驶向可持续发展的未来 | Z专题
2019.08.23

长期以来,赛车运动的进步和可持续发展是相互交织的。国际汽联锦标赛中的创新不断推动着未来科技向更好的方向发展,无论是在赛道还是在公路上。



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在「大型」的运动项目中,激烈的竞争环境、确保比赛公平的严格标准、团队合作、娱乐性和盈利性都是赢得人们喜爱的关键要素。


不过,任何一项运动想要长期存续下去,还有一个更加重要的准则,那就是它必须在社会既定的标准和框架内进行运作。作为世界的一个缩影,体育运动不能站在主流社会的行事准则之外。它不但要契合社会的发展,同时还要在社会进步的定义中发挥作用。


可持续性是当今全球面临最大的问题之一。




尽管环境问题是众多令人们担忧的事项中最为主要的一个,但可持续性所涵盖的内容并不仅仅是我们目前居住的世界,它还包括机遇、努力和进步的可持续。国际汽联将通过其环境和可持续发展委员致力于在全球范围内以更具针对性的方式来应对这一问题。


这得到了该委员会主席、墨西哥前总统Felipe Calderón的证实。「国际汽联作为一个国际事务参与者,有机会也有责任与成员组织、合作伙伴及其他外部组织一起,共同直接参与到全球可持续发展的讨论中。」他说道。



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国际汽联可持续发展委员会主席、墨西哥前总统Felipe Calderón



「国际汽联在促进汽车可持续方面所贡献的力量已经产生了积极的影响。如今汽车工业中出现的大量和显著的技术创新都起源于赛车运动。」

 

一直以来,赛车运动都是技术进步的主要推动力:在其他技术领域开创了碟式刹车升级、半自动变速箱及主动悬架系统。在过去十年中,国际汽联为增加与道路相关的赛车技术创新与技术成果转让,制定了大量规则。其中大部分创新的目的就是提高效率和增加可持续性

 

「举个例子,在F1当中,国际汽联着手驱动和道路相关的赛车运动革新可以追溯到10年前,准确地来说是2009赛季,当时首次在这项运动中引入了混合动力和能源回收系统。」Calderón解释说。


「将锂离子电池从一个单纯的能量存储设备变为一个动力传输设备是一项技术性的突破,并且赛车能够从中获得的收益很快就反映在了赛道上。这项成果如今已经运用在了高性能电动汽车上。」

 

这样的例子在国际汽联主要的锦标赛中一再出现,这也使得国际汽联副主席Graham Stoker相信,赛车运动的工程学正逐步迈向可持续发展道路的前沿



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国际汽联副主席Graham Stoker 


「这是一个值得关注的成功典范,因为赛车运动的核心是高效。顶级车手的驾驶风格也体现在高效上:要选择正确的线路,恰当地刹车并且照顾好你的赛车。无论是在拉力赛、F1、又或者是耐力赛中都是如此。」他说。

 

「提到赛车本身,轻量化的底盘也在于突出高效的特点。空气动力学更是与此有关。然后我们来说说引擎,赛车引擎发展背后的全部理念就是要贯彻高效性。这就是全部。对我来说,这是赛车运动不可或缺的一部分,也是我们想要向人们传达的东西。


核心的一点是,任何现代体育运动都必须在社会主流价值体系下运作。而现在,主流价值之一就是可持续性。我们必须正视这个问题。并且在我看来,我们对这一问题的重视以及我们为可持续发展所做出的努力,正是对这项运动的一种保护。」

 

自2014年推出以来,国际汽联电动方程式锦标赛就成了推动这项革新的先行者。作为世界首个纯电动的国际单座系列赛,电动方程式锦标赛已经成为了电池技术发展的试验田。


在该项赛事的早期,每一站比赛过程中还需要更换一辆赛车。但在进入第5个赛季以后,一辆电动赛车就能够跑完比赛的全部里程,并且动力还增加了50千瓦,达到250千瓦


目前赛车所使用的二代电池存储量几乎是原先的两倍。这项技术的发展正步入正轨。



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二代电动方程式赛车 


在2017/18赛季期间,电动方程式作为一项可持续发展赛事获得了ISO 20121的认证,成为了世界首个拥有此项认证的赛车比赛。该系列赛目前还与联合国环境规划署达成合作,致力于改善空气质量,将赛事打造成一个无一次性塑料制品的比赛。

 

对于参加锦标赛的8个主要汽车制造商而言,正是电动方程式作为技术实验室的潜能,激发了他们参与进来的兴趣。

 

Jaguar Racing车队的领队James Barclay说,「作为一支车队,我们有一个共同的理念,那就是为创新而比赛。这代表了很多事情,但关键在于如何把技术从赛道转移到公路上,然后再回馈到比赛中。」

 

「我们很早就投身到这项技术的开发之中了。尽管赛车中使用的硬件与公路汽车并不完全相同,但我们正在使用的是组件,比如只要电池足以续航,你就可以尽可能地让赛车开得更快。这对于电动技术在公路汽车中的应用是很有借鉴意义的。」



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Jaguar Racing车队领队James Barclay


自2006年起,F1就启用了当前的动力装置,使用先进的1.6升V6涡轮增压动力单元替代了原先的2.4升自然吸气式V8引擎,而电动方程式也在同年正式推出。

 

目前,由Mercedes、Ferrari、Renault和Honda所生产的混合动力单元堪称现代工程学的奇迹。2019赛季的F1赛车与2013年末的相比,动力更加强大,行驶相同距离的速度也要快上很多,但燃料的消耗只有当时的一半。



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F1混合动力单元 


F1实验室

 

Mercedes AMG高性能动力系统总监Andy Cowell是F1混合动力技术实现飞跃的功臣之一。Cowell认为,正是赛车运动对更强动力、更快速度、更高效率的无尽追求,成为了推动其进步的最大驱动力。

 

「F1的规则中采用了关于燃油流量的控制而非转速和引擎容量的控制,这能让你全神贯注。」他说道,「你有一定量的碳氢能源如果你能把更多的能源转化为有效的动力你就能赢得比赛。不论是电动机械或是引擎还是一匹马,动力都是关键。



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Mercedes AMG高性能动力系统总监Andy Cowell


「这一切都是为了推动人们往更好的方向发展,改进他们的产品,优化他们的出行方式。」Cowell继续说道,「我认为心态是关键。这就是F1中的工程师和技师们非常明智的地方。


他们的心态是『是的,那些都是可以做到的。上个周末的表现还不够好,我们要为下个比赛周努力。』有了这样的规则设定,即在单位时间内将有限的碳氢能源转化为有效的动力,意味着你必须竭尽全力。这是一种强制性的方式,『好的我们做到了,但那已经过去了。该想想之后我们能够做些什么了。』」

 

Honda于2015年以引擎供应商的身份重回F1,面对新引擎研发带来的挑战,他们的F1项目总监Masashi Yamamoto回应道,赛车运动不仅是技术开发的重要实验室,同时还帮助他们培养员工。


「从某种意义上来说,这是一个有用的实验室,我们可以考虑对其中一些技术进行大规模生产。对于我们工程师的发展,它也是很有价值的。」

 

「此外,对Honda来说,F1正成为汽车工业以外更多领域尖端技术研发的汇集地。例如,我们在法国大奖赛带来的最新动力单元是通过和Honda喷气式飞机部门合作完成的。」



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Honda F1项目总监Masashi Yamamoto 



「Honda不同部门间的这种交叉带来了一种有益的辅助作用,让不同领域的工程师们之间有机会互动交流,碰撞出新思维和新技术。因此,我们认为F1对我们来说是一个宝贵的实验室,我们可以对高新技术进行反复试验。」Yamamoto总结道,

 

具有里程碑意义的成果

 

这些高新技术取得了具有里程碑意的成果。


两年前,也就是F1进入混动时代仅仅过了4个赛季,Mercedes发表了一份声明称,在其位于英国布里克沃斯的高性能动力系统工厂内进行了一场功率测试,他们的M08 EQ Power+ F1动力单元的测试结果显示其热效率超过50%。是一台赛车引擎产出的能量首次超过了浪费的能量。

 

Cowell表示,「自然吸气式引擎(在这一代之前的V8引擎)的热效率约为29%,而50%的转化率意味着使用同等油箱的情况下可以跑得更远。在短短几年内,就提高了20%。」

 

这些惊人的进步虽然仅在F1中,但对道路交通也产生了影响。

 

「把来自汽车质量和速度的能量储存在一个存储设备中,不论是锂离子电池或是超级电容还是飞轮,把它们储存进去,然后再释放出来。这个方式运用到公路汽车中意味着你可以有一个轻质的系统,它从汽车的质量和速度中获得能量,把它储存起来然后用它来推动你前进。也就是说,你不需要使用外部燃料或电池来恢复速度。」Cowell说。

 

在优化混合动力和电池性能方面,F1并非孤军奋战。世界耐力锦标赛及其勒芒24小时耐力赛是混动引擎技术的早期领导者。由Toyota设计,参加了2014年勒芒的TS040 LMP1赛车直接影响了2016款Toyota Prius的研发,它是全世界最畅销的混合动力汽车。

 

Porsche、Audi、Toyota和Peugeot在勒芒使用的混合动力引擎以及能量回收系统目前已逐渐应用到公路汽车中。就像多年以前,挡风玻璃雨刷和安全带从萨尔特赛道(Circuit de la Sarthe)逐渐普及到日常使用中。



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据Graham Stoker所说,即便像跨国拉力这样的赛事也在其中发挥着作用。「拉力赛事通常在能源敏感国举行,由中央或地方政府的旅游部门赞助。他们能够这样做是因为他们以一种可持续的方式运作,产生巨大的积极效应。


每当世界各地发生灾难时,首先到达那里的人们都是开着四轮汽车去的。由赛车运动产生的所有发展都在传达出积极的信号。」

 

通过推动私人和公共交通技术的革新,赛车运动已经证明其在未来出行的发展方面扮演着重要角色。无论面对何种挑战,人类都需要维持可靠和高效的物流运输和人员流动。作为以最高安全标准为基础的高新技术推动者,赛车运动在未来的可持续发展中发挥着核心作用。

 

「赛车运动对我们现在所谈论的内容做出了重大贡献,我认为这是相当令人兴奋的。」Stoker总结道,「这是积极的社会变革,并且它正着力解决当今社会面临的紧迫难题。体育运动可以起到很好的作用,但我们还有个特殊的角色。我们不仅为人们提供一项重要的体育运动,而且能够带来推动可持续化进程的技术革新。