了给出一套赛车手艺划定，好让各家杂沓的赛车在一个统一的规格下同台竞争。是以，守旧般执拗且周密到失常的厚厚一本划定，是 F1 与生俱来、相附相生的。
所以你很轻易意识到，以上所说的一切归根究竟都在环绕着划定打转。若是没有划定，F1 大能够用上飞机动员机、用上八个轮子、用上超大排量引擎……但这些都没有，有的话 F1 也不再是 F1。F1 追求的并非无节制的立异、无限制的快，而是在严厉的条条框框限制，在点滴中冲破和提高。用“带着枷锁跳舞”来形容再贴切不外。
（F1 手艺划定中的一页）
最初，F1 限制的首要是引擎划定，1950 年的首届 F1 只许可使用 3.5L 天然吸气或 1.5L 机械增压引擎，从而让这两种引擎的赛车得以同场竞技。后来跟着空气动力学的敏捷成长，划定限制最多的酿成了空动部件的设计界限。光是手艺划定，就有多达上百页密密麻麻的条目，来限制赛车的研发空间，翻译成人话根基就是“这些不克做”、“那边不克有器材”、“这种设计不许可”、“那样是违规的”……
但划定是人定的，就不免会显现破绽。F1 手艺划定中的破绽，有时会使得弱势车队异军突起，也或者会被 FIA 解读为违规而被抓典型（这个中的车队政治博弈也是 F1 的一大看点，限于篇幅这方面不细说）。前者的典型是 2009 年，布朗车队行使双层扩散器的划定破绽一骑绝尘，彻底打乱了赛场强弱款式并最终夺冠。后者的比来例子是 2006 年，雷诺车队的质量避震器被禁用，这件事引起的争议至今无解。
（双侧扩散器只是巧妙行使了划定的破绽）
F1 是好多“黑科技”的发源地，但 F1 其实从来不是一个“黑科技”的舞台。它是在 FIA 给定例则的前提下（当然划定在制订时也是有导向性的，好比促进竞争增加欣赏性、增加手艺下放民用车或者等），强制车队在划定所导向的偏向进行立异。好比双层扩散器就基本不是什么“黑科技”，而是成功抓住并巧妙行使了划定的破绽。F1 近 70 年汗青中，真正的“黑科技”终局往往是被禁用：6 轮赛车、地面效应、电扇扩散器、自动吊挂……但 F1 中被禁归被禁，有些你已经能在民用车上看到，可谓桃李满世界。
（如今的 F1 有着严厉的座舱平安尺度）
从 70 年月起头 F1 逐渐正规化，人们起头正视竞赛的平安性，划定也起头被用来限制赛车的速度和机能，将竞赛风险掌握在合理水平下。好比 80 年月 F1 引入涡轮增压，马力跨越 1400 匹，FIA 几回限制燃油流量未果，爽性在 1988 年后禁掉了涡轮。1994 年塞纳遇难，FIA 数次增加赛车尺寸限制，强化碰撞平安，启用 HANS、Halo 等平安系统。
2000 年后法拉利一家独大，FIA 忙于用划定打乱款式，让掉队车队有机会赶上，避免欣赏性下降到威胁赛事生存。因为经济危机等身分，划定还被用来限制大车队的研发支出，让小车队得以生存。车队车手要夺冠、要生存，但 F1 这个..自己也要生存，若是某一家车队独大垄断赛场，F1 失去欣赏性而丢失观众最终损失收入，游戏就无法进行下去。况且环绕划定的政治博弈，正本也是 F1 的奇特看点之一。
就像《飞驰人生》中林臻东说的，若是你盼望平正那就来赛车，但假如你追求绝对平正，那照样算了。
