Фото: f1i.com

Итоговый технический обзор сезона-2018 Формулы 1

Николя Карпентье
13 декабря 2018 в 10:14

Длинные прорези в днище, выдувные зеркала, торцевые пластины задних антикрыльев, боковые понтоны в стиле Ferrari. Всё это и многое другое в итоговом техническом анализе минувшего сезона Больших Призов от Николя Карпентье...

Резьба по днищу

В сезоне 2018 года одним из наиболее внешне заметных трендов стали прорези в районе днища почти на всех шасси – и самой замысловатой формы.

Эти расщелины – далеко не новинка в Формуле 1, мы видели их еще на прошлогодних машинах. Однако в этом сезоне команды решили изрядно поработать лобзиком. Первые примеры прорезей в днище на старте сезона мы увидели на шасси Red Bull RB14 и Ferrari SF71H – при этом они были довольно короткими и располагались в передней части выступов днища.

В McLaren первыми решились на то, чтобы удлинить выемки, удвоить их и продлить до задней части конструкции. В то же время на Renault RS18 мы с самого начала увидели по две коротких прорези с двух сторон шасси.

о © о
оФото: о

Большинство команд вскоре скопировали эти идеи. В Бахрейне McLaren разделила щели надвое, и именно эту конфигурацию привезла позже – в Испанию – Скудерия. Там же, в Барселоне, команда Force India также отметилась двойными прорезями, но длина их была незначительной, а располагались они ближе к задним колесам.

На Гран При Монако Renault продлила расщелину в передней части днища, а в Бельгии еще увеличила ее.

В Сильверстоуне Ferrari пошла еще дальше и первой представила тройные прорези. Двумя неделями позже, в Германии, команда Red Bull переняла дизайн у Renault, добавив на днище две короткие прорехи, которые в ее случае заменили собой характерные насечки.

В Спа команда Haas повторила концепцию Ferrari с Гран При Испании. На протяжении всей оставшейся части сезона решения команд постепенно сближались, при этом в Mercedes, Toro Rosso, Sauber и Williams удержались от отхода от традиционной геометрии днища в этой области.

о © о
оФото: о

В чем смысл?

Прорези в днище призваны запечатывать воздушный поток под днищем шасси для оптимизации работы диффузора.

Как хорошо известно, вращение колес серьезно нарушает аэродинамическую эффективность машины в целом – этот феномен известен как шинная струя. В результате по бокам в задней части шасси возникает турбулентный низкоэнергетический поток, который проникает к диффузору и нарушает его работу. И это вмешательство становится тем больше, чем выше расположена задняя часть относительно передней (клиновидность шасси). Вдобавок к этому наружный воздух под высоким давлением стремится проникнуть под днище – в образованную здесь зону пониженного атмосферного давления.

Чтобы сдержать это двойное негативное вмешательство, специалисты по аэродинамике придумали делать характерные прорези в боковых частях днища – либо насечки перед задними колесами, либо полноценные сквозные выемки на границе днища.

Назначение у этих элементов одинаковое – позволить воздуху под высоким давлением проникнуть под днище, чтобы "запечатать" область диффузора.

Как это работает? На стыке воздушных потоков высокого и низкого давления создаются турбулентные завихрения, которые и встают стеной на пути возмущенного потока от вращающихся колес в область диффузора.

И в сезоне-2018 этот вопрос для многих встал еще более остро, поскольку команды в едином порыве стали увеличивать коэффициент клиновидности своих шасси, и в большей части это относится к Ferrari.

о © о
оФото: о

Выдувные зеркала заднего вида

Еще одной заметной областью приложения сил аэродинамистов в уходящем году стали зеркала заднего вида.

Еще во время февральской презентации шасси SF71H эксперты обратили внимание на причудливую конструкцию зеркал. Как стало известно позже, в верхней части обтекателя красных зеркал находилось отверстие. Воздух, проходя через него, попадал на второй обтекатель – черный, после чего выходил наружу в обход самих зеркал.

Изначально многие подумали, что этот своеобразный воздуховод направляет дополнительный поток к верхней части боковых понтонов, но это оказалось не так. Целью установки такой сложной конструкции зеркал была оптимизация воздушного потока, поступающего на заднее антикрыло и диффузор.

При этом сами модернизированные зеркала создавали больший уровень лобового сопротивления, чем раньше, но воздух, исходящий от них, обладал большим давлением и энергией, что позволяло увеличить прижимную силу на аэродинамических элементах в задней части шасси: крыле и диффузоре.

о © о
оФото: о

На Гран При Великобритании эту концепцию скопировала команда Toro Rosso, а в Бельгии с небольшими доработками обновила систему креплений зеркал Red Bull.

В Испании Ferrari, на протяжении всего сезона демонстрировавшая свою креативность по части аэродинамики, с благословения FIA представила зеркала, смонтированные на защитной конструкции "ореол". Но в Монако команда вынуждена была избавиться от профилированных закрылков на зеркалах, поскольку они были классифицированы как элементы аэродинамики.

В Renault тем временем сделали пару попыток с креплением зеркал, отпечатанным на 3D-принтере, но до испытаний в боевых условиях дело не дошло.

Команды Haas (в Монреале), Mercedes (в Австрии) и Force India (в Сингапуре) также представили модифицированные крепления зеркал.

оо © о
ооФото: о

Насечки от McLaren

Как и длинные прорези в области днища, характерные насечки в области торцевых пластин заднего антикрыла также стали новинкой от коллектива из Уокинга в минувшем сезоне, и еще одной концепцией, которую многие команды впоследствии скопировали.

С учетом не слишком высокой скорости шасси MCL33 было любопытно наблюдать за тем, что в аэродинамическом плане инженеры McLaren предлагают очень интересные идеи, которые соперники с удовольствием использовали в дальнейшем.

Отсутствие темпа у McLaren – еще не повод не пользоваться их наработками, ведь они могут быть вполне проверенными, а проблемы могут содержаться в другой области – к примеру, в днище.

В Баку Renault представила конструкцию заднего антикрыла по мотивам прошлогоднего шасси из Уокинга с индексом MCL32. Эта геометрия сохранилась и на MCL33, но с менее радикальными решениями.

В Австрии пришла очередь Mercedes заниматься резьбой по торцевикам заднего крыла, а в Сингапуре и Ferrari показала рубленые пластины, которые просуществовали на их машине лишь там и в Сочи.

о © о
оФото: о

Понять, как работает аэродинамика в этой части шасси, не так просто. По сути, изогнутые открылки направляют набегающий поток воздуха внутрь, а не наружу (в отличие от прорезей в основании торцевых пластин, являющихся частью плана по оптимизации работы диффузора).

Одно из объяснений такой геометрии состоит в том, чтобы направлять воздух под высоким давлением внутрь к крылу, а именно в область пониженного давления под главной рабочей плоскостью. Это могло бы способствовать уменьшению прижимной силы и в особенности уровня лобового сопротивления путем ослабления турбулентных завихрений, возникающих в области соединения торцевиков с самим крылом.

Снижение лобового сопротивления в этой части – это хлеб для команд, машины которых не обладают высокой скоростью на прямых. Изгиб открылков может способствовать выравниванию давлений, что приведет к минимизации потерь в отношении прижимной силы, при этом с уменьшенным лобовым сопротивлением. Но это только гипотеза.

о © о
оФото: о

Mercedes идет по следу Ferrari и Red Bull

В отличие от Ferrari, Red Bull, Haas и Williams, "Серебряные стрелы" представили классическую конфигурацию впускных отверстий боковых понтонов на своих шасси. И действительно, боковые перегородки безопасности, спрятанные под обшивкой для приема на себя энергии удара, не были опущены до предела вниз, как в случае со Скудерией.

В Австрии Mercedes поменяла геометрию в этой области, которая теперь немного напоминала линии, примененные в Ferrari, при этом сохранив положение структуры безопасности. Помимо внешних изменений, кто-то отметил и обновления внутреннего убранства воздуховодов. В частности, была добавлена направляющая по образу и подобию красных.

В чем смысл?

Снижение уровня расположения структуры безопасности в области понтонов, которое впервые было применено Ferrari в прошлом году с шасси SF70-H, позволяет освободить пространство под воздухозаборником.

При этом подъем самого воздухозаборника увеличивает путь воздушного потока вдоль кузова со значительной скоростью и энергией. Такой энергетический поток, проходящий по обшивке, генерирует не такое большое лобовое сопротивление, помогая при этом диффузору выкачивать воздух из-под днища.

В результате такое решение приводит к увеличению прижимной силы сзади и переносит центр давления шасси назад.

«Я сразу после изменений почувствовал, что задняя часть шасси начала вести себя более стабильно», – отметил гонщик Mercedes Валттери Боттас.

С большей загрузкой сзади W09 стала лучше взаимодействовать с самыми мягкими составами резины Pirelli, тогда как раньше у них часто возникал перегрев.

о © о
оФото: о

Пузырение шин

Как и всегда, взаимодействие с шинами Pirelli доставляло инженерам команд Формулы 1 головную боль на протяжении всего сезона. В этом году пузырение резины испортило пилотам сразу несколько гонок (вспомните Гран При Австрии и Италии для Кими Райкконена) и вынуждало их беречь шины большую часть дистанции. Гонщики Mercedes также изрядно настрадались от этого.

Пузырение само по себе возникает тогда, когда протектор шины отслаивается от каркаса. Под воздействие поперечных нагрузок шины прогреваются постепенно. Пузырение же появляется в результате резкого скачка температуры, изменяющего молекулярную структуру резины. В итоге мы наблюдаем образование пузырей или мелких полостей с горячим воздухом на протекторе.

Для борьбы с этим феноменом миланская компания попробовала уменьшить толщину протектора на некоторых Гран При (в Испании, Великобритании и Франции). И такая конструкция сохранится на следующий сезон. Более тонкий слой протектора снижает боковые нагрузки, а с ними и риск перегрева резины.

о © о
оФото: о

Боковые наконечники на диффузоре

На протяжении всего сезона мы видели, что сразу несколько команд так или иначе использовали боковые карбоновые отростки на своих диффузорах.

Идея внедрения подобного элемента принадлежит Red Bull – в прошлом году они использовали нечто подобное на шасси RB13.

На Гран При Австралии уже в этом сезоне новинку скопировали в Ferrari (а в Великобритании и США еще несколько модифицировали ее).

В Канаде по их стопам пошли в Haas, McLaren подключилась в Венгрии, а Force India скопировала идею только к Сингапуру.

о © о
оФото: о

Идеи, пока не воплощенные в жизнь

Помимо решений, использованных в боевых условиях, как и всегда, на протяжении сезона команды опробовали какие-то новинки по пятницам, но в квалификациях и гонках использовать их не решились.

Это применимо, например, к вертикальному выхлопу от Ferrari (на фото выше, в Германии) и их днищу с дефлекторами, которое они опробовали в Остине.

Также можно вспомнить двойную подпорку заднего антикрыла от Mercedes в Сочи и дополнительный дефлектор от Renault, призванный направлять воздушный поток к воздухозаборникам боковых понтонов в Баку.

И хотя все эти новинки не были применены в гонках, далеко не факт, что к следующему сезону команды не доведут их до стадии боевого прототипирования. Но это уже совсем другая история...

Перевел и адаптировал материал: Александр Гинько

Источник: http://f1i.com/magazine/magazine-technical/325283-tech-f1i-the-2019-season-developments-in-review.html

  • Поделиться: