F1赛车科技：皮托管-F1赛车的空速管

F1赛车上布满了几百个不同的传感器，我们最常见也最熟悉的莫过于基尔探针，但在正式比赛 时，基尔探针阵列很少会用到，它更多的是出现在测试当中，我们平时看到更多的是F1赛车上单个的皮托管，主要用来探测相对于车身的空速大小。

其实皮托管早在近三个世纪前就已经诞生了，发明它的是一位法国科学家叫皮托，后来人们就用他的名字来命名这种传感器。别看它出生早，但它依旧广泛用于F1赛车和航空航天领域。在F1车身上，我们通常会在单体构造的上部发现皮托管的存在，很多车迷误认为那是天线，但通常有90度折弯的是皮托管。不同车队的皮托管造型上会有一些区别，但大体结构是一样的。

皮托管的工作原理是什么？

那么皮托管的工作原理又是什么呢？其实皮托管的原理来源于伯努利方程式，它用来体现压强与风速之间的逻辑关系，整个皮托管的结构有点像克莱因瓶，外界气流流入B口后，由于压强的强大，会将U形管右侧的液面向下压 ，这会导致U形管中会出现液面高度差H，流向B管的气流流速越高，液面高度差H就越大，这是一种非线性关系，灵敏度会随着车速的增加而增加，通过试验，当赛车与空气之间的相对速度差为1米每秒时，液面高度差约为0.006毫米，当赛车与空气之间的相对速度差为10米每秒时，液面高度差约为6毫米。

该传感器通常会受到很多因素的影响，从而导致测试结果与客观现实存在误差，比如当赛车在过弯时，皮托管的采样方向和风向之间会存在一个角度，转弯半径越小，误差越大。另一方面，皮托管内部的液体是存在粘附效应的，这同样也导致了误差。还有就是赛车周围的侧风也会对皮托管的正常采样带来影响。

车队往往会在冬测或者在某些分站赛带来重大空力套件升级的时候才会用到由几十个皮托管组成的基尔探针阵列，然后通过计算机仿真可以得出该区域内的流体立场，以此来更直观的描述该空力套件周围的压强分布图，通过对该压强分布图与风洞数据进行交叉比对就可以验证赛道与风洞数据的一致性。但是基于皮托管的上述局限性，它不可能100%准确的描绘真实的情况，但是作为概念分析来说是绰绰有余的。