Гран При США и Бразилии: технический обзор
Крэг Скарборо рассказывает, как влажная погода позволила узнать много интересного о работе современных машин Формулы 1
Гран При США и Бразилии подвели черту очередной технической эпохи в Формуле 1. В этих гонках мы в последний раз услышали надсадный звук высокооборотистых 2,4-литровых движков V8, а также простились с текущими правилами в области аэродинамики.
Учитывая масштабные изменения в регламенте, которые ждут Формулу 1 в следующем сезоне, почти все команды уже прекратили работу с нынешними машинами и посвятили заключительные уик-энды сезона обкатке решений для 2014 года.
Серым показана траектория вихревого потока
инверсионные следы
В большинстве технических обзоров на страницах AUTOSPORT, когда дело доходит до аэродинамики, мы рассказываем об элементах, которые не создают сами по себе прижимную силу, но позволяют генерировать вихри, направляющие потоки воздуха в нужном направлении.
Подобные рассуждения носят, как правило, чисто теоретический характер, ведь мы не можем увидеть эти потоки – и, следовательно, с уверенностью говорить о том, как они обтекают машину. Однако высокая влажность воздуха по ходу двух последних Гран При позволила наглядно рассмотреть немало интересного. В особенности это касается эффекта, получившего собственное имя вихрь Y250.
На фотографиях можно увидеть, как от переднего антикрыла машин Red Bull Racing и Ferrari тянется плотный спиралевидный инверсионный след, который проходит вдоль машины, изгибается в районе воздухозаборников и исчезает перед задними шинами. В отличие от хорошо знакомых болельщиками инверсионных следов, видимых в дождь за торцевыми пластинами заднего антикрыла, этот вихрь создаётся со вполне определённой целью.
Завихрения у заднего крыла являются нежелательным явлением, так как напрямую связаны с лобовым сопротивлением. Команды тратят немалые ресурсы в попытках уменьшить их для повышения максимальной скорости на прямых.
Напротив, вихрь Y250 создаётся целенаправленно, и хотя он имеет негативный побочный эффект, генерируя области низкого давления и лобовое сопротивление, по сумме факторов его использование положительно влияет на аэродинамику машины.
Это далеко не единственный вихревой поток, образующийся посредством аэродинамических элементов. Каждый автомобиль Формулы 1 генерирует множество подобных вихрей, причем подобная ситуация касается далеко не только техники Ferrari и RBR.
В точке, где переднее антикрыло граничит с обязательной аэродинамически нейтральной зоной под носовой частью машины, открылки формируют небольшую арку. Эта точка находится в 250 мм от осевой линии машины, что и даёт название зарождающемуся здесь вихревому потоку.
Он закручивается, формируя в итоге плотный вихрь, по своей силе сравнимый с мини-торнадо. Влага внутри него конденсируется, создавая инверсионный след, который и заметен в сырую погоду. Команды направляют эти вихри вдоль машины таким образом, чтобы извлечь из них максимальную выгоду.
В случае с Y250 поток используется в качестве незримого открылка изогнутой формы. Сила вихря направляет воздушные потоки к передней кромке днища, тем самым повышая создаваемую им прижимную силу.
Кроме того, вихрь отводит турбулентный поток, создаваемый вращающимися передними колёсами, от аэродинамических плоскостей в передней части машины, повышая тем самым их эффективность.
Перед воздухозаборниками боковых понтонов можно наблюдать резкое изменение направления Y250. Изогнутые открылки под носовой частью машины (уже вполне реальные) и боковые дефлекторы помогают вихревому потоку огибать корпус машины. К этому моменту его эффективность снижается – и, проходя вдоль боковых понтонов, вихрь распадается, а остаточные воздушные потоки огибают задние колеса.
В задней части самой машины пользы от закрученного потока уже практически нет, однако напоследок он генерирует турбулентность позади неё, чем снижает аэродинамическую эффективность следующего позади автомобиля, мешая его пилоту. Y250 разрабатывался вовсе не с этой целью, но обнаружил позитивный побочный эффект.
ДРУГИЕ НОВИНКИ остина и Сан-паулу
ПЕРЕДНЕЕ АНТИКРЫЛО FERRARI
Стремясь побороться за второе место в Кубке Конструкторов, Ferrari привезла в Остин обновлённое переднее антикрыло. Маленький внутренний каскад над главной плоскостью был разделён на три элемента.
Как уже было сказано выше, этот элемент используется не для создания прижимной силы, он является генератором вихря.
В данном случае благодаря маленькому внутреннему открылку, воздушный поток отклоняется вверх в обход шины. Это позволяет минимизировать негативное влияние вихрей, создаваемых вращающимся колесом, и уменьшить зону турбулентности позади него.
Разделение элемента на несколько частей позволяет более точно контролировать распределение завихрений, тем самым добиваясь большей эффективности.
ПРОРЕЗИ В ДНИЩЕ LOTUS
В Энстоуне изменили область днища E21 перед задними колёсами. Металлическая секция теперь имеет три прорези.
Как и каскады переднего антикрыла они предназначены для компенсации негативного воздействия турбулентного потока, создаваемого при вращении задних колёс.
Они закручивают воздушный поток, вызывая так называемый "эффект разбрызгивания", когда нарушение течения струй воздуха у внутренней части шины препятствует их попаданию в диффузор.
В данном же случае воздух с более высоким давлением через прорези поступает вниз, где экранирует "брызги" от потока, идущего к диффузору.
Важно добавить, что правилами запрещено проделывать в днище отверстия, закрытые при взгляде сверху. По этой причине команды оставляют очень тонкий зазор между передним краем прорези и верхом прикрывающего её "колпака".
Благодаря этой лазейке конструкторы могут сделать в днище необходимые отверстия, которые фактически являются закрытыми, даже несмотря на крохотный "просвет".
