Технічний аналіз: завдання, які стоять перед командами Ф1 у 2017 році

Поширень
Коментарі
Технічний аналіз: завдання, які стоять перед командами Ф1 у 2017 році
Джорджо Піола
Автор: Джорджо Піола
Співавтор: Метт Сомерфільд
Переклав: Олександр Насонов
10 груд. 2016 р., 11:09

У 2017-му Формула 1 вступає в нову еру. Суттєві зміни очікують не тільки на зовнішній вигляд машин, але й на їх механічні та аеродинамічні характеристики.

Головна мета зміни регламенту - зробити так, щоб машини стали на п'ять секунд на колі швидше. Це призвело до того, що з наступного сезону учасники використовуватимуть більш широкі шини Pirelli, а багато елементів аеродинаміки машин виглядатимуть інакше.

Найбільш важливі зміни зовнішнього вигляду полягають у тому, що переднє і заднє антикрила і крайка бічних понтонів матимуть дельтовидну форму.

Ці зміни не тільки нададуть машині більш агресивного і футуристичного вигляд, але й змусять конструкторів ще раз ретельно обміркувати, яким чином слід направляти повітряний потік навколо машини.

 

2016-2017 вид знизу, порівняння
2016-2017 вид знизу, порівняння

Фото: Джорджо Піола

Щоб пояснити деякі зміни регламенту, які зіграють свою роль у зміні зовнішнього вигляду машин, поглянемо на машину з боку, з якого не так вже й часто на неї дивимося, а саме знизу.

Переднє антикрило

Переднє антикрило - дуже важливий елемент, що впливає на загальну ефективність машини. Це перший елемент, який зустрічає повітряний потік під час руху. Ось чому переднє антикрило впливає на ефективність усіх інших елементів аеродинаміки. Воно також знаходиться в безпосередній близькості до передніх шин і саме тому впливає на те, як потік, що генерується шинами, які обертаються, взаємодіє з іншими поверхнями.

Більш того, шини створюватимуть приблизно 40 відсотків від загального показника лобового опору, якщо конструктори не зроблять ніяких заходів у цьому напрямку. Саме тому інженери, які прагнуть знизити лобовий опір, в першу чергу звертають увагу на цю область.

 

Ferrari F2008 і F60, порівняння
Ferrari F2008 і F60, порівняння

Фото: Джорджо Піола

Зміни в регламенті перед сезоном-2009 (на мал. вище) змусили конструкторів переглянути свої колишні напрацювання у цій галузі. До переднього антикрила була додана нейтральна центральна секція. Крім того, загальна ширина антикрила збільшилася, щоб відповідати ширині машини. Однак найважливішим стало те, що боковини антикрила сильно зменшилися у розмірах. Це, в свою чергу, змінило форму аеродинамічного сліду, створюваного обертанням передніх коліс.

Ці зміни відповідали зменшенню аеродинамічних елементів в задній частині машини, що було зроблено з метою зменшення загального рівня притискної сили, якого теоретично можна досягти. Однак в найбільшій мірі новий регламент вплинув все-таки на передню частину машини.

Звичайно, згодом аеродинамічні елементи, в тому числі і переднє антикрило, стали ще меншими. Це ускладнило завдання конструкторам, які змушені були використовувати «змивні» антикрила, замість того щоб використовувати «намивні» антикрила, як у попередні сезони.

«Змивні» антикрила використовуються для відведення створюваного обертанням коліс повітряного струменю від зменшених боковин антикрила. Зменшення розмірів боковин призвело до того, що тепер вони вже не так гарно захищають (у фізичному сенсі) крайку днища автомобіля та бічних понтонів.

Вихор Y250, створюваний в області з'єднання нейтральної секції антикрила і секції з відкрилками, використовувався для захисту повітряного струменю, створюваного обертанням колеса, і діяв приблизно як збільшена боковина антикрила, яку можна було використовувати у попередній редакції регламенту.

 

Порівняння передніх антикрил 2016 та 2017 року
Порівняння передніх антикрил 2016 та 2017 року

Фото: Джорджо Піола

Машини 2017 року являтимуть собою щось на зразок проміжної версії, оскільки переднє антикрило має нейтральну секцію, хоча і з додаванням трикутної передньої секції, яка дає конструкторам можливість управляти вихором Y250 - хоча його форма і напрямок зазнаватимуть впливу від переміщення нейтральної секції у напрямку від шасі; при цьому мінімальна довжина носового обтічника збільшена з 850 мм до 1 050 мм.

Ширина переднього антикрила також збільшиться - з 1 650 до 1 800 мм - з тією метою, щоб антикрило відповідало збільшенню ширини передніх шин - з 245 до 305 мм [2].

Боковини антикрила

 

Переднє антикрило McLaren MP4/31, Гран Прі Мексики
Переднє антикрило McLaren MP4/31, Гран Прі Мексики

Фото: Джорджо Піола

Володіючи тільки цією інформацією, можна припустити, що «змивні» антикрила залишаться у 2017-му. Однак все змінює повернення до використання збільшених боковин антикрила [4] позаду них. Як ми вже говорили, їх роль, що полягає у відведенні створюваного обертанням передніх коліс повітряного струменю від днища, змінить підхід інженерів до конструкції переднього антикрила.

Ми вже бачили і обговорювали, що команди, не виключено, повернуться до використання «намивних» антикрил, хоча і з деякими напрацюваннями, що стосуються «змивних» антикрил - щоб віддалити повітряний струмінь, який створюється зовнішньою частиною шини. Саме це передбачає проект переднього антикрила McLaren (на мал. вище).

 

Mclaren MP4-17D, Ferrari F2004M і Sauber C22, порівняння
Mclaren MP4-17D, Ferrari F2004M і Sauber C22, порівняння

Фото: Джорджо Піола

Мабуть, уперше за останній час у Формулі 1 прагнуть збільшити швидкість машин шляхом впровадження нового технічного регламенту, після того як у 2009 і 2014 роках зміни, спрямовані на зниження притискної сили, привели до зниження швидкостей і зростання рівню безпеки.

Пам'ятаючи про це, ми можемо використовувати машини, побудовані до 2009-го, у якості еталону, коли справа дійде до розуміння того, наскільки складною може стати передня частина машини і які наслідки це може мати.

Ілюстрації з 2003 і 2004 років (на мал. вище) показують рівень технічної складності, що превалював у ту епоху. На тих машинах використовувалися найрізноманітніші технічні рішення, які формували і змінювали хід повітряного потоку.

Спліттер

 

Зміни аеродинаміки 2017 року, дизайн контрольної планки
Зміни аеродинаміки 2017 року, дизайн контрольної планки

Фото: FIA

Одним з факторів, що визначають кліренс машини Ф1, є планка під днищем. В її передній частині знаходиться спліттер, або T-Tray. Це нормально, коли «формульна» машина використовує такі «граблі», оскільки положення автомобіля, при якому передня частина опущена, а задня піднята, дає механічні та аеродинамічні переваги.

З точки зору аеродинаміки є дві причини, через які необхідно дотримуватися цієї філософії: розміщення переднього антикрила в області, де створюється граунд-ефект, і збільшення ефективності дифузора.

Величина «грабель» обмежена передньою крайкою планки, яка контактує із поверхнею асфальту. При цьому необхідно не допустити надмірного зносу цієї планки, інакше після гонки судді дискваліфікують пілота.

Цей вузол раз у раз ставав темою для суперечок. Навісні і підвісні спліттери використовувалися з метою обходу тестів на допустиме відхилення, що дозволяло оптимізувати конструкцію і не провалити при цьому технічну інспекцію.

 

Тест на гнучкість спліттера, 2016 р.
Тест на гнучкість спліттера, 2016 р.

Фото: Джорджо Піола

У 2017-му планка має розташовуватися ще на 100 мм далі від уявної центральній лінії, яку формують передні колеса. Це ускладнить задачу інженерам, які намагаються обійти правила, в той час як сила, прикладена до цієї області, залишиться тією самою. У той же час в області «грабель» можливий подальший прогрес, пов'язаний із можливим збільшенням притискної сили.

Дифузор

 

Зміни аеродинаміки 2017 року, вид ззаду
Зміни аеродинаміки 2017 року, вид ззаду

Фото: Джорджо Піола

Зміни розмірів задньої частини машини дають інженерам широкий простір в тому, що стосується конструкції дифузора. Замість того щоб починатися на уявній центральній лінії, що формується задніми колесами, дифузор може починатися з лінії, розташованої на 175 мм далі від заднього краю [5]. Крім того, його ширина збільшиться з 1 000 до 1 050 мм, а висота - з 125 до 175 мм.

Звичайно, нове розташування дифузора означає, що він буде розділений на три умовні секції, в той час як планка під днищем, як і раніше, закінчується на центральній лінії задніх коліс.

Короткий підсумок

Регламент сезону-2017 - серйозний крок у абсолютно іншому напрямку. Він дійсно має допомогти поїхати машинам на п'ять секунд на колі швидше у порівнянні із сезоном-2014, чого хочуть у FIA.

Очевидно, машини зовсім інакше оброблятимуть повітряний потік - починаючи з крайки переднього антикрила і закінчуючи заднім антикрилом.

Проте впровадження нового технічного регламенту в умовах, коли є можливість використовувати деякі колишні напрацювання, неминуче виведе конструкторів на половинчастий шлях розвитку.

Але навіть у цьому випадку будь-які зміни регламенту в таких масштабах, поза всяким сумнівом, виділять ключові галузі розвитку, що, в свою чергу, призведе до інтенсивної гонки озброєнь протягом усього сезону.

Наступна стаття про Формула 1
Renault 2016: передбачувана пробуксовка

Попередня новина

Renault 2016: передбачувана пробуксовка

Наступна новина

Біржа праці: хто відгукнувся на вакансію Mercedes?

Біржа праці: хто відгукнувся на вакансію Mercedes?
Завантажити коментарі

Про цю статтю

Серія Формула 1
Автор Джорджо Піола
Тип новини Аналіз