09.18 「F1」“摸石頭過河”到“架橋過河”，歷史上的規則改變回顧汽車頭條網

09.18 「F1」“摸石頭過河”到“架橋過河”，歷史上的規則改變回顧

F1歷史上每一次技術規則的變革，都是一次對於當時汽車工業技術或者工業科技的考驗，然而每一個領域的進步都需要用鉅額的經費來做支撐，最終各家車隊上演了幾十年的這場“軍備競賽”終於要被FIA叫停了，考慮到這項運動的成本越來越高造成的兩極分化，FIA決定強行給大家扣上一定預算帽，統一的供應商引入、上要封頂的預算限制、拒絕複雜空力套件的態度，將會給F1的未來帶來什麼？作為觀眾的我們或許只希望比賽變的更精彩足以。2021年的這波浪潮即將襲來，是乘風破浪會有時，還是死在沙灘上？請聽兩年後分解。

那麼，參考了F1官網的文章，一起來回顧下F1歷史上的一些規則變革。

「地面效應」百家爭鳴時代

1977年對F1的車體設計而言是個劃時代的一年，這一年Lotus車隊發表了主導未來數年F1車體設計方向的Lotus 78賽車，讓F1進入了所謂的「地面效應」時代。

這款由Lotus創辦人Colin Chapman擔任設計的Type 78賽車最大的特徵在於底盤有效使用了能夠增加外在吸力的文圖裡效應（Venturi effect），這大大提示來賽車在賽道上的抓地力與整體速度，我們所謂的“貼地飛行”。

Lotus車隊的成功讓其他車隊開始追隨他們的腳步，其中最著名的就是由Gordon Murray設計的「風扇車」Brabham BT46B，但是這輛BT46B賽車的速度實在太快，因此三屆世界冠軍Niki Lauda拿下1978年瑞典大獎賽冠軍後BT46B與其風扇設計就被禁用了。

雖然就理論來說車輛獲得的地面效應越多賽車就能越貼緊地面並讓賽車更快，不過現實並不是這麼一回事—— 使用地面效應越多的賽車反而在路面越顛頗的賽道中更難以駕馭，尤其是車體如果碰撞受損時地面效應就會大減甚至消失，更快的速度與更高的G力也會加速消耗車手的體力並危害到其安全。

因此FIA決定在1981年針對地面效應做出部分限制，不過上有政策下有對策，設計出風扇車的Brabham車隊推出了F1首款使用電子油壓懸掛系統的BT49C賽車讓部分禁令形同虛設；Lotus車隊的Chapman則是決定不依賴當時仍不穩定的電子產品，而是將賽車底盤分為內外兩組，但是在1981年美國長灘大獎賽一推出就引起軒然大波，並隨即被宣佈禁止出賽的雙底盤賽車Type88。

最終讓各車隊停止繼續追求地面效應的原因還是因為1982年賽季一連串的意外事故：Nelson Piquet在巴西大獎賽結束後的頒獎臺上因體力用盡昏倒，「Ferrari車隊永遠的王牌車手」Gilles Villeneuve在比利時大獎賽排位賽意外身亡，Rene Arnoux在荷蘭大獎賽因地面效應失效而衝撞輪胎牆，Jochen Mass於法國大獎賽因同樣原因衝向觀眾席，Didier Pironi在雨中舉行的德國大獎賽遭遇的嚴重事。

一連串造成死傷意外的事故讓FIA終於在1983年賽季正式下令全面禁止使用地面效應，已發展到走火入魔且無法自拔的地面效應時代就此畫上句點，雖然Nelson Piquet於1983年駕駛的冠軍車Brabham BT52 （下）的外觀和1982年使用的BT50（上）相似，但這輛BT52已非昔日能夠貼地飛行的地面效應賽車了。

「電子戰」與「車身安全」

F1在告別引發1980年代引擎性能大戰的渦輪時代後，進入了電子化時代，當時為了能讓賽車發揮更高的性能，各車隊的工程師引進了各項耳熟能詳的電子產品：半自動變速箱、主動式懸掛系統、循跡控制系統、剎車防鎖死系統，以及起步控制系統等等；另外也有部分車隊針對無極變速箱（Continuously Variable Transmission, CVT）與四輪驅動系統進行研究，不過這兩項系統並未在F1正式登場過。

當然這些電子配備也引起了大型車隊的另一場軍備競賽，這不僅使車隊間的實力差距更加明顯，參賽成本也隨之飆升，三屆世界冠軍AyrtonSenna曾在Williams車隊靠著電子主動式懸掛系統取得壓倒性勝利。

「當你接觸這種電子戰爭時，你會發現對車手這些東西感到束手無策，電子設備對賽道有自己一套的應對方式，車手們只要大膽踩下油門就行，我想這應該不是大家所想要看到的東西。」塞納表示。

因此1993年賽季途中FIA宣佈自隔年起禁用除了半自動變速箱以外，統稱為「車手輔助裝置」的電子系統，同時恢復了自1983年賽季以來取消的進站加油制，這次的規則大變化再次改變了F1賽車的設計方針。

不過FIA貿然移除大部份電子輔助裝置的行為引起了部分車手的擔憂，雖然Senna是反對加裝輔助裝置的其中一位車手，不過他在隔年（1994）的季前測試結束後表示：「現在的賽車變得太快且難以駕馭，如果今年沒發生大意外的話可說是相當幸運了。」

結果Senna的擔憂在當年四月底的伊莫拉賽道成真了，這場與1960年比利時大獎賽並稱為F1史上最黑暗一週的大賽發生了一連串的意外：

RubensBarrichello於週五排位賽的翻車造成本人與數位觀眾受傷；

Roland Ratzenberger於週六排位賽意外身亡；

Senna也在正賽中由於事故身亡；

一連串的悲劇再次讓FIA決定降低賽車速度並提高車手在賽場上的安全性，而且是立即實行。

FIA在一個月後的西班牙大獎賽起開始推出了一連串修改規則，包括了縮小前鼻翼、尾翼等等空力套件的尺寸，動力方面則是縮小引擎進氣口來降低動力輸出，另外還有一個施行至今的規則——賽車底盤必須加裝一片厚度為一公分，每場比賽只能磨損一公釐的木板以偵測賽車離地距離是否過低。

（據傳這塊木板的統一供應商是伯尼的前妻，且價格不菲）

然後是階梯狀的底盤結構，底盤中間較為突出的設計預計能讓底盤能夠獲得的下壓力降低五成，同一時間FIA降低了尾翼高度與長度，另外引擎排氣量從原本的3.5升縮小為3.0升來進一步降低輸出功率。

這次的限制效果相當顯著，以巴西站為例，Schumacher於1995年創下的決賽最快單圈紀錄為1分20秒921，1994年為1分18秒455，單圈速度下降了約2.5秒，排位賽圈速更是降低了約四秒。

車手安全終於也在這次的新版規則中獲得重視，這次的修改中駕駛艙的開口與腳部長度獲得延伸，寬度則是略為縮減以保護車手的肩膀，駕駛艙也得經過撞擊測試才能裝上賽車。

這些規則上的修改雖然讓車手們必須適應新的駕駛姿勢，工程師們也得絞盡腦汁以符合FIA的需求，不過這些措施確實讓安全度獲得顯著提升。

「條紋輪胎」與「窄體化的車身」

日本輪胎巨頭普利司通在1997年正式進軍F1與固特異展開競爭，新的輪胎供應商也成了提升賽車速度的助力。

速度的提升讓FIA決定再次對規則開刀，時任FIA主席Max Mosley要求F1技術團隊制定出能夠有效阻止提速的新方案並想辦法增加日益減少的超車機會，想當然的，這次的規則（1998年規則）又得讓工程師們必須再次從頭打造一輛新賽車。

第一個，同時也是從賽車外觀最顯而可見的規則修改就是光頭胎被迫暫離F1賽場，取而代之的是前輪有三條，後輪有四條的溝的條紋胎，目的顯而易見：降低輪胎的接觸面積與抓地力。

這次的規則修改也讓兩家供應商大傷腦筋，因為供應商得更改配方才能讓新輪胎有和以往光頭胎相同的耐久度，而且FIA還能更改輪胎的條紋數來控制車速進一步提升——1999年FIA將前輪的條紋數提升到四條，這讓賽車的速度又略為下滑。

第二個則是車身變窄了，這次的規則修改讓車寬讓原本的200cm縮短到180cm，雖然FIA縮減車寬的目的之一是為了讓車手有較多的超車空間，不過車寬的縮減也大幅影響了1998年賽車的整體表現：

1998年賽車隨著車寬的減小，輪胎的位置也得跟著索窄，這影響了賽車整體所能獲得的空力效率，雖然各車隊的工程師在之後慢慢掌握住了設計要點，不過整體來說1998年規則賽車比去年減少了約兩成的下壓力，另外車身的窄體化也使工程師們得全盤重新思考整體賽車的配重和重心點。

第三個則是剎車系統也跟著改變了，FIA宣佈禁用如鈹之類的稀土金屬，此外每個車輪只能使用單一卡鉗（最多六個活塞）、單一剎車碟與兩塊剎車片，同時剎車碟厚度也從原本的34cm縮減至28cm，FIA為了製造超車機會與降低參賽成本可說是無所不用其極。

車手在比賽時的安全也在這次的修改中有了近一步的提升，FIA除了加寬後照鏡使車手有較廣闊的視野瞭解後方狀況外，加大駕駛艙的最小尺寸、更嚴格的撞擊測試與延伸至駕駛艙兩側的頭枕讓駕駛艙的安全性大幅提升。

1998年起引擎規格統一為3.0升V10引擎，FIA這次的規則修改究竟有沒有達到他們的目標呢？可以說有，也可以說沒有。

1998年的揭幕站澳洲大獎賽拿下杆位的「芬蘭飛人」MikaHakkinen的圈速為1分30秒010，比去年的杆位Jacques Villeneuve創下的1分29秒369只慢了約0.65秒，雖然FIA確實降低了賽車的速度，但這個下降幅度絕對與他們的預計有一段差距。

總歸一句話，要限制人們追求速度極限本來就是件難以辦到的事情。

「KERS系統的引入」與「更窄的車身」

2000年代的F1賽車可說是賽車運動史上最注重空氣力學的賽車，自1997年Mercedes車隊的前身Tyrrell車隊推出了加裝於車側的空力套件「X-wings」的025賽車後，工程師們可說是找到了新天地，這輛Tyrrell 025賽車讓F1進入了極為講究空氣力學效率的「空力時代」。

F1進入空力時代後，各隊空力工程師為了讓賽車擁有更好的空力效率而卯足全力為賽車裝了各式各樣的空力套件，或採取了與眾不同的車體設計：

2004年Williams車隊推出了FW26劍齒虎賽車，不過這個大膽設計在季中被認定是失敗嘗試而在同年匈牙利大獎賽改回較傳統的前鼻翼設計。

同樣是在2004年，McLaren車隊推出了擁有細長車鼻賽車MP4-19，不過這款由空力大師Adrian Newey設計的賽車發生了車側進氣口設計太窄的缺陷而使引擎常出現過熱進而爆缸的問題。

然後到了2008年，Red Bull車隊推出了引擎蓋「鯊魚鰭」套件的RB4賽車，Honda車隊也推出了擁有獨特造型前鼻翼，被稱作「小飛象」的RA108賽車，另外BMW Sauber車隊的F1.08賽車前鼻翼也採用了類似RA108的設定。

這些東西讓FIA得出了「再這樣下去不行」的結論：

第一點是這些空力套件的研發費用不便宜，為了開發更強悍的空力套件，車隊勢必會砸下大量資金讓開發風洞全力運轉，或著是不斷使用流體力學模擬軟件來求取最好的結果。

這邊舉個例子，Sauber車隊為此在2002年花了近二億人民幣建造屬於自己的風洞。（後來證實大部分的費用來自於Kimi轉會邁凱倫的違約金）

第二點則是空力時代的賽車和地面效應時代的賽車一樣敏感，而且空力時代的賽車讓車手們要利用車尾氣流超車變成一項相當困難的任務，使超車畫面變得越來越稀少。

另外金融風暴與不斷飆升的原油價格也算是原因之一，總而言之，FIA在2006年底決定對車身規則做久違的大開刀，由於規則到2009年才正式實施，因此F1賽車在2009年又帶給了我們新的風貌。

2009年規則的第一點就是整輛賽車基本上是要推翻重新設計了（2021年新規則有異曲同工之處），這次主要是為了增加超車機會，FIA與因應制定新規則而成立的增加超車機會小組討論與研究了很長一段時間，結果在風洞測試中發現較高且較窄的尾翼能夠製造出較穩定的尾流。

還有就是較低且較寬的前鼻翼，這組前鼻翼在經過數次的風洞測試後獲得了較容易利用前車尾流的結論，同時FIA也要求前鼻翼的設計必須簡化，雖然理論上這套新前後翼能夠增加超車機會，不過實際上這套新前後翼反而使超車更為危險。

第三點則是原本分散在兩側的各種造型空力輔助套件消失了，這個也是FIA在制定2009年規則的重點排查區域，限制安裝空力套件來避免破壞車尾流影響超車，同時也能降低各隊的空力研發資金與降低車身能獲得的下壓力。

第四點則是FIA決定讓光頭胎重返賽場，原因是讓賽車下壓力降低的部分由增加抓地力彌補。

雖然FIA針對2009年規則賽車的空力設計做出許多限制，不過Williams、Toyota與Brawn這三支車隊還是找到了一個灰色地帶，那就是在賽季初期引發論戰，能夠有效獲得下壓力的雙重擴散器，這個發現讓Brawn車隊在賽季初期獲得不小優勢。

接下來我們來看2009年規則的動力部分，為了讓參賽成本更為降低，FIA制定了一輛賽車但賽季只能使用八具引擎，同時也限制引擎最高轉速只能到每分鐘18,000轉。

不過更重要的是F1在這一年踏出了油電混合動力化的第一步，那就是引進了動能回收系統（Kinetic Energy Recovery Systems, KERS），一圈能使用約6.67秒，可讓賽車額外增加80匹馬力輸出的KERS系統由後輪剎車時產生的能量來發電並將能源儲藏在電池當中，車手們則是透過方向盤的按鈕來自行掌握這6.67秒的使用時機。

原本FIA引進KERS的用意是希望能夠增加超車機會，不過在實戰中KERS反而造成了一些問題，其中一個是原本被視為進攻武器的KERS反倒成了防守工具，另外首次使用的KERS系統還有很多不成熟的地方：

第一個是漏電問題。Red Bull車隊在測試KERS用電池時發生故障並引發火災，一週後一位BMW Sauber車隊工程師在檢測時發生觸電意外，所幸沒有受傷。

第二個是初期量產型KERS的重量相當重且穩定性差。KERS在引進首年只有四支車隊（Ferrari、BMW Sauber、Renault與McLaren-Mercedes），KERS的啟用首個賽季最後只靠著McLaren與Ferrari兩隊拿下三場勝利，因而造成隔年出現沒有車隊願意安裝KERS的狀況。