Технический анализ Джорджо Пиолы

Анализ: секреты хитрой подвески – нового чудо-оружия Ф1

События Гран При Абу-Даби всколыхнули очередную волну разговоров о том, где именно проходит тонкая грань между допустимым техническим решением и попадающим под запрет. Дадим слово экспертам.

Источники Motorsport.com утверждают, что все началось с радиопереговоров Даниэля Риккардо с командным мостиком Red Bull на «Яс-Марине». Речь шла о деталях настройки машины – в частности, о влиянии подвески на аэродинамическую эффективность. Слов, прозвучавших в эфире, соперникам оказалось достаточно, чтобы высказать подозрения: якобы, ряд технических решений RB12 на самом деле служит совсем не тем целям, для которых номинально предназначен.

Ferrari встала в авангарде тех, кто полагает – подвеска Red Bull имеет дополнительную аэродинамическую функцию. Поэтому Скудерия обратилась в FIA с просьбой разъяснить, что же в действительности разрешено, а что нет.

Подобные запросы регулярно поступают к руководителю гонок Ф1 Чарли Уайтингу. Обычно команды интересуются, отвечают ли разработанные ими проекты букве регламента и разумно ли тратить ресурсы на их воплощение. Также часто возникают вопросы, в какой степени законны те или иные идеи соперников. Наконец, внимание FIA порой просто обращают на «серые» зоны в правилах.

В разбираемом нами случае Скудерия обратила внимание федерации на систему даже более сложную, чем та, что используется Mercedes (чье лидерство в работе с подвеской не вызывает вопросов последние несколько лет) и уже получила официальное одобрение. Речь идет о возможности подвески абсорбировать энергию и затем повышать за счет ее повторного использования аэродинамическую эффективность машины.

Правда, вопросы все равно остаются: идет ли речь о том, что Mercedes и Red Bull уже установили на свои машины нечто подобное в прошлом сезоне, или же они только планируют сделать это в 2017 году, или Ferrari просто готовит почву, чтобы запустить собственную разработку?

Наследники FRIC

Mercedes W04 FRIC system
Система FRIC на Mercedes W04 (2013 год)

Иллюстрация: Джорджо Пиола

В преддверии Рождества интригу закрутила техническая директива, выпущенная Уайтингом. В ней говорится, что системы, запасающие энергию в подвеске, считаются нелегальными – как попавшая в своё время под запрет система FRIC, где элементы передней и задней осей были связаны гидравлически и работали во взаимодействии. Ее поставили вне закона накануне Гран При Венгрии 2014 года.

О той пользе, которую потенциально сулит грамотное использование подвески, напоминает история десятилетней давности с демпфером масс Renault – именно в то время Фернандо Алонсо завоевал свои титулы. Более свежий пример – уже упомянутая система FRIC (или, как ее еще называют, «связанная подвеска») у Mercedes.  

Казалось, что ее запрет должен сдержать штутгартцев, но команда грамотно использовала собственные наработки, чтобы сконструировать иную, также весьма продвинутую конфигурацию узла и остаться практически на прежних позициях.

Как говорят в Ф1, можно запретить какое-то решение, но нельзя отобрать у конструкторов имеющиеся знания. FRIC осталась в прошлом, однако умелое перераспределение ресурсов позволило команде продолжать работу над достижением того же эффекта, но уже без гидравлической связи передней и задней частей машины.

Главное, что приносила связанная подвеска – компенсация вертикального перемещения корпуса на торможении, так называемого «приседания» передка. При использовании FRIC можно было фактически избежать его, как и наклонов автомобиля в поворотах. Всё это вело к большей аэродинамической стабильности.

Понятно, почему другие команды стремятся убедить FIA, что главное предназначение такого рода систем – сделать более эффективной работу резины и продлить ее ресурс, увеличив уровень механического сцепления.

Это действительно так, но еще более важно, что стабильность шасси дает команде возможность сделать шаг вперед в аэродинамике и использовать более агрессивные решения.

Эффект кивка

Mercedes W07 front suspensions details
Детали передней подвески Mercedes W07

Иллюстрация: Джорджо Пиола

Элемент, препятствующий «кивку» машины – сжатию передней подвески на торможении из-за переноса веса – далеко не в новинку для Ф1. Но сейчас команды продвинулись в разработке таких устройств гораздо дальше, чем еще недавно.

Антикивковое приспособление делает подвеску жесткой на высокой скорости, позволяя лучше справляться с аэродинамической нагрузкой, повышая стабильность и давая шасси возможность работать в оптимальных условиях с точки зрения распределения воздушных потоков.

Когда темп снижается, амортизатор «размягчается», позволяя пилоту получать необходимую обратную связь о поведении машины. Но сейчас все внимание конструкторов обращено на переходный режим, из которого стремятся выжать больше и больше.

Именно об этом в интервью Motorsport.com рассказал технический босс Mercedes Падди Лоу. Беседуя с нашим техническим экспертом Джорджо Пиолой, он не стал скрывать, что подвеска, используемая чемпионской командой в 2016 году, действительно обеспечивала аэродинамическое преимущество.

Используете ли вы гидравлический антикивковый амортизатор для достижения тех же целей, что и FRIC?

Падди Лоу: Нам оставили такую возможность – сконструировать систему пружин и амортизаторов таким образом, чтобы она реагировала на нагрузку более сложным откликом. Классическая схема предусматривает использование пружин с линейными характеристиками, [но сейчас] мы экспериментируем с куда более интересными и нелинейными вариантами.

Это позволяет нам добиваться именно той платформы для аэродинамики, которая необходима. Здесь всё гораздо сложнее, чем при использовании FRIC, но принципы действительно те же самые.

Задействуя гидравлический амортизатор, добиться ваших целей проще, чем с классической пружинной системой?

Важно соблюдать баланс между разными аспектами, учитывая наличие на трассах всевозможных поворотов. Надо выжимать из аэродинамики максимум, учитывая быстрые и медленные участки, а также разные фазы прохождения поворота. Сейчас все команды уделяют тонким настройкам куда больше внимания, чем прежде. Конструкция нашей подвески усложняется год от года. У нас там нет каких-то особенных решений, просто общая система становится все более «навороченной».

Если бы пилоты прошлых лет оказались за рулём таких машин, у них бы просто взорвался мозг от того, какого баланса мы смогли достичь. Нам удается подбирать регулировки намного точнее. Фактически, мы просчитываем работу механических и аэродинамических компонентов в каждом повороте, и даже по ходу поворотов, учитывая баланс тормозов.

Весь этот набор факторов приводит к тому, что по ходу уик-энда наступает определенный момент, когда пилот говорит, что настраивать больше ничего не надо. Машина сбалансирована превосходно.

Конечно, в действительности это не так, ведь сохраняется динамический элемент – шины. Но сравните это с тем, что было, скажем, два десятка лет назад, когда все вычисления были настолько приблизительными, что мы просто стремились обеспечить хоть какой-то баланс в максимальном числе поворотов, а в остальных машина вела себя так, как вела.

Логика в жидкости

Суть обращения Ferrari в FIA – вопрос накопления энергии и ее повторного использования в дальнейшем путем передачи пружинам или другим элементам подвески.

Самое подходящее для этого устройство – гидравлический аккумулятор, который как раз предназначен для того, чтобы накапливать энергию и при определенных условиях отдавать ее обратно. Современные модели вполне можно называть гидравлическими мини-компьютерами. Они работают на жидкостной логике, реагируя на внешние воздействия по мере того, как машина подвергается нагрузкам по ходу круга.

А теперь представьте комбинацию из антикивкового элемента и трёх установленных по осям координат гидравлических аккумуляторов. Если заменить ей традиционную подвеску с цилиндрическим амортизатором, мы получим «умную» систему с набором больших и малых камер, которая знает, как реагировать на все типы воздействий.

Вот машина Ф1 приближается к повороту, пилот нажимает на педаль тормоза, и инерция переносит вес шасси вперед, что приводит к изменению аэродинамической загрузки.

Имея детализированную математическую модель, команда полностью представляет все происходящие процессы. Инженерам по силам смоделировать отклик передней и задней подвески таким образом, чтобы машина с хорошей точностью заняла самую оптимальную позицию. Это повышает эффективность её механических (включая шины) и аэродинамических компонентов.

В итоге пилот сможет преодолеть апекс на более высокой скорости и начать разгон раньше, чем без использования описанных выше решений.

Идеи Red Bull

Даниэль Риккардо, Red Bull Racing
Red Bull RB12

Фото: XPB Images

По ходу минувшего сезона в паддоке гуляли слухи, что особенно далеко в этой области продвинулась вовсе не Mercedes, а Red Bull. Команда традиционно задирает заднюю часть машины, наклоняя её корпус в погоне за аэродинамическим преимуществом в поворотах. В то же время, на прямых задок явно опускается ниже, что позволяет избежать ненужного лобового сопротивления.

Это иной подход – если наклонять корпус Mercedes точно так же, как это делают в Red Bull (или, например, в McLaren), вовсе не факт, что время круга тотчас станет лучше.

Это очень сложный инструмент, который должен работать в совокупности с другими – он будет эффективен только в случае, если конструкторы изначально учитывали такой фактор при разработке аэродинамики.

Философия Red Bull построена на совместной работе переднего крыла, днища и диффузора. Главной помехой в таком случае являются шины – они создают завихрения и требуют специальной защиты от турбулентности тех потоков, что проходят через ключевые области для создания максимальной прижимной силы в задней части шасси.

Использование грамотно настроенной подвески с системой HPC (Hydraulic Pitch Control – гидравлический контроль положения корпуса), как называют ее в некоторых командах, является важным слагаемым успехов Red Bull с серьезным аргументом в споре с Ferrari в 2016-м.

Для команды, которая традиционно привозила на Гран При большое число новинок, прошедший сезон стал в этом отношении совсем другим. По ходу тренировок главное внимание уделялось поиску регулировок. Доработки тоже были, но в первую очередь инженеры стремились расширить «окно» эффективной работы шасси.

Такой подход был обусловлен тем, что еще на ранней стадии чемпионата в Милтон-Кинсе решили направить главные ресурсы на подготовку машины 2017 года, отдав большинство главных конструкторских инструментов именно для решения этой задачи.

В частности, речь идет о «виртуальной тестовой трассе» – системе, которая позволяет во всех аспектах, включая работу силовой установки, моделировать на симуляторе условия реального автодрома.

Безусловно, эта работа касалась и подвески – и помогла команде принять ряд принципиальных решений о настройках, как механических, так и аэродинамических, еще до того, как реальный автомобиль проехал свои первые метры.

При этом в Red Bull почти наверняка не стали отказываться от решения прижимать заднюю часть машины ближе к асфальту на прямых, теряя прижимную силу и лобовое сопротивление – так можно добиться большей скорости, частично компенсируя нехватку мощности моторов Renault.

В Red Bull подходят к использованию HPC совсем не так, как в Mercedes, но в обоих случаях система позволяет разным компонентам машины лучше взаимодействовать между собой, что прямо сказывается на времени круга.

Именно поэтому, когда Риккардо стал выяснять в Абу-Даби детали настройки подвески, в Ferrari получили новые и очень важные для себя данные, анализ которых и привел в итоге к обращению в FIA.

И всё же, нарушен ли регламент?

Действия Ferrari, и это все понимают, направлены против Mercedes и Red Bull. Разумеется, только в самих командах точно знают, что именно они делают и чего не делают.

Дискуссия с FIA о том, что допустимо регламентом, пока продолжается. При этом в Mercedes уверены, что как минимум та система, которая использовалась на их машине в 2016-м, ничего не нарушает. Ее нельзя считать подвижным аэродинамическим элементом – исходя из трактовок, используемых федерацией, – а если так, недавняя директива никак не скажется на чемпионах мира.

Потому складывается ощущение, что в первую очередь действия Скудерии имеют целью придержать соперников из RBR, которые, нет сомнений, в 2017-м смогут продвинуться еще дальше в развитии своей подвески.

Так как окончательный ответ еще не получен, а некоторые команды наверняка подошли к границе дозволенного правилами, сама Ferrari может оказаться перед непростым выбором.

Стоит ли делать следующий шаг до того, как Уайтинг озвучит окончательное толкование регламента? Если ответить на этот вопрос положительно, есть шанс получить протест на Гран При Австралии.

Вспомните 2009 год – тогда на машинах появились двойные диффузоры, и в Мельбурне представители Скудерии опротестовали это решение, будучи полностью уверенными, что оно будет поставлено вне закона.

Кажется, в этот раз команда рассчитывает руками Уайтинга отнять у конкурентов сильный козырь – но в Формуле 1 ничто не бывает настолько простым.

Лишь в одном можно не сомневаться: когда новые машины 2017 года выйдут на трассу, подвеска окажется в центре внимания, и команды наверняка будут зорко следить за соперниками, стремясь взять на заметку одни решения и исследовать другие на предмет соответствия правилам.

Присоединяйтесь!

Написать комментарий
Показать комментарии
Об этой статье
Серия Формула 1
Команды Red Bull Racing , Ferrari , Mercedes
Тип статьи Аналитика
Тэги падди лоу, чарли уайтинг
Topic Технический анализ Джорджо Пиолы
Rambler's Top100