Три команды Формулы 1 выделились из общей массы в работе над важным узлом болидов
Скудерия стала одним из хедлайнеров последней серии предсезонных тестов, которая сегодня завершилась в Бахрейне. Прежде всего - благодаря конструкции, которая не на шутку озадачила даже опытнейших инженеров. «Когда я раньше видел перевернутое антикрыло, с ним переворачивалась вся машина», - озадаченно написал на сайте The Race бывший технический директор нескольких команд Ф1 Гэри Андерсон. Что же так сильно взбудоражило общественность и есть ли шансы, что мы стали свидетелями появления на свет нового гоночного супероружия?
Для начала вспомним, что в этом году машины Формулы 1 машут крыльями, казалось бы, так же, как и в прошлом сезоне – но делают это с другой целью и под другим названием. Прошлый год был последним в 15-летней истории системы DRS, которая упрощала обгоны. Верхняя плоскость заднего антикрыла поднималась, уменьшая аэродинамическое сопротивление и позволяя машине разогнаться до большей скорости на прямой. В этом году на смену DRS придет обгонный режим работы силовой установки: если автомобиль отстает от едущего впереди меньше чем на секунду, его гонщик сможет дольше пользоваться максимальной отдачей силовой установки.
А крылья теперь будут разворачиваться у всех и гораздо чаще. Каждый раз, когда машина (любая - и на любом этапе гонки) будет попадать в одну из зон движения по прямой – на трассе в Бахрейне, к примеру, таких зон четыре. Цель проста. Если не позволить пилотам сворачивать крылья на прямых, машины, пробивая воздух, будут слишком быстро растрачивать накопленную в батарее энергию. А так как теперь болиды получают от электромотора половину мощности, с пустой батареей их скорость регулярно падала бы до смешного по меркам Формулы 1 уровня. Если бы не активная аэродинамика, снижающая аэродинамическое сопротивление и позволяющая тратить меньше энергии на пропихивание сквозь воздух 768 килограммов стали, алюминия и карбона.
Требования к конструкции системы DRS были весьма жесткими – к примеру, изменять угол атаки можно было только поднятием передней кромки подвижной плоскости. В результате у всех команд узел выглядел практически одинаково. И экспертам приходилось разбирать мелкие детали – вроде формы кромок обтекателя, закрывающего механизм складывания крыла. При создании машин этого года ситуация заметно изменилась, у конструкторов было больше свободы – и благодаря этому нам есть о чем поговорить.
Качать крылом можно по-разному!
8 из 11-ти команд решили, что им есть с чем покреативить и без заднего крыла – и поэтому сохранили базовую схему работы узла. На этом фоне выделились три остальных коллектива. Решения, которыми воспользовались Alpine и Audi, можно было увидеть уже на январских тестах в Барселоне. А вот Ferrari две первых серии отработала с привычным вариантом – чтобы на третьей удивить публику своей экзотической придумкой.
Конструкторы Alpine «отзеркалили» схему DRS: передний край подвижного элемента остается на месте, а задний опускается. У такого решения есть сразу два потенциальных плюса. Во-первых, сложившись, подвижный элемент оказывается внутри основной плоскости – и в ее аэродинамической тени. И если в схеме DRS аэродинамическое сопротивление создают оба элемента, в схеме Alpine – только один. Во-вторых, воздушный поток остается пусть и в небольшой степени, но в контакте с обоими элементами. И когда на торможении крыло переключается в режим с повышенным уровнем прижимной силы, этот повышенный уровень достигается на какие-то доли секунды, но быстрее.
Также Гэри Андерсон заявляет, что решение Alpine уступает решениям соперников по максимально достижимому уровню прижимной силы, но демонстрирует лучший баланс прижима и аэродинамического сопротивления. То есть при равном уровне сопротивления заднее крыло болида А526 генерирует больше прижима, а при равном уровне прижима создает меньше сопротивления.
В случае с болидом Audi использован третий вариант. Элемент вращается вокруг оси, находящейся примерно посередине – передняя кромка при поднимается, а задняя одновременно опускается. По мнению большинства экспертов, выгода такого решения – в том, что поток частично отклоняется вниз, где помогает повысить эффективность диффузора и нижнего сегмента заднего крыла.
Крыло в роли парашюта
Ferrari по степени радикальности идеи обошла всех соперников с большим отрывом. По аналогии с Audi ось, вокруг которой идет движение, находится примерно посередине – но подвижный элемент переворачивается. Даже больше чем переворачивается: по словам Гэри Андерсона, элемент меняет свое положение примерно на 225 градусов.
Тут стоит напомнить, что с «крылом-вертушкой» болид итальянской команды ездил недолго: достаточно быстро на красную машину вернули крыло с механизмом традиционной конструкции. И нет никакой гарантии, что мы еще хоть когда-нибудь увидим на машинах Ferrari это нестандартное решение. Но оставить столь заметную новинку без анализа нет никакой возможности. Для чего же конструкторы Скудерии так заморочились? Вариантов есть несколько.
Первый – конфигурация потоков в этом экстремальном варианте помогает снизить аэродинамическое сопротивление сильнее, чем при традиционной DRS-схеме. Погружение в тонкости вряд ли имеет какой-то смысл для людей, не отягощенных продвинутыми знаниями в сфере аэро- и гидродинамики, но в целом речь о нюансах взаимодействия потоков после срыва с задних кромок двух элементов крыла.
Второй вариант – при возврате в режим высокой прижимной силы подвижный элемент какой-то период времени находится под прямым углом к асфальту. Создавая максимально возможное аэродинамическое сопротивление – и таким образом, помогая автомобилю замедляться. То есть можно сказать, что элемент антикрыла в этот момент играет роль тормозного парашюта. Да, переключение между режимами осуществляется быстро – но, когда машина за секунду проезжает под сто метров, даже доли секунды, которые аэродинамический элемент находится в нужном положении, могут принести пользу. А в момент разгона это не будет проблемой, так как при невысокой скорости тормозящий эффект будет несильным.
Проценты, единицы, секунды
Гэри Андерсон в своем анализе решения Ferrari написал, что при активации режима низкой прижимной силы эффективность заднего антикрыла падает на 75 %. Эта оценка хороша тем, что конкретна – но взятая сама по себе ни о чем нам не говорит. Если у конкурентов привычная схема обеспечивает падение на 85 %, то конструкторы Скудерии зря старались.
Сам Андерсон решения других команд не оценивает. Поэтому чуть ли не единственные данные, от которых можно оттолкнуться – разница прижимной силы при работе системы DRS в прошлом году. Но тут найти точные цифры непросто: Формула 1 их не озвучивала, у авторитетных экспертов тоже нет готового ответа, а в текстах менее авторитетных авторов порой смешиваются проценты и единицы прижимной силы. В результате неравнодушные к техническим нюансам люди сходятся на 65-70 %.
Получается, Скудерия выиграла у более консервативных конкурентов от 5 до 10 %? Отнюдь. Ведь в прошлом году конструкция DRS была сильно зарегулирована, а теперь у сотрудников команд во многом развязаны руки. К примеру, из техтребований исчезло требование, что зазор между основной плоскостью и подвижным элементом не должен быть больше 85 мм. Таким образом, из привычной схемы DRS теперь наверняка можно выжать больше, чем в предыдущие сезоны.
Еще один параметр, на который может влиять конструкция интересующего нас узла – скорость переключения из одного режима в другой. Эксперты в уже опубликованных текстах никак этот момент не затрагивают – но представляется очевидным, что на Ferrari кромка элемента преодолевает гораздо большее расстояние, чем на Audi. И даже если на болиде Скудерии смена режима укладывается в предписанные правилами четыре десятых секунды, у Audi она по определению может проходить быстрее.
В итоге, с одной стороны, вопросов пока заметно больше, чем ответов. А с другой, по ходу сезона в зоне между задними колесами нас наверняка ждут новые интересные открытия!