Найти в Дзене
МГУ имени М.В.Ломоносова

Гонки глазами инженера: как работает аэродинамика болида

Почему гоночные машины низкие, плоские и с таким странным носом? Как называется место, где сидит пилот? Что такое антикрылья и для чего они нужны? И за счет какой детали машина едет быстрее?

Рассказывает Павел Пастушков, зав. лаборатории аэромеханики и волновой динамики НИИ механики МГУ, кандидат технических наук и кандидат в мастера спорта, гонщик команды “MSU Racing”.

Источник: shuttersock
Источник: shuttersock

Почему гоночные машины низкие и плоские?

Машины класса «Формула» — машины исключительно для автогонок, разработанные по определенной Формуле и техническому регламенту. Неслучайно они имеют низкую, плоскую и вытянутую форму, которая уменьшает лобовое сопротивление и тем самым значительно увеличивает скорость. При этом гоночные машины достаточно широкие. Это, в свою очередь, помогает им устойчиво входить в повороты и избегать заносов.

Сила вниз — чтобы ехать вперёд

У гоночных машин «Формул» есть два антикрыла: переднее и заднее. По сути, антикрыло — это крыло «наоборот», которое создает не подъемную силу, а прижимную. С помощью прижимной силы машина может быстрее проходить повороты. По регламенту, который действует в Формуле-1 до 2026 года, заднее крыло достаточно узкое, и чтобы компенсировать это — выжать максимум прижимной силы и несильно замедлить машину, инженеры используют сложные конфигурации — поэтому антикрыло имеет такую причудливую форму.

Источник: shuttersock
Источник: shuttersock

Почему у болидов не закрывают колеса?

Это не совсем так. В современной Формуле-1 открытые колеса не так сильно влияют на аэродинамическое сопротивление. Все дело в том, что перед передними колесом расположено переднее антикрыло, а перед задним — специальные аэродинамические устройство, которое перераспределяет воздушные потоки так, чтобы они огибали колесо, при этом не снижая скорость машины.

Незаметные детали, которые решают все

В кузове машин Формулы-1 много мелких аэродинамических элементов, каждый из которых выполняют свою функцию. Согласно регламенту, их должно быть определенное количество, но некоторые команды придумывают свои «фишки». Например, у Mercedes было скрытое отверстие в носовой части машины, которое гонщик открывал ногой на прямом участке трассы, увеличивая тем самым скорость. Позже эту находку запретили, но несколько гонок команда выиграть успела.

Источник: shuttersock
Источник: shuttersock

Как называется место, где сидит пилот?

Место, где сидит пилот в Формуле, называется кокпит. Это защищенное пространство, которое окружает гонщика и обеспечивает ему безопасность при авариях. В Формуле-1 кокпит сделан из сверхпрочного материала — специального углепластика (его называют карбон).

Почему у гоночных машин такой странный нос?

Нос гоночной машины — это часть кокпита, поэтому и ширина, и форма носа машины обусловлены не только аэродинамикой, но и безопасностью пилота. В носовой части расположен педальный узел и ноги гонщика — они вытянуты вперёд и задраны немного вверх. При этом форма носовой части должна быть обтекаемой и определяться размером человеческого тела и толщиной защитных элементов, которые в случае аварии «погасят» силу удара.