2018年HALO系統的引入，使賽車的最低重量在過去9年裡第7次增加，而今年將繼續增加！
儘管重量不斷增加，但在2018年賽季中，車手頻頻打破賽道歷史記錄，為什麼會這樣呢?
20世紀70年代和80年代，F1賽車的最低重量在500公斤和580公斤之間波動(有時在一個賽季中，自然吸氣和渦輪增壓賽車的最低重量相差兩倍)。車隊總是試圖突破最低重量規則的限制，這也引起了一系列有爭議的事件發生。在1984年的錦標賽中，泰瑞爾因為重量不足而被取消全年的成績，原因是賽會在他們賽車的水箱中發現了一定數量的鉛球，用來違規配重;2005年，BAR因為秘密的輔助油箱而被禁止參加兩場比賽，這個油箱在比賽中可以空出來，但是他們把油箱裝滿來應付車檢。
秘密的輔助油箱示意圖
但是，在1995年以前，車手的體重不包括在車輛的最低重量內，到了1995年，最低重量從1994年的505公斤增加到了包含車手的重量的595公斤。但是在那個時候，車手每個賽季也只稱重一次，也有報道說，司機們戴著內襯鉛的頭盔稱重，努力在年度稱重中虛報重量。而如今的大獎賽週末的每一場比賽後都要進行稱重，並且在排位賽的每一場比賽中都要進行隨機的檢查。
從1995年到2009年，F1賽車的最低重量僅輕微增加，從595公斤增加到605公斤，但自2009年以來，F1賽車的重量增加了129公斤，達到734公斤(2019年起為740公斤);那是因為取消賽中加油後，賽前需要加滿105公斤燃料。儘管F1賽車的重量越來越重，但仍比他的頂級競爭對手輕;Indycar為820kg(包括車手)，Le Mans P1組別賽車為850kg(不含車手)，FE電動方程式賽車為900kg。
那麼重量對單圈時間有什麼影響?
為了理解734kg的F1賽車為何比605kg的F1賽車跑得快(與邏輯相反)，您必須理解不同的性能變量如何影響圈速。圈速的關鍵性能因素是重量、功率、輪胎抓地力和空氣動力學(下壓力和阻力)，下圖顯示了這些變量的10%的變化如何影響平均圈速。
性能對於提升圈速的影響圖示
從數值上看，最大的變量是輪胎抓地力，每圈增加10%，增加3.1秒。然而，由於這些數據來自於車隊的出版雜誌，因此這些數據必須有所保留。在現實中，倍耐力2018年輪胎配方從中性胎到最軟胎的差距估計為2.6s(中>軟= 0.8s，軟>超軟= 0.4s，超軟>極軟= 0.6s，超軟>最軟= 0.7/0.8s);由於所有車隊從倍耐力得到的輪胎都是一樣的，因此從峰值抓地力中獲得的好處是微乎其微的，而且僅限於每個車隊的懸架設置如何使輪胎進入最佳溫度窗口。同樣的，傳聞中本田的發動機的馬力比奔馳1000匹馬力的發動機要少60匹馬力，而這僅僅是6%的差距，因此每圈的時間將增加0.8秒，在F1的世界裡，這並不是微不足道的。
那麼這些額外的重量是從哪裡來的呢?
今天的F1賽車比十年前長了1米多，以從車身下部提取額外的下壓力，並製造出更緊湊的“可樂瓶”車身腰部; 賽車也更安全，有HALO，更好的前後和側面碰撞保護，輪胎與懸掛間有繫繩保護，以及沿著單殼體兩側延伸的5mm厚防侵入車身碳纖維面板。
2018款F1賽車尺寸圖示
然而，不幸的是，重量增加的大部分來自發動機的混合動力系統。當KERS在2009年推出時，只有少數車隊使用該系統，大多數車隊選擇不使用該系統，因為它不可靠，加上有額外的重量，尤其是在比賽中KERS如果出故障的情況下，甚至會退賽。為了解決這一問題，2009年至2011年期間，35公斤的總重量被強制增加了(KERS在2010年是規則要求的，儘管所有的團隊都同意不使用它)，使得KERS對車隊來說是必須安裝的部件。KERS的重量增使平均圈速增加了大約1秒。2013年至2015年，在最低重量的基礎上又增加了62公斤，首先是為了適應渦輪混合動力機組(電池、渦輪和中冷、MGU-H、MGU-K等)，然後是擔心一些車手體重不足，從而增加到了690公斤，導致每圈增加2秒。最後，自2016年起，又增加了32kg的重量，首先是針對2017年法規中引入的更寬的汽車和更寬的輪胎，讓汽車在視覺上更刺激，然後是HALO保護系統，在平均圈數上增加了一秒。過去10年的數據顯示，2018年的賽車每圈速度應該比2010年開始增加時慢4秒左右。
2007-2018年重量增加對於賽車圈速的理論影響值
但是事實上，在2018年西班牙大獎賽的排位賽中，劉易斯·漢密爾頓比2007年排位賽的最快時間快4.4秒*。令人難以置信的是，考慮到不斷增加的重量的影響，賽車竟然每圈比預期快8.4秒。
如今的F1賽車如此之快的原因是什麼？
從排位賽的數據中剔除潮溼的天氣時段，可以看出自混合動力時代開始以來，平均圈速是如何迅速提高的。從2011年到2014年，賽道的平均速度一直在下降，直到2017年，賽道的平均速度增加了15.6公里/小時(9.75英里/小時)。影響平均圈速的關鍵因素是最高速度、制動、轉彎速度和加速度。發動機功率、扭矩和氣動阻力對發動機的最高轉速和加速度影響較大;而加速度、制動和轉彎速度受下壓力和輪胎抓地力的影響。
2007-2018排位賽平均時速變化圖示
2011-2018排位賽平均速度變化圖示
觀察這些年來的空氣動力學性能是很難的，因為車隊不喜歡在公眾面前公佈這些信息，即使是老款賽車的數據;但是我們可以知道的是主流趨勢是通過減小阻力增加下壓力，提高氣動效率。2017年的下壓力比2016年大幅增加，由於車身更寬、輪胎更大，阻力略有增加。
1988-2018，30年下壓力與阻力的變化圖示（紅色:阻力 藍色：下壓力）
比較賽車數據，可以在一定程度上解釋為什麼現在的賽車比605kg的時候要快。雖然根據重量理論來說的話，每圈應該增加4秒，但目前功率重量比比2.4升V8發動機時代(2006-2013)要好，大約1360馬力/噸，相比之下，V8是1240馬力/噸。圈速可以提高0.7s。與V8發動機相比，當前的動力單元在更寬的轉速範圍內也有更大的扭矩，但當電能耗盡(降級)時，就會失去峰值功率。空氣動力學上，下壓力的增加相當於每圈1.7秒，而阻力的小幅增加只會讓每圈滿0.3秒。
2018VS2008 F1賽車，每圈快2.1秒
最後一個變量是輪胎;從1998年到2008年，F1賽車的輪胎都是開槽的，但從2009年開始，輪胎都是光滑的，最初由普利司通提供輪胎。2011年倍耐力成為了獨家官方輪胎供應商，他的任務就是生產具有高降解性能的輪胎。這種降解是通過一組特定的熱性能實現的，這意味著可以提取峰值抓地力的溫度窗口。
那麼這一切，對於F1來說會有什麼影響嗎？
這是一個很難回答的問題;雖然重量在賽車中無疑是不受歡迎的，但是重量對於圈速的負面影響可以通過功率和扭矩的增加得到補償。自2014年燃油限制退出推出渦輪混合動力發動機以來，峰值功率輸出和燃油效率均較上年同期有所提高，在2021年發動機法規下一次調整之前，這一增幅應該會持續下去。
發動機功率的提高主要抵消了直線增加的重量;而增加的重量，以及與之相關的重量轉移，將使賽車在彎道中變慢。為克服重量對過彎速度的影響，2017年氣動下壓力顯著增加;加上更寬、更軟的輪胎配方的輪胎，現在的賽車在彎道中的橫向載荷可超過5g，剎車時可超過6g。然而，增加下壓力無疑是有害於輪對輪的纏鬥對決;雖然更耐用的輪胎也消除了F1的觀賞性，1停策略現在已經成為比賽的常態，2019年新賽季為了增加比賽的觀賞性增加超車次數，FIA也是修改了規則，大幅度的減少了F1賽車的空氣動力學套件。(2019年規則的改變據傳將使賽車每圈減速1.5秒)。
更強勁的動力、更大的下壓力和更軟的輪胎組合在一起，意味著2018年的汽車即使不是史上最快的，也將會是名列前茅的。
這就引出了一個問題:對F1來說，到底是追求無限的速度還是追求比賽的精彩程度，對我來說，兩者缺一不可，F1作為全球最頂級的運動，其賽車上的高精尖技術被廣泛的運用到我們的日常生活中，而作為一個賽事本身，如果失去了觀賞價值，那麼這個賽事一定會漸漸失去它的商業價值從而走向消亡，如何來權衡兩者之間的關係，是丟給自由媒體的一道難題，我們期待2019賽季新規後的一系列變化，希望比賽能夠變得越來越精彩，輪對輪的纏鬥能夠越來越多。
F1每一次的規則改變都是一次小型的工業革命，對於全球汽車產業也具有非常大的引導作用，如今的小排量渦輪增壓車已佔據主流市場見，混動車更是開創一方天地。F1在給我們帶來精彩比賽的同時也改變了我們的生活！
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