Технические новинки сезона-2017 Ф1. Часть 2: Задки и передки
Сегодня мы заканчиваем подводить итоги года в плане технических новинок и представляем вашему вниманию вторую и заключительную часть итогового анализа инноваций от технического эксперта Джейка Боксалл-Легга...
С первой частью материала можно ознакомиться на нашем сайте.
Заключительную часть технического анализа мы начнем с рассмотрения любопытных новинок шасси Mercedes W08 в передней его части – уникальных для Формулы 1.
На предсезонные тесты в Барселону год назад чемпионская дружина привезла базовую версию своей машины, которая с первых кругов не слишком радовала своих создателей. Было вполне очевидно, что на этом этапе у их конкурентов из Ferrari шасси оказалось гораздо более гармоничным.
И правда, если SF70H уже на февральских испытаниях обладала внушительным балансом и управлялась легко и приятно, то W08 сразу же проявила свой непростой характер – позже руководитель команды из Брэкли Тото Вольф громко назовет ее "капризной дивой".
Инженерам Mercedes в сжатые сроки предстояло произвести ряд существенных изменений в отношении конструкции машины, если они собирались обеспечить коллектив техникой, способной на новые свершения.
Дизайн сплиттера Mercedes W08
Чтобы справиться с недостатком стабильности в передней части шасси и оптимизировать воздушный поток, поступающий на боковые дефлекторы, в чемпионской команде провели серьезную работу и уже в Барселону (на Гран При, а не на тесты) привезли колоссальный пакет обновлений.
Важнейшей частью этого пакета стал обновленный дизайн сплиттера вкупе с модернизированной конструкцией носового обтекателя.
Новый обтекатель существенно сужался при приближении к передней оси, при этом инженерам удалось сохранить габариты структуры безопасности и обеспечить максимальную рабочую область для нового сплиттера.
В условиях обновленного технического регламента в командах столкнулись с серьезными трудностями в отношении удержания воздушного потока у днища, а если этого не делать, неизбежно создание нежелательных завихрений, способствующих увеличению подъемной силы под днищем.
А любая подъемная сила в этой области значительно снижает эффективность компонентов, генерирующих противодействующую ей силу – прижимную, а также уменьшает загрузку передних колес, что негативно сказывается на отзывчивости передка шасси.
Обновленный сплиттер на шасси Mercedes способствовал ускорению воздушного потока, направляемого под носовой обтекатель и в область компонентов, расположенных непосредственно позади рычагов передней подвески.
Ускорение потока создает ощутимую разницу давлений под днищем, тем самым частично компенсируя потерю прижимной силы из-за турбулентности, возникающей под обтекателем. А направление воздуха на переднюю кромку днища помогает повысить эффективность секции боковых дефлекторов, о которых речь пойдет далее в нашем анализе.
В Формуле 1 не устают повторять, что переднее антикрыло и сочлененные с ним элементы играют важнейшую роль в плане аэродинамики, поскольку именно в этой области формируется профиль воздушного потока, который в дальнейшем взаимодействует с остальными компонентами шасси. И модернизированный сплиттер от Mercedes стал еще одной конструкцией, позволяющей управлять этим жизненно важным потоком.
Дебют этого элемента оказался весьма успешным – в Барселоне Льюис Хэмилтон сломил сопротивление Себастьяна Феттеля. И хотя это не позволило наладить работу шасси в медленных поворотах (генетическая особенность для машин Mercedes в Ф1 последних лет), в коллективе вновь обрели уверенность в том, что они смогут защитить свой чемпионский титул.
Любопытно будет посмотреть, пойдут ли команды в следующем сезоне по пути лидера. В 2017-м все остальные команды, за исключением Toro Rosso, придерживались дизайна носового обтекателя с наконечником, но наступивший год может многое изменить в мировоззрении инженеров…
Боковые дефлекторы
Также на предсезонных тестах в Барселоне большое внимание привлекли к себе значительно обновленные боковые дефлекторы машин. И лидером в этом направлении инноваций стала команда Ferrari…
На протяжении сезона в этой области было сделано огромное количество изменений, а виной всему были сильные послабления, сделанные в техническом регламенте накануне сезона и призванные увеличить прижимную силу шасси по сравнению с сезоном-2016.
Начиная с 2008 года область боковых дефлекторов – между передними колесами и впускными отверстиями боковых понтонов – строго регламентировалась с точки зрения расположения аэродинамических элементов. Но спустя девять лет руководство спорта решило развязать командам руки и посмотреть, что из этого получится.
Инженеры приняли вызов и тут же навешали на шасси огромное количество плоскостей в этой области с целью оптимизации воздушного потока, исходящего от передней подвески и колес, и одновременно "очищения" воздуха вокруг понтонов и приданию ему безвихревого характера.
Ferrari впереди планеты всей
Еще на предсезонных тестах в Барселоне стало понятно, что пионерами в области разработки боковых дефлекторов станут парни из Маранелло. Нашим взорам предстали объемные, выкрашенные в белый цвет элементы с увеличенными лепестками в передней части, позволяющими оптимизировать воздушный поток, поступающий на переднюю кромку днища.
Во время презентаций шасси команды в основном представляли решения с размещением структур безопасности непосредственно в области входных отверстий понтонов, но Скудерия использовала эту зону для размещения элементов, формирующих воздушных поток.
Сами же боковины в Маранелло переместили чуть назад, что позволило им установить вторую составляющую дефлекторов – красную.
В Mercedes также решили продлить аэродинамические элементы по бокам, отвечающие за формирование профиля воздушного потока. При этом в Брэкли пошли иным путем по сравнению с Ferrari. Что касается Renault и McLaren, то они по большей части использовали изогнутые плоскости дефлекторов, чтобы как можно выше поднимать исходящий от огромных колес поток.
С течением сезона команды постепенно начали разбивать единые плоскости дефлекторов на более мелкие составляющие с целью более эффективного удержания воздушного потока.
Объемные плоскости провоцируют расщепление воздуха и создание завихрений, тогда как разделение дефлектора на части позволяет сдвинуть точку начала расщепления потока существенно дальше.
В Force India поняли это раньше остальных и уже после тестов снабдили верхнюю плоскость своих дефлекторов четырьмя прорезями, чтобы эффективно собирать воздух в передней части шасси и аккуратно доставлять его к боковинам и передней кромке днища. К Бахрейну количество прорезей на их дефлекторах достигло девяти – для еще более агрессивного управления потоком.
Команды также постепенно начали осваивать все свободное пространство между передними колесами и понтонами, добавляя различные жалюзи и щели, чтобы оптимизировать поток на пути к днищу.
Также добавление новых плоскостей в этой области способствовало лучшей интеграции с направляющими, расположенными под носовым обтекателем, которые улавливают завихрения, создаваемые внутренней секцией переднего антикрыла.
Ближе к окончанию сезона решения команд в области боковых дефлекторов стали очень серьезно разниться. При этом в Red Bull и Haas продемонстрировали наибольший прогресс по этой части – обе команды начинали сезон с традиционными плоскостями перед понтонами, а закончили со сложными конструкциями по примеру Ferrari.
С учетом того, что в следующем году технический регламент не претерпит существенных изменений, можно ожидать дальнейших сюрпризов от команд в области развития боковых дефлекторов. Посмотрим, какие решения они представят в Барселоне...
Диффузоры
Диффузор является одной из главных составляющих аэродинамической структуры машины Ф1 и важнейшим элементом генерирования прижимной силы. В новом регламенте ширина и высота диффузора были увеличены на 50 мм в стремлении FIA сделать машины на 4-5 секунд быстрее. Точка самой узкой части диффузора при этом была смещена вперед – в область непосредственно перед задней осью, чтобы увеличить проходящий объем воздушной массы.
Увеличение объема диффузора ведет к более выраженной разнице давлений между верхней и нижней поверхностями днища, что в свою очередь способствует значительному приросту прижимной силы сзади.
Вот несколько примеров любопытных решений команд в области диффузора в сезоне-2017.
Инновации от Red Bull Racing
На протяжении многих лет Red Bull Racing является сторонником идеи клиновидного профиля шасси, когда переднее антикрыло расположено максимально близко к дорожному полотну, а задняя часть машины приподнята для увеличения объема воздушного потока, проходящего под днищем.
Используя переднюю кромку днища для разгона потока, есть возможность создания зоны пониженного давления под остальной частью днища, что существенно увеличивает общий уровень прижимной силы шасси.
Вообще, с таким дизайном машины очень легко ошибиться, если реализовать идею неправильно – в итоге поток воздуха будет расщепляться, что негативно скажется на балансе шасси. Но в RBR уже несколько лет подряд оттачивают свой подход и добились в этом немалых высот – причем в буквальном смысле, если говорить о подъеме задней части машины.
Также в команде обеспечивают эффективную работу днища и за счет других элементов – к примеру, их боковые дефлекторы выполнены так, чтобы плотно "запечатывать" днище и не позволить турбулентному потоку нарушить стройное течение воздуха под днищем.
Стоит ожидать, что в следующем сезоне лидеры чемпионата из Mercedes отойдут от своей философии шасси и тоже пойдут по пути внедрения клиновидных идей.
Различия в философии строительства шасси между Mercedes и Ferrari
Главные соперники в борьбе за чемпионство в сезоне-2017 Ferrari и Mercedes предложили сильно отличающиеся решения в области диффузора.
В Mercedes использовали более угловатый дизайн элемента с прорезью в задней его части для предотвращения разделения воздушного потока на задней кромке диффузора. Расщепление воздуха создает вихревую зону, снижающую эффективность работы диффузора и прижимную силу в целом.
В Ferrari остановились на более скошенной геометрии диффузора, способствующей его эффективному взаимодействию с многочисленными элементами в задней части шасси. Это позволяет нивелировать завихрения, создаваемые за счет вращения задних колес, но при этом может иметь обратный эффект в виде неблагоприятного распределения давления вокруг диффузора.
В Абу-Даби команда из Маранелло опробовала дизайн диффузора, приближенный к разработкам Red Bull Racing – с разрозненными планками по бокам конструкции для управления воздушным потоком, исходящим от колес. Это также позволило увеличить объем диффузора в целом, что создает предпосылки для увеличения прижимной силы сзади.
Перевел и адаптировал материал: Александр Гинько
Источники: https://www.jamesallenonf1.com/2017/12/five-f1-tech-talking-points-of-2017-how-mercedes-f1-featured-something-not-seen-before/
https://www.jamesallenonf1.com/2017/12/five-f1-tech-talking-points-of-2017-bargeboard-development/
https://www.jamesallenonf1.com/2018/01/five-f1-tech-talking-points-of-2017-wider-scope-for-diffuser-development/
