Технический анализ: главные тенденции Ф1 в 2016-м

На протяжении четырех дней в пригороде Барселоны не смолкал рёв гоночных моторов. Мы смогли увидеть в деле почти все машины предстоящего сезона, за исключением лишь Sauber. Джорджо Пиола и Мэтт Сомерфилд анализируют основные направления в работе...

Стабильность регламента неизбежно приводит к тому, что различные концепции постепенно сближаются, и различия в подходах команд проявляются лишь в отдельных областях.

Всё больше удачных решений копируется, и на этой фазе работы над машинами все уже ищут не фундаментальных прорывов, а небольших улучшений.

Разумеется, каждая команда по-своему подходит в вопросу доработок – отталкиваясь в первую очередь от того, что уже было сделано прежде.

"Продувная" ось

Когда FIA сократила с 2014 года ширину переднего крыла с 1800 до 1650 мм, все понимали, что такой шаг самым непосредственным образом скажется на распределении воздушных потоков вокруг корпуса машины.

С точки зрения прижимной силы потеря не была столь уже серьезной, но вот "защищать" потоки от турбулентного влияния передних колёс стало значительно сложнее.

Williams FW35 "B" Duct
Передняя колёсная ступица Williams FW35

Иллюстрация: Джорджо Пиола

Чтобы справиться с негативными последствиями, каждая команда использовала собственные методы. К примеру, на рисунке вверху "продувная" передняя ось машины Williams 2013 года. Но общая идея в том, чтобы грамотно направить воздух после охлаждения тормозов – и с его помощью улучшить протекание потоков вокруг колеса.

Сама по себе идея сквозного прохода воздуха через ступицу не нова: Ferrari, McLaren и Red Bull Racing (внизу) использовали её в прошлом сезоне – правда, последняя только на трассах, где нужно много прижимной силы: это обусловлено тем, что перераспределение потоков сказывается на эффективности днища и диффузора, причем не всегда позитивно.

Red Bull RB9 "B" Duct right view
Ступица Red Bull RB9, вид справа

Иллюстрация: Джорджо Пиола

В 2016-м к этой компании присоединились Toro Rosso и Haas: их конструкторы тоже обратили внимание на эту область в поисках аэродинамического преимущества.

Поток, попавший в воздухозаборники передних тормозов, затем распределяется в различных направлениях. Часть охлаждает тормозные суппорты, другая – диски. Третья же в этом случае проходит насквозь через отверстие в ступице. 

Carlos Sainz Jr., Scuderia Toro Rosso STR10
Карлос Сайнс-мл., Scuderia Toro Rosso STR11

Фото: XPB Images

Используем приведенное выше фото для иллюстрации того, как работает сам принцип этой идеи. Желтым цветом выделен поток, возмущенный вращением колеса. Голубым – воздух, прошедший через "продувную" ось. Он помогает быстрее нормализовать турбулентность.  

При этом помните: это лишь иллюстрация, на самом деле работа любого конструкторского решения определяется большим числом различных факторов.

Передняя подвеска

Red Bull Racing RB12 detail
Детали Red Bull Racing RB12

Фото: Джорджо Пиола

Mercedes стала первопроходцем в использовании спаренных рычагов в 2014 году – а сейчас продолжает развивать свою идею.

Понятно, что и другие команды ухватились за неё: Ferrari и Force India впервые применили его в прошлом году и сохранили в нынешнем, а в RBR (на фото), Toro Rosso и Haas впервые применили такую конструкцию в 2016-м.

Идея здесь в том, что элементы подвески, каждый из которых неизбежно вызывает завихрения, получили общую "оболочку" тщательно проработанной формы, которую воздух обтекает куда проще.

 

McLaren MP4-31 front suspension
Передняя подвеска McLaren MP4-31

Иллюстрация: Джорджо Пиола

Тем временем в McLaren, поддержав общее направление поиска, представили свой вариант: задняя часть верхнего рычага смещена вниз, ближе к аналогичному элементу нижнего рычага (отмечен желтым). Это создает при протекании воздуха единую структуру, а не два отдельных элемента

S-образный воздуховод

Sauber C31 "S" duct
S-образный воздуховод Sauber C31

Иллюстрация: Джорджо Пиола

Подобно "продувной" оси, в S-образном воздуховоде нет ничего принципиально нового (на иллюстрации выше – Sauber 2012 года). Однако принцип использования этого решения изменился вместе с регламентом.

Однако так как правила в части носового обтекателя остались прежними, конструкторы смогли отточить работу устройства.  Воздуховод уже в 2015-м был у Red Bull, Force India и McLaren, причем коллектив из Уокинга использовал двойной канал на стыке шасси и обтекателя (внизу).

McLaren S duct
S-образный воздуховод McLaren

Иллюстрация: Джорджо Пиола

Force India и McLaren продолжили использовать воздуховоды в 2016-м, и уже сейчас компанию им составили Toro Rosso и Mercedes. Но есть веские основания полагать, что вскоре эту компанию пополнят также Ferrari и Haas – на это указывают некоторые особенности ранних версий их машин.

Red Bull RB11 'S' duct pipework
S-образный воздуховод Red Bull RB11

Иллюстрация: Джорджо Пиола

Несколько выпадает из общей картины Red Bull: у них был воздуховод в 2015-м, но на прошедших тестах в Барселоне на машине его не обнаружилось. Это особенно странно, если учесть, что именно в Милтон-Кинсе в развитии этой системы продвинулись за последние годы едва ли не дальше всех.

Toro Rosso "S" duct
S-образный воздуховод Toro Rosso

Иллюстрация: Джорджо Пиола

У Toro Rosso решение оказалось очень изящным – элементы воздуховода целиком размещаются в носовом обтекателе, а не на его стыке с передним фланцем шасси, как прежде.

Это своего рода новинка – прежде всего разница в том, в какой точке воздушный поток выходит в верхней части машины. Чем раньше он начинает влиять на тот поток, что огибает "нос" сверху, тем лучше.

Два смонтированных заподлицо воздухозаборника с каждой стороны через внутреннюю трубку перенаправляют поток наверх, где выходное отверстие в задней части носового обтекателя является длинным и плоским – его можно сравнить с прорезью для писем в почтовом ящике.

Физически здесь задействован уже известный поклонникам Ф1 эффект Коанда. Поток, идущий сверху вдоль обтекателя, не срывается наверх в месте перегиба, а увлекается тем, что вышел из воздуховода, вдоль машины – чем повышает её аэродинамическую эффективность.

Прорези в днище перед задними колёсами

McLaren MP4-31 slots on the floor
Прорези в днище McLaren MP4-31

Иллюстрация: Джорджо Пиола

К этой области в последнее время также приковано самое серьезное внимание (иллюстрация выше – из прошлого сезона), и здесь тоже можно выявить определённые тенденции. Одна из них в том, что все команды стали добавлять больше прорезей, чем прежде – и теперь они занимают довольно много места на днище.

Mercedes AMG F1 W07
Mercedes AMG F1 W07

Фото: Джорджо Пиола

Haas VF-16
Haas VF-16

Фото: XPB Images

Решения, использованные Mercedes и Haas (на фото выше), имеют много общего с вариантом, который в прошлом сезоне применяли в Toro Rosso (внизу). Это несколько L-образных прорезей, близ которых днище чуть приподнимается, чтобы скрыть отверстие.

The Mercedes AMG F1 W07 has similar cuts in front of rear tyres introduced by Toro Rosso in Austria together with new rear suspension
У Mercedes AMG F1 W07 есть прорези перед задними колёсами – похожие на те, что Toro Rosso привезла в прошлом году в Австрию вместе с новой задней подвеской

Иллюстрация: Джорджо Пиола

Сквозные отверстия  в днище работают более эффективно, но их официально запретили еще в Монако в 2012-м, когда Red Bull первой представила свое видение правил относительно этой области.

После этого команды стали делать не отверстия, а прорези – посредством совсем крохотного разреза во внешней кромке днища, который уже не позволяет называть этот элемент отверстием.

Но суть осталась прежней: по мере сил снизить эффект "разрыва потока", который имеет негативное влияние на аэродинамику и стал особенно важен после того, как командам запретили "запечатывать" диффузор выхлопными газами.

Суть в том, что вращающееся колесо буквально "разрывало" набегающий поток воздуха на части, некоторые из которых попадали в диффузор и снижали его эффективность. Это явление становилось особенно явным в поворотах, когда шина деформировалась от боковой перегрузки. 

Прорези – вместе с другими элементами, расположенными на днище перед самым колесом, вроде вертикальных "плавничков" – позволяют снизить негативный эффект, создав завихрения, которые перенаправляют потоки воздуха еще до того, как те попадут в область диффузора.

Пилон заднего антикрыла

Как правило, Toro Rosso обычно использует успешные решения, найденные другими командами – но в этот раз в Фаэнце имеют законный повод для гордости: их собственное решение охотно копируют то одни, то другие.

The rear wing of the Toro Rosso STR10 support pylon on the STR10 intersects with the exhaust
Пилон заднего антикрыла Toro Rosso STR10 проходит через вырез в выхлопной трубе

Иллюстрация: Джорджо Пиола

Как показано выше, в 2015-м единственный пилон заднего крыла пересекал выхлопную трубу с использованием – как это регулярно бывает в Ф1 – одной из "серых" зон в регламенте.

Это решение позволило сэкономить немного веса, так как больше нет необходимости использовать подпорку в форме перевернутой буквы Y. Кроме того, здесь есть и аэродинамический выигрыш: во-первых, из-за отсутствия уже упомянутой подпорки у воздуха, обтекающего капот автомобиля сверху, на одно препятствие меньше.

Во-вторых, течение вокруг пилона позитивно сказывается на самих выхлопных газах.

Производители силовых установок тратят немало усилий, чтобы спроектировать наиболее эффективную конфигурацию выпускного тракта, но поток отработанных газов получается куда более возмущенным, чем хотелось бы.

В этом случае пилон выступает в роли своего рода стабилизатора потока, нормализуя его течение. Это позитивно сказывается и на аэродинамических показателях, и на отдаче турбомотора.

Ferrari SF16-H rear detail
Детали Ferrari SF16-H, вид сзади

Фото: Джорджо Пиола

Даже располагая прошлогодним мотором Ferrari, в Toro Rosso сохранили прошлогоднюю конструкцию пилона, тогда как Ferrari (на фото вверху), Haas и McLaren (внизу) успешно скопировали это решение.

Fernando Alonso, McLaren MP4-31
Фернандо Алонсо, McLaren MP4-31

Фото: XPB Images

Присоединяйтесь!

Написать комментарий
Показать комментарии
Об этой статье
Серия Формула 1
Команды McLaren , Ferrari , Toro Rosso , Force India , Mercedes , Haas F1 Team
Тип статьи Аналитика
Тэги техника
Rambler's Top100