法拉利F1引擎的进化 - 热交换技术

虽然2021赛季就能看出法拉利动力单元有了一些进步，但还不足以挑战梅赛德斯和本田，而2022年法拉利的引擎似乎有了天翻地覆的变化，哪怕说是目前围场里功率最高的引擎也不为过。那法拉利都发生了哪些变化，使得原本落后15匹马力的动力单元在2022赛季反超梅赛德斯15匹马力呢？因为动力单元的提升存在很多方面，本期内容我们将从引擎这方面来揭示法拉利的进步。

法拉利的内部空调（CAC）

从最新的法拉利引擎的谍照可以看出，如图中所指，有一个圆柱形管道连接到涡轮进气方向。此处被怀疑是法拉利引用了最新的空气冷却技术。

而2021年的法拉利引擎还只是停留在传统意义上的中冷器，可以从图中看到长方体形状的中冷器，该中冷器从后面与压缩机连接，管道连接到引擎顶部，使高压高温空气得以冷却。

那2022赛季法拉利所使用的圆柱形中冷器是否与传闻中的航天技术有关呢？本期内容我们来简单介绍一下所谓的火箭发动机预冷技术。以下就是火箭发动机预冷机的物理模型。

欧洲航天局的科学家所创造的新技术可以使进入发动机的空气在百分之一秒的时间内从1000℃冷却到150℃，同时不会发生结晶而导致冷却系统堵塞。这样一来，火箭发动机就不会过热，就可以比现在输出更高的功率，同时有保障了安全。该系统内最重要的就是SABRE发动机的吸气式热交换系统。

那SABRE发动机又是什么？SABRE是Synergetic Air-Breathing Rocket Engine的简称，是由欧洲航天局ESA和英国宇航局UKSA共同开发的推进式火箭引擎。在大气层内，该引擎可以一边吸入大气，一边以最大为5马赫左右的速度上升，在高度约25000公尺的地方，最终切换成使用氧化剂燃烧的火箭模式。这种技术是飞机发动机和火箭发动机推进技术的结合，可以使火箭在大气层内不使用氧化剂，以此来提高火箭的有效载荷以及上升高度，同时大幅度的降低成本和更高的发射速度。该项目从2010年开始研发，2019年测试成功。欧洲航天局为此技术投资了1000万英镑，而英国宇航局则投资了更多，约为5000万英镑。

以往传言是梅赛德斯正在使用该技术，不过，法拉利的两个圆形中冷器十有八九来自这种技术。要知道，更低温度的空气，空气中的氧气密度会增加，在相同时间内注入内燃机燃烧室的氧气也会越多，从而提高了引擎功率。据估计，空气在进入燃烧室之前，会被冷却到比环境温度高10℃左右的范围内。但冷却过多，燃烧也会出现问题，所以在引擎进气口的地方，空气温度大约是55℃。

这项技术并没有产生功率差，而是可以保证吸气温度的稳定、中冷器和散热器的小型化轻量化，这会在F1赛车的内部空间布局和减轻重量方面提供便利。