Ретро-технології Ф1: від епохи граунд-ефекту до шин із канавками

Motorsport.com згадує, як зміни правил у Формулі 1 впливали на розклад сил у минулому. Частина 1: 1970-80 роки.

Зв’язок Формули 1 з аеродинамікою можна простежити у часі аж до появи перших гоночних автомобілів. Проте спочатку інженери намагалися зменшити лобовий опір, а не створити притискну силу.

Перші спроби використання великих аеродинамічних поверхонь були не дуже вдалими, і з часом крила стали менші за розміром. Але у 1970-х почалась епоха граунд-ефекту, яка чи не вперше показала справжнє обличчя Формули 1 – сплав майстерності гонщика й технічних інновацій.

Епоха граунд-ефекту

Lotus 78 1977 detailed overview
"Рентгенівський знімок" Lotus 78 1977 року

Фото: Джорджо Піола

Наприкінці 1970-х – початку 1980-х у чемпіонаті домінували машини із граунд-ефектом, після того, як Колін Чепмен із Team Lotus вперше застосував цю аеродинамічну схему.

Lotus 78 мав аеродинамічні площини з профілем перевернутого крила, що розміщались у бічних понтонах й створювали дві великих «трубки Вентурі». Але саме застосування ковзних спідниць призвело до реального перевороту й радикально збільшило притискну силу.

Спідниці повністю відокремлювали простір під днищем від зовнішнього повітря, значно збільшуючи притискну силу без зростання лобового опору.

Lotus 79 ground effect tunnels
"Трубки Вентурі" Lotus 79

Фото: Джорджо Піола

Перше шасі серії - Lotus 78 - у 1978-му поступилося наступнику – Lotus 79, в якому ще більше уваги було приділено граунд-ефекту, «трубки Вентурі» стали більшими та чи не вперше в аеродинамічній схемі застосовувався дифузор.

Погані гальма й недостатня жорсткість кузова на кручення зробили Lotus 79 важким для керування. Це нанівець зводило позитивний ефект від аеродинамічних інновацій, який полягав у збільшенні швидкості в поворотах.

Ранні моделі шасі з граунд-ефектом важко піддавались налаштуванню. Підвіска зі збільшеною жорсткістю, яка була необхідна, щоб витримати велику притискну силу, робила їзду нестерпною для гонщика, який власним тілом відчував усі нерівності на поверхні траси.

Проте, це стосувалось тільки раннього періоду їхнього домінування, коли суперники не мали власних версій шасі з граунд-ефектом. Але як тільки вони це зробили, ставало дедалі більше зрозумілим, що вони витісняють версію Lotus – проте, не тому, що краще зрозуміли вплив граунд-ефекту, а саме через те, що Lotus 79 був слабким в інших областях, на відміну від конкурентів.

Brabham BT46B 1978 fan car detail view
"Болід-вентилятор" Brabham BT46B 1978 року

Фото: Джорджо Піола

Brabham BT46B, відомий як «болід-вентилятор», був одним із прикладів того, як команди намагались переосмислити й поліпшити ефект, винайдений в Lotus.

Інші команди опротестували цю авантюрну конструкцію, але спортивні функціонери вимушені були погодитись із заявою Brabham, що головною функцією вентилятора є охолодження двигуна, а всі інші ефекти – зокрема, неймовірна притискна сила, були лише побічною дією.

Chaparral 2J
Chaparral 2J

Майк Стакер

Звичайно, це було секретом Полішинеля. Вентилятор був центральним елементом BT46B, який дозволив команді відразу опинитися на чолі пелотону. Гордона Мюррея на створення цього шасі надихнув Chaparral 2J, який також мав бічні спідниці й вентилятор, що збільшувало притискну силу.

У Brabham скористалися лазівками у правилах, але навіть вони розуміли, що їхній болід не був суворо законним. Зрештою, FIA заборонила BT46B після першої гонки, у якій він взяв участь і легко виграв.

Lotus 80 1979
Lotus 80 1979 року

Фото: Джорджо Піола

1970-ті змінились 1980-ми, і стало очевидно, що команди значно розсунули межу можливого й зовсім відмовились від крил на користь ще більш агресивного застосування граунд-ефекту, що, втім, не завжди призводило до поліпшення продуктивності.

Швидкості в поворотах і перевантаження, що зазнавали гонщики, збільшились настільки, що FIA довелося втрутитись і заборонити бічні спідниці у 1981 році, а також збільшити дорожній просвіт до 6-ти см.

 

Lotus 88 1981 twin chassis exploded view
Подвійне шасі Lotus 88 1981 року

Фото: Джорджо Піола

Але команди не були готові відмовитись від таких переваг у продуктивності, що забезпечував граунд-ефект – і виникло кілька нових рішень.

Lotus 88 із подвійним шасі був інноваційною спробою обійти проблему дорожнього просвіту, але так і не вийшов на старт гонки – до великого полегшення суперників, які з острахом очікували на успіх нової суперзброї Коліна Чепмена.

У Brabham зробили акцент на хитрощі, оснастивши свій болід гідропневматичною підвіскою, що дозволило машині тримати необхідний дорожній просвіт на піт-лейн під час замірів, і значно зменшувати його на трасі у гоночних умовах.

Пласке днище й розквіт турбодвигунів

Ground Effect (top) vs Flat Bottom (bottom)
Порівняння граунд-ефекту (вгорі) і плаского днища (внизу)

Фото: Джорджо Піола

Заборона бічних спідниць, що була запроваджена у 1981 році, виявилась недостатньою, і коли ситуація дісталась свого апогею, FIA знову втрутилась і запровадила пласке днище у 1983 році, повністю ліквідувавши граунд-ефект, який був ексклюзивним винаходом Формули 1.

Renault RE40 blown diffuser
Видувний дифузор Renault RE40

Фото: Джорджо Піола

Як відомо, це не зупинило творчого пошуку конструкторів і вони звернули увагу на дифузор, скерувавши у нього гази з вихлопної труби, щоб збільшити його ефективність. З появою турбодвигунів це стало простіше через велику кількість вихлопних газів.

1980-ті роки були відмічені політичними суперечками, оскільки цей вид спорту все більше ставав великим бізнесом, який поступово переходив під контроль Берні Екклстоуна. Власник Brabham зрештою продав команду, взяв під контроль комерційні права Формули 1 й почав працювати над глобальним розвитком цього виду спорту.

У цей період з’явились нові зміни в регламенті, що мали на меті підвищення безпеки – чи то пілотів, чи то глядачів. А в FIA почали чинити перешкоди турбодвигунам, які вже перетнули межу 1000 к.с. і стали ще однією загрозою у плані безпеки.

Федерація запровадила обмеження кількості палива для турбодвигунів та рік за роком зменшувала рівень наддуву, довівши ці значення у 1988 році – в останній рік існування турбодвигунів – до 150 літрів і 2,5 бар.

1990-ті – Формула 1 стає бізнесом і фокусується на безпеці

Початок 1990-х не відрізнявся від кінця 1980-х – прогрес був стриманим, конструкція болідів Ф1 набула сталих форм. Одночасно фокус став зміщуватися у бік збільшення тестів і поліпшення безпеки.

Смерть і ризик травм надто довго були невід’ємною частиною автоспорту, і зрештою настав час перегляду всієї конструкції шасі, щоб запровадити нові стандарти.

Williams FW14B active suspension
Активна підвіска Williams FW14B

Фото: Джорджо Піола

У 1994-му до Формули 1 після десятирічної заборони повернулась дозаправка, яка протрималась до 2010 року, але це було тільки верхівкою айсберга на фоні заборони електронних систем. Це серйозно засмутило декого, оскільки у Williams створили майже нездоланну перевагу над суперниками саме завдяки таким технологіям як активна підвіска, ABS, контроль тяги й керування стартом.

Втрата цих електронних помічників була відчутною і сильно вплинула на Williams, чиє технологічне диво – Williams FW15C – стало однією з машин, що були переможені тільки завдяки значним змінам у правилах.

Проблеми Williams відійшли у сторону після трагічних подій в Імолі, що призвело до наступного раунду змін правил, які мали на меті збільшення безпеки та зменшення швидкості до прийнятного рівня.

Benetton B194 1994 underside plank view
Нижня планка Benetton B194 1994 року

Фото: Джорджо Піола

Найбільші суперечки викликало запровадження дерев’яної дощечки, закріпленої під днищем боліда, яка обмежувала динамічну поведінку машини й призводила до збільшення дорожнього просвіту.

Також із метою зменшити швидкість було запроваджено зміни в ключових аеродинамічних зонах, таких як дифузор і заднє крило, а у дузі безпеки над головою пілота з'явився отвір, який обмежував кількість повітря, яке йшло до повітрозабірника.

1995 regulation changes
Зміни в правилах 1995 року

Фото: Джорджо Піола

У 1995 році з’явились нові зміни: до дощечки додались додаткові обмеження на форму й висоту центральної частини боліда, було заборонене пласке днище – нижня кромка бічних понтонів тепер стала вище за центральну частину.

Обмеження стосувалися й інших зон шасі, зокрема, передніх та задніх крил, які стали значно меншими в розмірах.

Cockpit template
Шаблон кокпіта

Фото: Джорджо Піола

Також були введені додаткові заходи безпеки: кокпіт разом зі структурою безпеки попереду гонщика були збільшені, став обов’язковим краш-тест кабіни.

1998 chassis width changes
Зміна ширини шасі у 1998 році

Фото: Джорджо Піола

У 1998 році в FIA знову вирішили стримати політ конструкторської думки, запровадивши численні зміни у правилах задля уповільнення болідів Ф1.

Загальна ширина машини була зменшена до 1,8 м, що призвело до обмеження доступних до використання аеродинамічних зон і до негативних змін у кінематиці підвіски.

Grooved tyre specification (rear, left & front, right)
Шини з канавками (задня права й передня ліва)

Фото: Джорджо Піола

Механічні погіршення посилились через запровадження шин із канавками, оскільки Федерація, як і раніше, була у пошуку способів обмеження швидкості руху в поворотах.

Також було звернено увагу на гальма, які зазнали змін із точки зору матеріалів, дозволених до використання. Кількість поршнів на гальмівних супортах було обмежено шістьма, максимальний діаметр диска становив тепер 278 мм, а товщина зменшилась до 28 мм.

Написати коментар
Показати коментарі
Про цю статтю
Серія Формула 1
Тип статті Спеціальна можливість