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法拉利499P——孕育而生

法拉利强势重返国际汽联世界耐力锦标赛(FIA World Endurance Championship)最高组别,2023赛季前三站比赛均登上领奖台,并几乎连拿两场比赛的杆位,可惜的是在斯帕,当时正在飞行圈的Antonio Giovinazzi驶上了碎石区,超出了赛道限制,让法拉利失去了两连杆的机会。Ferrari 499P 原型车在 2023 年 WEC 赛季中给人留下了深刻的印象。这辆红色战车在赛百灵、波尔蒂芒、斯帕弗朗科尔尚和蒙扎登上了领奖台,还在今年历史性的勒芒 24 小时耐力赛中获得了胜利。丰田近年来在 WEC 中的统治地位突显了这一成就对于法拉利来说有多么特殊。

 


对于一款在2022年7月才正式开始测试的赛车来说,这样的开局令人难以置信。尽管499P已经证明其具备竞争力,并且是最有可能搅局2023年勒芒耐力赛,但就连法拉利自己也不相信,它能在本赛季向丰田发起挑战。这款车速度很快,但轮胎磨损和混动系统可靠性的问题,为法拉利在一些分站增加了不确定性。

 


499P是1973年以来首辆由法拉利官方带队参加勒芒耐力赛的原型车,当年顶着跃马车标上阵的是312PB。在那之后,代表法拉利参加GT和原型车赛事的一直是独立车队,法拉利本身并没有组队参赛。

 


499P的幕后团队脱胎于488GTE的设计和比赛运营团队,这其中包括负责499P赛道运营的AF Corse。

 


法拉利的开发团队将488后续车型296 GT3的开发带回了自家工厂,同时也启动了新款原型车的全面研发项目,让公司内部的各个部门协同配合。

 

混动技术的应用意味着团队在必要时可借鉴F1车队的经验,而在引擎和造型方面,他们与民用车部门密切合作。

 


各部门之间的紧密联系在该项目中一目了然。它使用了法拉利F1赛车的同款电池和高压系统,不过选用了博世的电子控制单元(ECU),而不是像部分竞争对手那样选用迈凯伦的ECU。而车身造型明显受到法拉利内部造型部门 Centro Style Studio的影响,V6引擎也采用了法拉利296 GT3同款架构。

法拉利耐力赛项目在2021年2月获批,此后车队努力通过数字模拟和实际测试来开发这款赛车。由于计算流体力学(CFD)相关研究在项目获批前就已经展开,因此开发团队对这款车的大致模样有初步概念,事先建造了缩比模型风洞。

 

LMH还是LMDh?

 


不过,法拉利需要做出的首个决定是要遵循LMH规格还是LMDh规格。如果选择前者,法拉利需要自行设计底盘(但实际的底盘建造会外包给Dallara)、电子设备和混动系统;如果选择后者,车队可以选择现有底盘——可能也出自Dallara,这样就会和宝马凯迪拉克使用同款底盘——选用博世、WAE和Xtrac的混动及变速箱系统,自己只用负责开发软件、引擎和空气动力学套件。这样做能降低成本,开发时间也会变快。

 


为了确定规格,两个独立团队在法拉利内部分别展开研究,以找出最佳解决方案。负责这项工作的是法拉利耐力赛车队领队Ferdinando Cannizzo。“499P开发起来很困难,因为我们是从零开始,” Cannizzo指出,“这款车没有先例可循,它是过去很长一段时间以来,第一款使用碳纤维底盘的(运动)车。不过公司内部掌握了设计这种底盘的经验和知识。

“我们最初进行了全面的概念设计和概念调查。我们让LMH和LMDh团队展开对决,这么做大有帮助。当然,最后的决定还是相对直接的。

 


“LMH让我们有机会设计其它各种系统,因此我们选择了LMH规格。”

 

跨界经验

人们原本以为法拉利F1车队的员工会跨界参与其耐力赛车队,但最终只有少量F1工程师转向了原型车项目。这让不少人倍感惊讶,因为在法拉利宣布启动耐力赛项目时,外界普遍认为这一举措能吸收或将因F1预算帽规定而失业的工程师。

 


人们之前也认为,由于耐力赛和F1都采用了混动技术,所以两个赛车项目可以协同配合。这种猜想最终也未能成真,尽管在一些必要的地方还是有合作。

 

“我们在工具、模拟器试验和空气动力学方面建立了合作,但我们依然是一个小团队,”

 


Cannizzo承认,“我们在公司内部进行了非常美妙的合作,这对我们帮助很大,尤其是在动能回收(ERS)系统等领域,不过我们依然是一个较为独立的小团队。在我们决定开展这个项目时,公司内部每个项目都有不同的目标,所以大家继续推进各自的项目,但会在共同领域开展合作。”

 

民用车的身影

开发过程中的一个关键决定是选用哪种引擎。法拉利可以选择制造一款全新设计的纯赛车引擎,也可以选择用296的架构开发一款引擎。后者对于他们来说是更明智的选择。“引擎本体是法拉利V6系列发动机,” Cannizzo表示,“不过缸体不同,因为它是一款全受力式引擎,但使用的架构相同。我们可以将我们从这个项目中学到的知识迅速转化到民用车上。

 


“这款引擎的缸体需要受力,但围绕它的一切,我们都采用了非常出色的轻量化设计减轻重量。我们知道街道用车部门的同事也会想办法借鉴这种技术。在我们的引擎开发完毕之时,他们就会努力把其中的技术应用于实际,这样做很棒,因为能大幅减轻重量。

 

“我们知道从零开始设计一款纯赛车引擎能让我们获得更大的自由度,但我们非常骄傲能通过开发街道用车引擎取得这些成果。”

 


团队要做的第二个重大决定是选用哪种混动系统。是选择与F1丰富合作经验的迈凯伦系统,还是博世系统? “就选择ECU而言,重点在于要能自行编写软件,”法拉利耐力赛车队赛道运营经理Giuliano Salvi表示,“在F1,同一家供应商向所有车队供应同样的软件,所以F1车队并不会真正去探索各种软件的潜在可能性。我们与博世在GT赛车领域有丰富的合作经验,对他们的硬件感到满意,这便是我们选择博世的主要原因。”

 

混动之路

LMH赛车使用的是四驱系统,相比于F1所用的后驱系统,它在换用混动系统时会彻底改变赛车的动态。不过,这并不意味着各部门的工作是相互孤立的。

 


Salvi说:“就与F1车队合作而言,虽然我们有不同的部门,但在赛车的软件、技术窍门和潜在解决方案等方面共享了相当多的经验。我们与F1赛车采用的是同款ERS和高压电池技术,这已经是众所周知,也再次证明我们合作密切。

 


“这款车的单体壳是专门定制的,目的是要能承受FIA WEC认证的碰撞测试。但我们用的高电压软件和电池本身遵循的是F1标准,这让我们的工作轻松许多。”

 

确定了引擎、混动系统和赛车开发平台之后,团队便可以正式开始生产499P,为赛道测试做准备。

Salvi 继续说:“如果是从零开始开发一款车,首先你要决定它的重量分布,有哪些总重量限制。然后我们就会跟赛会的技术小组一起合作,提出关于两平台(LMH与LMDh)一起比赛的建议,或需要调整相关规则,努力修改规则,给另外一个平台的竞争对手同样的机会。”

 


“我们要决定使用哪种平台,然后决定F1部门和民用车部门可以怎样合作。如果我们发现有机会通过采购部件提高赛车性能,我们就会选择这种方法,但法拉利需要有自己制作部件。”

 

共享专业知识

实际上,团队在那之前已经开始用模拟器开发499P了。GTE项目是用街道用车模拟器开发的,499P项目最初也是如此。不过由于法拉利开发了新的F1模拟器,因此团队正式开始测试499P时能使用以前的F1模拟器。这一步迈得很正确,让团队能够专心致志地验证虚拟测试和实际测试的结果,为未来的测试项目提供帮助。

 


随着各项工作有序展开,这款原型车开始逐渐成形,并在2022年底的认证截止期限前完成。

 

Salvi 说:“为了能参加赛百灵分站,赛道测试被大幅压缩,但我们在设计和生产部件时做了大量工作,用赛车模拟器测试了各种可能性和解决方案。我们花了很大功夫做虚拟测试,在第一次试车到第一次比赛的这六个月间,我们赶着做了很多测试。我们重点关注的是赛车可靠性,因此没有做过于激进的调校和优化。也许在这方面我们可以稍加改进,缩小与前列队伍的差距。”

 

尽管在技术中心紧挨着彼此,但耐力赛车队会尽可能地避免叨扰F1车队,因为征战F1大奖赛的后者也有自己的项目和问题要处理,而且499P的开发团队本身也具备丰富的专业知识。

 

优先管理

Salvi说:“有时我们会交换信息,或者我们会用F1车队的工具、工作台和软件,但会尊重他们的优先权。”Salvi曾担任法拉利F1车队的赛车性能工程师,曾与Felipe Massa和Kimi Raikkonen等车手合作。

 

“只要我们的工作没有遇到困难,就不会向他们求助,”他指出,“如果我们遇到无法应对的问题,我们会尝试用他们的方法来解决。他们给我们提供了很大帮助,但他们也面临极大压力,需要专注于自己的工作,不过我们会交换必要的信息。”

 


结合各部门的专业知识,显然有助于打造一款在其首个赛季就具备竞争力的赛车。

 


499P在2022年7月开始赛道测试,远远落后于保时捷963,后者还要负责开发所有LMDh赛车的混动系统。不过,法拉利在赛前准备和获得成功这方面优于其传统对手,也是最有希望登上勒芒耐力赛领奖台的车队之一,前提是这款车具备足以完赛的可靠性。


499P在经历了赛季初赛百灵、波尔蒂芒和斯帕三站比赛后,已经证明尽管它在赛百灵首秀前只做了六个月的赛道开发,但它的单圈速度非常快,可靠性也足以完成比赛。

 


当然,它在某些领域还存在不足。虽然两次撞车不仅令赛车受损,也挫伤了车队战绩,还有一辆车在波尔蒂芒被线性制动系统技术故障拖慢了速度,但这毫无疑问是一个充满希望的开局。

 

研发幕后:虚实结合开发赛车

从2021年2月法拉利宣布重返顶级耐力赛开始,到2023年3月17日首次亮相FIA WEC Hypercar级别赛事,499P经历了多个开发阶段。它是团队合作的结晶。

 


“我们有三个主要阶段:模拟器阶段、台架测试阶段和赛道阶段。”法拉利GT和跑车赛事及测试经理Giuliano Salvi解释道,“我们用模拟器进行499P的概念开发,然后我们结合台架测试,收集并分析所有来自模拟器测试的输入结果。赛车达到一定成熟度之后,我们便开始赛道测试。”

 


为了最大限度地利用有限的测试时间,团队选择的测试赛道是费耶纳罗、伊莫拉、穆杰罗、瓦雷隆加,以及保罗·里卡、阿拉贡和波尔蒂芒这三个适合做耐力赛测试的欧洲赛道。最终,两辆499P在3月前总计行驶了两万四千多公里。

 


Salvi说:“Hypercar级别赛车在完成车辆认证之后只能进行数量有限的赛道测试,因此我们试图利用每次机会,有效整合所有系统,提高赛车部件的可靠性水平。”

 

雇佣30名工程师同时测试两辆车,实现数字模拟与实际测试之间的持续互动,这让微调499P成为可能。

 

赛道工作占了整个开发过程的70%,剩余30%则用模拟器完成。

 


第一阶段的开发重点是电子管理系统,让800V混动系统适配四驱布局,整合车头的电动引擎和车尾的内燃机引擎。Salvi说:“我们发现问题就会予以解决,确保项目能持续进行。”

赛车开发有两个主要方向:一是性能,二是可靠性。

“在项目初期,我们会用源自数字模拟的模型来确定赛车的实际表现,”Salvi接着说,“结合虚拟与现实是开发的终极挑战。”

 


使用模拟器能够让算力成倍增长,并且模拟各种场景,这是赛车性能开发的关键。在这之后要做的便是首次实际测试。

 

Salvi说:“我们自创了一种全新方法。我们会在完成一次测试之后分析每个部件,将发现的缺陷或问题分门别类。我们会根据类别优先级分别解决各类问题,调整和改进车辆部件,所有这些都有助于提高赛车的可靠性。”

 

“事实证明,最具有挑战性的是电子设备,即与混动动力系统和四驱系统有关的部件。”

 

 

作者:Andrew Cotton

译者:Bruno Qi

校对修订:@TESLAER

本文由BEC Motorsports创作完成未经许可不得转载 ​​​

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