對,所有人都在猜:McLaren 到底是怎麼讓兩輛 MCL39 賽車保有輪胎上的優勢?而所有的人都目光緊盯在煞車通風系統上,而這位學生的論文可能是當中的解答。

把時間回溯到 8 年前,一位名叫 Martin Buchan 的博士生當時在 McLaren 進行他的研究:探討“相變材料”(Phase Change Material)的應用,後來他在業界擔任空氣力學工程師時曾為效力過 Force India 效力,即便後來該隊更名為 Racing Point,而後他則離開 F1 並創立了Buchan Motorsport,該公司則專注在空氣力學、冷卻與車輛概念設計上,並提供比賽諮詢和設備定製等服務。而 Martin Buchan 這個名字躍上檯面,則因為 Youtube 頻道 B-Sport 一集講述了”McLaren 輪胎管理優勢”的影片。

現在所有的對手們辦公桌上大概擺滿了 MCL39 賽車煞車通風系統的照片,這些照片中的煞車系統有些可以看見完整外罩,有些則是卸下外罩,但其實光從照片看不出什麼巧妙之處,必須等到 McLaren 車隊進行煞車更換時才有機會窺探秘密,但有趣的是每次該隊在進行相關部件更換或調整時,總會看見 McLaren 技師們圍成人牆。

根據現有規則,煞車通風系統的規定相對明確:包圍整個系統必須位於輪圈內,且煞車轂尺寸受到嚴格限制,但內部的空氣導流設計和使用的材料則不受限制。

🌟煞車高溫,輪胎低溫

煞車通風系統有兩個任務:

🏎️冷卻刹車,但要保持足夠高的溫度以確保最佳制動效果

🏎️透過輪圈協助輪胎快速達到工作溫度,並盡可能長時間維持在這個溫度範圍內。

而真正的難題在於如何平衡這兩個相互矛盾的需求,因為即便設計得再巧妙,煞車和賽車散發的熱量仍會傳遞到輪胎上,尤其是在正賽中。去年, Red Bull 懷疑 McLaren 在輪胎中注入水來保持低溫,但 FIA 技術小組否定了這一猜測,因為 McLaren 多次接受嚴格檢查,結果均顯示這輛賽車完全合規。

因此,McLaren 一定使用了某種天才般的技術,才能讓煞車保持高溫的同時,也讓輪胎保持低溫,這種技術不依賴感測器、電子元件、制動器或冷卻劑,而是一個遵循物理和化學定律的被動過程,事實上 McLaren 的刹車轂在機械結構上可能與對手的設計差異不大。

🌟神奇的熱能儲存器

在煞車轂的內部,通常還有一層內襯,上面帶有影響空氣流動的鰭片,內外兩層之間形成一個通道,這個通道將決定外層如何將熱量傳遞到輪圈上。這是所有賽車的通用設計。

現在或許可以大膽猜想,McLaren 在這個通道靠近內襯的那一側加入了特殊材料 —— 例如用於電池熱管理的相變材料(Phase Change Material),這種材料在的應用,使電池能快速升溫但不超過特定目標溫度。

對於輪胎來說,這個過程可能是這樣的:煞車散發的熱量使輪胎升溫,根據這個理論,McLaren 通過相變材料改變狀態(像是從固態到液態)來中斷這個過程,在相變過程中,儘管外部持續供熱,但材料的溫度保持不變。

外層煞車轂的溫度觸發相變,使用的材料則取決於需要在某個溫度點設置「停止線」,相變材料的用量決定了熱量能穩定在理想狀態的時間長度,透過巧妙的空氣導流系統,還可以反轉冷卻方向,使煞車冷卻到能使材料重新固化。

🌟雙相理論的證據

這聽起來可能很像科幻小說,但至少在理論上是可行的,一些線索也支持這樣的猜想,例如,Red Bull 之所以質疑 McLaren 在輪胎中灌水,是因為 Red Bull 堅稱他們在多個場次裡看見 McLaren 賽車輪圈內側出現濕氣,而 Red Bull 他們可能猜錯的是,液體應該不是來自於輪胎,反而更有可能是來自煞車轂,更精確來說這更像是相變過程中所釋放的水氣,或者是空氣中的濕氣被凝結。

另一個更有趣的線索是,去年奧地利🇦🇹GP 期間,Red Bull曾向 FIA 投訴 McLaren在刹車轂上使用溫度感測器,事實上溫度感測器僅在自由練習中使用,但 Red Bull 堅稱 McLaren 至少在其他時段也使用了溫度感測器,倘若這項指控為真,那代表 McLaren 的工程師們試著要在比賽中了解煞車轂內部的溫度變化。另一方面,由於溫度感測器僅限於自由練習使用,這或許也解釋了為何 McLaren 車隊在週六的第三次自由練習中常常偏好進行長距離測試,這或許是車隊為了驗證在極端狀況下該系統運作能否符合預期。

無論如何,要讓這套看似神奇的系統正常運作並非易事,這意味著需要大量的開發和測試工作,而我們大膽推測 McLaren 最早可能在 2024 年暑休過後就開始試驗這套系統的雛形,尼德蘭(荷蘭)🇳🇱GP 中 Lando Norris 和 Oscar Piastri 傑出的表現則讓 McLaren 獲得初步成效,其他對手則對該隊如何保持輪胎狀態感到驚訝。

那麼對手們呢?F1 是一個集世上最聰明頭腦於同個領域的頂級運動,其他車隊包括 Red Bull 在內應該也已經有個類似的想法且正在開發與驗證的過程中,或許可從 Max Verstappen 頻頻抱怨煞車問題看出,而當外界詢問這是否和輪胎冷卻系統有關時,Red Bull 車隊經理 Christian Horner 始終只會簡短回應打太極。

好了~先是有了 Mini DRS,接著又有神奇的相變材料在煞車冷卻系統上的應用,這就是我們熟悉的 F1,一個不斷在工程技術上快速推進的世界最頂級方程式賽車!

對了,為了體貼有閱讀障礙的朋友,麥力生活將試著不定期將我們寫完的資料以Notebook LM生成語音,並將聲音檔上傳 Podcast 和 Youtbe,還請大家多多支持與指教。

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