提前锁定F1年度冠军？梅赛德斯车队DAS系统解析

如今的F1赛车可以说是介于科学和炼金术模糊边界上的产物了。往简单了说，它们不过是一些特殊的机械，与传统意义上的美观都还相去甚远。但是往深了讲，那些杰出的工程设计已经脱离了普通机械的范畴，开始有了自己的个性，也因此成就了赛车之美，这也就是为什么世界上会有数以亿计的车迷为之疯狂。

那些F1车手们在赛道上狂奔，或是享受作为胜利者的香槟花环，或是品尝失败后的酸楚。而在他们的背后，更是有一批近乎疯狂的工程师不断为场上的赛车进行优化升级，哪怕每圈只能够提升0.1s，对于他们来说也是莫大的成功。

于是，就在F1 2020赛季开始之前的冬季测试上，卫冕冠军梅赛德斯车队带来了他们全新的Mercedes-AMG F1 W11 EQ Performance赛车（以下简称“W11”）。不论大到空气动力学还是小到动力系统散热问题，这款赛车相比之前的版本都得到了优化和升级。看来，今年的F1年度总冠军似乎又被梅赛德斯车队提前预定了。而当我们仔细观看季前练习赛时，还发现了一个小小的细节——汉密尔顿在驾驶W11进入大直道时，有一个明显推拉方向盘的动作，难道他是准备要起飞了？

黑科技初现F1江湖

其实，关于这套新技术，梅赛德斯车队的技术总监詹姆斯·埃利森在接受媒体采访时介绍这套新系统被称为“DAS”，意为“双轴转向系统”（Dual axis steering）。

不同于我们已经了解的英菲尼迪上的旨在让转向更为顺畅的那套DAS线控转向系统，在W11上有了这个系统的存在，车手可以在驾驶舱内调整赛车前轮束角的角度。而在这之前，只有赛车在维修区里才可能做出相应的调整。这套系统由车手通过推拉赛车方向盘来控制，这就是“双轴转向”名称的来历。

如果你对车辆结构足够了解，就会知道“束角”对于汽车在转向上的影响和作用。通常来说，前轮的束角是为了调整车轮的滚动趋势和改变阻力方向从而改变汽车的行驶特性，其中束角为0度时前进的滚动阻力最小，外束角和内束角的滚动阻力稍大。外束角由于是两轮会有向外拉扯的趋势，因此当单一侧的抓地力不平均时有跑偏的趋势，内束角由于两轮的滚动趋势均有分力指向车身中间，因此直线行驶比较不容易跑偏。

车辆并不是只需要直线行驶，而是也需要转弯的。当车辆在过弯时，由于两侧车轮的行驶轨迹不一样，因此行驶半径也不一样，两侧的行驶阻力也不一样。外侧车轮行驶半径比内侧车轮更大，行驶轨迹也更长，所需要转向的角度也比内侧车轮更小。因此，如果将前轮设定成Toe Out，虽然直线的行驶稳定性不及0度束角和内束角，但弯道上的行驶阻力更小，轮胎的抓地力更好发挥，车头也更容易进弯且弯中表现更稳定。内束角由于弯中的轮胎滑动更厉害，因此在弯中表现相当敏感，且更倾向于推头。

当然，这些简单的汽车原理早已经印刻在梅赛德斯车队“攻城狮”的脑海中了，而每一次分站赛前这些“攻城狮”们还需要根据赛道的特性进行针对性的调整，以希望前轮束角达到最完美的平衡。不过，不论如何进行调整，都免不了牺牲一部分的圈速。

在拥有了这套系统之后，W11便可以在转弯时采用更为极端的前轮设置，从而在弯中提供更多的稳定性，同时又不会影响其在直道上的表现。除此之外，DAS还可以帮助车手更好地管理轮胎温度。在直道上的前轮设置，由于轮胎更靠近赛车的中央位置，赛车受到的摩擦阻力会变小一些。并且，结合外倾角设置，轮胎会在内侧逐渐升温。轮胎升温过快会导致轮胎的物理损坏，比如起泡。但通过使用DAS将轮胎切换到更靠近赛车中部的位置，轮胎不会像平时那样容易过热，从而使赛车在转弯时可以更大限度将其推向极限。

而因为车轮主销倾角的存在，转动偏向将为车头离地间隙带来变化，进而影响到主要空气动力套件的迎风角度，尤其是改变车头下压力，这也就是为什么会有人质疑这项创新是否能继续留在F1赛道上了。

是黑科技 更是极致的机械工艺

研发出这套全新的系统并将其塞进F1赛车里，对于梅赛德斯车队的“攻城狮”们来说，这几乎是一件不可能完成的任务。于是，从概念提出到亮相季前测试，这些技术大拿们花了近一年的时间来研发这套系统。他们需要面对的，不仅仅是狭小的安放空间，更是如何让车手在赛道上毫秒之间顺利操作，并且快速完成束角角度的切换。

虽然到目前为止，梅赛德斯车队还没有对外公布这套系统的具体细节以及工作方式，不过从围场内著名技术记者Giorgio Piola给出的技术解析图中，或许可以探究一二。

从解析图中可以看到，在2020款赛车上，上叉骨安装点上的两个气缸（左上图中的红色箭头）是全新出现的，这可能会为梅赛德斯车队如何布置DAS系统提供一些答案。可以推测的是，这两个气缸会沿着车舱内壁的高度运行，并且作为整套系统的一部分，从而影响转向性能。

此外，转向齿条也被安装在舱壁的前面，并封闭在碳纤维整流罩里。同时，转向臂也被尽可能向前安装，来为这套机械结构提供更大的形变空间。在图中还可以看到，转向臂与下叉臂在空间上呈一条直线，以便获得最大化的空气动力学增益。

最后，在车轮端还可以明显看到W11的前轮前束调整系统作用于车轮上的调整机构，最终便是通过上图中红色箭头所指的这一根拉杆来实现通过气缸运动带来前束角变化的效果。

就如同汽车的发展一样，赛车更是各大车队互相学习进步的一个缩影。一旦国际汽联认定这项全新的技术符合赛事标准，包括像法拉利、红牛这样的大牌车队会为了提高自身的成绩进而开发出属于自己的DAS。对此，就连梅赛德斯车队也表示丝毫不会怀疑会有车队进行仿制。

即便梅赛德斯车队已经将答案摆在各大车队的眼前，有人预测其他车队也未必能够赶在今年第一场正赛也就是澳大利亚站开赛之前完成所有的开发与测试工作。

能否用于民用车？依旧充满期待

虽然到目前为止，国际汽联还没有正式裁决这套全新系统是否属于违反F1赛事规则，但它的出现也代表了赛车技术又一次向前发展，并且理论上也存在着转投民用车市场的前景。

目前市面上在售的民用车都在用一个各大车企开发“攻城狮”经过精密计算后得出的前束角度，并且存在着一定的调节范围。只不过这样的调节范围只支持在四轮定位后进行微调，从而减少车辆跑偏的情况。

在未来的某一天，DAS系统或许会出现在你的车辆配置清单中，或通过手动调节，或经过电脑计算后自动调节，还可以根据不同的道路通行条件设定不同的前轮束角来减少车辆能耗的损失，并且还能提升车辆的稳定性，增加安全性。

在DAS之前，已经有不少赛车技术转投民用车市场的先例了。大到主动悬架系统、ERS动能回收系统，小到盘式刹车、换挡拨片等技术，最早也都是来源于人们对于赛车技术的不断追求。

写在最后

在F1赛事这个寸土寸金的领域里，所有技术的发展都是为了在赛场上提升更快的全速所服务的，眼前的这套DAS诞生的初衷也来源于此。不过，随着未来民用车市场的技术发展，未来哪天这项新技术也许会出现在你的新车配置选装清单里。