Гэри Андерсон об отказе от граунд-эффекта
Технический эксперт AUTOSPORT Гэри Андерсон по традиции ответил на вопросы читателей, затронув темы беспилотных машин, пользы от дождевых тестов, защиты кокпита и отказа Формулы 1 от граунд-эффекта...
Если возвращение граунд-эффекта действительно является панацеей и может вернуть Большим Призам интересные гонки с плотным преследованием пилотами друг друга, то почему от него отказались в прошлом?
Дело в том, что в те годы граунд-эффект практически вышел из-под контроля. По сути, днище машин превратилось в перевернутое крыло и вкупе с присущими автомобилям того поколения "юбками" создавало чрезмерно большую прижимную силу.
Проблема же состояла в том, что любое повреждение дорожного полотна или поребрика приводило к тому, что при проезде по этому участку "юбка" деформировалась. Это, в свою очередь, приводило к снижению уровня прижимной силы вдвое и часто заканчивалось серьезными авариями, поскольку пилот никак не мог почувствовать эти повреждения до следующего поворота.
С течением времени часть днища, работавшая по принципу Трубки Вентури сдвигалась все больше и больше вперед. Это приводило к еще большему увеличению прижимной силы, и, как можно видеть по фотографиям тех лет, машины практически перестали нуждаться в переднем антикрыле.
В то время днища отвечало за генерирование порядка 80% всего прижима шасси, тогда как сегодня этот элемент вносит свою лепту в размере не более 20%.
Днище машины работает по принципу Трубки Вентури, а второй составляющей этого туннеля является дорожное полотно. Такая система гораздо более устойчива к созданию вихревых потоков, чем сложное переднее антикрыло.
Если руководство Ф1 решит вернуть в спорт днище, создающее больше прижимной силы, нужно подойти к этому вопросу очень обдуманно и сопоставить новинку с переработкой переднего крыла. Иначе снова ничего не получится.
Какие изменения в настройках позволено было делать командам во время недавних тестов дождевой резины Pirelli, и могли ли они воспользоваться этими заездами для определения лучших дождевых настроек на будущее? И еще, не стоило ли команде Williams попроситься на эти испытания с учетом их проблем под дождем в последние годы?
Изначально шинники сами обеспечивают команды базовыми настройками во время своих тестов, чтобы они могли вкатиться в программу.
После этого на машины участников устанавливаются комплекты резины, и пилоты должны проехать означенное количество кругов и обеспечить шинников всей необходимой информацией.
Если испытываются колеса большего диаметра, или в компании понимают, что новые шины повлияют на баланс шасси, команде позволяют откорректировать дорожный просвет и немного изменить угол атаки переднего антикрыла.
Но вообще такие испытания обычно проводятся "вслепую" - команды и пилоты чаще всего не знают, каковы цели и намерения шинников с тем или иным комплектом резины, они должны просто проезжать необходимое количество кругов и докладывать об этом Pirelli.
Отвечая на ваш последний вопрос, если бы я был на месте Williams, я бы первым записался на эти испытания. Несмотря на то, что во время таких тестов настройки изменять нельзя, команда получила бы неплохой опыт работы в условиях влажной трассы.
Читая о прошедших дождевых тестах, я задумался о том, какое влияние на аэродинамику машины оказывают дождь и водная взвесь. Я никогда не слышал, чтобы об этом говорили, но вполне очевидно, что вода как-то должна влиять на воздушный поток, прижимную силу и т.д.
Да, дождь определенно влияет на общую аэродинамику шасси. Все зависит от силы дождя - если он сильный, то на все плоскости, находящиеся вблизи от асфальта, оказывается дополнительное давление. Это происходит из-за того, что водная пленка меняет характеристики дорожного полотна.
Обычно в таких условиях команды снижают угол атаки переднего антикрыла, чтобы добавить шасси недостаточной поворачиваемости. К тому же, это добавляет уверенности гонщику.
На влажной трассе аэродинамические характеристики машины нуждаются в незначительных изменениях, а уровень прижимной силы немного прибавляют.
Некоторые шасси могут значительно потерять в производительности в подобных условиях. Так что под дождем далеко не все зависит от умений пилота.
Я слышал, что совсем скоро должен быть представлен первый проект беспилотной гоночной машины. Если бы вы проектировали формульную машину с учетом того, что ей никто не будет управлять, сидя в кокпите, какие изменения вы бы внесли?
Честно говоря, когда я читал эти новости, то кое о чем вспомнил…
В начале 80-х, когда я строил машину Anson для Формулы 3 и проектировал автомобили Super Vee, мне довелось пообщаться с одним парнем, которого я считал просто сумасшедшим. Он предлагал сделать 20 радиоуправляемых электромобилей в масштабе шасси Ф3 и пригласить для участия в дистанционной гонке в Индианаполисе 20 бывших и действующих чемпионов различных серий.
Они должны были располагаться в башне, с которой открывался бы вид на всю трассу.
Вы можете себе представить эту бойню?
Прошло 40 лет, и сегодня гонки беспилотных машин уже не представляются чем-то невероятным.
Это вполне можно было бы организовать, но я бы отказался от идеи проведения гонки чемпионов.
Мне лично было бы интересно посмотреть на то, какие решения предложат производители для снижения риска. Любопытно было бы и то, кто сможет привести свою машину к финишу с минимальным количеством повреждений.
Как вы считаете, на современных машинах Ф1 есть разрешенные стандартные элементы, по сути противоречащие техническому регламенту?
Это очень непростой вопрос. Все без исключения команды стараются использовать регламент на пределе и иногда, как и машины на трассах, чуть-чуть выходят за границы допустимого. Но чуть-чуть не всегда считается…
Регламент зависит от его интерпретации. Возьмите, к примеру, гибкие элементы. Этому запрету уже несколько лет, но если внимательно присмотреться к телевизионной картинке, до сих пор можно заметить, что некоторые элементы машин значительно изгибаются.
С течением времени FIA ввела определенные точки шасси, в которых должны проводиться измерения на предмет гибкости.
Команды тут же начали использовать это в свою пользу. Теперь они конструируют элементы таким образом, чтобы в означенных точках с гибкостью все было в порядке, но при этом находят новые места, в которых можно использовать это с пользой.
Некоторые команды (не будем их называть) активно работают над превышением уровня допустимого техническим регламентом, что вполне нормально. Элемент, непроизвольно изгибающийся под нагрузкой, и элемент, специально спроектированный таким образом, чтобы изгибаться под нагрузкой для получения преимущества в аэродинамике - это две большие разницы…
Чем отличается извлечение пилота из машины Ф1 от извлечения из раллийного автомобиля или спорткара? А если ничем, то почему закрытые кокпиты считаются небезопасными в этом отношении?
Проблема в самом процессе изменений. Я согласен с вами в том, что раллийные и туринговые машины, спорткары, а также автомобили NASCAR обладают закрытым кокпитом, но при этом гонщики умудряются их как-то покидать.
Лично я не являюсь поклонником того "ореола", который предложили в качестве решения проблемы в Ф1. Он не только выглядит глупо, но и защитит только в том случае, если в гонщика отлетит колесо. В случае с более мелкими обломками этот элемент никак не поможет.
Сегодня открытая часть кокпита регламентируется правилами, и я уверен, что с небольшими правками в регламенте можно произвести закрытый "фонарь", который бы пристегивался к верхней часть кокпита.
Не думаю, что в Ф1 не хватит светлых умов, чтобы спроектировать подобную систему, которую очень легко будет устанавливать и снимать по требованию гонщика.
Как определяется необходимая жесткость элементов при разработке шасси Ф1? К примеру, можно ли изготовить элементы подвески, которые выдерживали бы гораздо более серьезные удары?
Как раз хрупкость элементов конструкции и является главным фактором в снижении перегрузок, испытываемых пилотом при столкновении. Так что заботиться стоит лишь о том, чтобы они не ломались сами по себе.
Кроме того, ключевой характеристикой любой гоночной машины является ее вес, и все команды стараются экономить на этом вплоть до граммов. Одинаковых аварий не бывает, и чтобы все учесть, придется утяжелять все элементы машины без исключения.
Во время движения машины по трассе команда собирает огромное количество информации, анализ которой показывает, какую нагрузку должен выдерживать тот или иной элемент.
Исходя из этих данных все элементы производятся с учетом предполагаемой нагрузки плюс небольшой коэффициент безопасности.
Немалую роль играет и бюджет команды. Если денег много, можно жесткость элементов делать меньше, но чаще их менять.
Таким образом, если элемент должен выдерживать нагрузку в 1000 кг, то с коэффициентом безопасности 1,5 его жесткость рассчитывают так, чтобы нагрузка могла достигать 1500 кг, после чего проводят все необходимые тесты и практические испытания.
Вы как-то говорили о том, что машины в аэродинамической трубе тестируются с учетом различных предельных углов поворота колес и углов рысканья (отклонения от курса). В каких интервалах команды могут изменять эти значения во время тестов?
Есть четыре основных состояния машины, через которые она проходит, двигаясь по трассе.
1) Движение по прямой и набор скорости с увеличением прижимной силы. Для прямолинейного движения ключевым параметром будет снижение уровня лобового сопротивления - это позволит машине развивать большую скорость.
2) Торможение перед поворотами в конце прямых. В эти моменты вес машины переносится вперед, дорожный просвет спереди уменьшается, а сзади - увеличивается. Здесь самое главное сохранить стабильное поведение задней части шасси - тогда гонщик сможет тормозить гораздо позже.
3) Движение в вираже - самая сложная область. Под нагрузкой неизбежно возникает определенный крен, а отклонение от курса провоцирует увеличение угла бокового увода шин. Также играет роль предельный угол поворота колес. Этот показатель будет зависеть от радиуса поворота - обычно для быстрых виражей используется угол в 3 градуса, для среднескоростных - 6, а для медленных - 9.
Скорость прохождения поворотов напрямую зависит от баланса шасси в повороте. Обычно чем медленнее машина, тем больше возникает недостаточной поворачиваемости. Как раз это соотношение и настраивается при помощи предельного угла поворота колес.
4) Выход из поворота. Этот тот момент, когда пилот "встает на газ" - при этом задняя часть машины приседает, что увеличивает динамику разгона, но при этом нарушает аэродинамический баланс.
При достижении оптимального соотношения между переносом веса и аэродинамическим балансом гонщик сможет раньше открывать газ и не терять при этом уверенность. И набранную скорость он сможет поддерживать на протяжении всей следующей прямой.
Конечно, каждая из четырех стадий предполагает свои градации, но главной для меня остается нестационарная аэродинамика.
Гоночная машина при движении по трассе ни в один момент времени не находится в состоянии покоя, и уверенность в машине гонщик получает именно вследствие влияния нестационарной аэродинамики - будь то стадия торможения, разгона или прохождения виража.
Если же пилот вынужден будет делать паузы между этими стадиями, это неизбежно приведет к потере времени на круге.
Перевел и адаптировал материал: Александр Гинько
