Технический анализ Джорджо Пиолы

Технический анализ: идеи, от которых Ferrari пришлось отказаться

Шасси SF70H остается одним из сильнейших в пелотоне 2017 года – но от нескольких передовых решений Скудерия была вынуждена отказаться. Давайте изучим их.

Взлет Ferrari в нынешнем сезоне можно с полным правом называть чудесным. Команда выжала все из собственных ресурсов, построив машину, позволяющую реально бороться за победы и всерьез думать о титуле, которого в Маранелло не было уже десять лет.

Особенностью SF70H являются многочисленные смелые конструкторские решения. Достаточно упомянуть конфигурацию передней части понтонов, удлиненный S-воздуховод сложной формы, похожий на те, что использовались в 2008 году, или особенность боковой части днища, приковавшее внимание соперников. Это, разумеется, далеко не полный список.  

В последние годы команда считалась слишком консервативной. Конструкторы словно использовали набор хорошо знакомых штампов и были не в состоянии использовать «серые» зоны регламента, где активно действовали их соперники. 

Поэтому как только в 2017 году Скудерия начала действовать смелее, оппоненты сразу же стали изучать итальянскую машину под микроскопом, из-за чего ряд идей пришлось убрать. Получилась захватывающая техническая дуэль с Mercedes, которая с новой остротой продолжится после летних каникул. 

Но пока она не началась – давайте остановимся поподробнее на тех решениях, которые были реализованы на SF70H, и на причинах их запрета.

Унесенное ветром

В Скудерии с 2015 года используют «продувные» оси (на видео выше). В сочетании с передним антикрылом, они помогают контролировать протекание воздуха в обход передних колес и снижают турбулентность.

Поток, попадающий в воздухозаборник передних колес, перенаправляется в полую ось и выходит с противоположной стороны. Статичная карбоновая насадка с прорезями обеспечивает желаемое направление выхода воздуха. 

Ferrari F2007 (658) 2007 wheel cover airflow
Колесный колпак на Ferrari F2007 (658), 2007 год

Иллюстрация: Джорджо Пиола

Это решение имеет много общего с использовавшимися в конце прошлого десятилетия колесными колпаками. Они тоже помогали смещать в сторону турбулентный воздух, вступивший в контакт с колесом, делая более «чистым» протекающий вдоль шасси поток. 

Решение попало под запрет с 2010 года, но было несколько попыток добиться схожего эффекта. Активнее всего в этой области работает Red Bull Racing.

Red Bull RB8 blown axle wheel detail
Детали «продувной» оси Red Bull RB8, 2012 год

Иллюстрация: Giorgio Piola

Одно весьма любопытное решение мы видели на RB8. С помощью нескольких отверстий в оси воздух направлялся к другому ряду отверстий, проделанных уже в колесном диске. 

Элементы сконфигурированы таким образом, что при движении машины потоки закручиваются определенным образом и помогают контролировать турбулентный воздух, повышая общую аэродинамическую эффективность. 

Британская команда использовала это решение со старта сезона в Мельбурне и до седьмой гонки в Монреале, где FIA по просьбе ряда команд решила поближе присмотреться к конструкции. Когда детальное изучение выявило вторую функцию, ось Red Bull сочли «подвижным аэродинамическим устройством», и команде пришлось вернуться к традиционному решению узла.

McLaren MP4-27 adjustable rear brakes detail
Детали конструкции регулируемых задних тормозов McLaren MP4-27

Иллюстрация: Джорджо Пиола

К слову, примерно в то же самое время в McLaren разработали для своей модели MP4-27 систему, позволяющую менять настройки задних тормозов по ходу пит-стопов. Это и до наших дней не считается противозаконным. 

Суть решения состояла в возможности оперативно открывать и закрывать отверстия в «барабанах» – для этого механику было достаточно повернуть соответствующий винт, расположенный прямо на кузовной панели. Это позволяло дозировать теплообмен между тормозами и шиной, исходя из условий на трассе.

Несмотря на очень умный подход, систему использовали нечасто: по сравнению со стандартной она была заметно тяжелее.

Williams FW35 and Red Bull RB8 blown axle detail
Детали «продувной» оси Williams FW35 (2013 г.) и Red Bull RB8 (2012 г.)

Иллюстрация: Джорджо Пиола

Несмотря на передовые позиции Red Bull в этой области, первую версию того решения, которое мы сейчас привыкли называть «продувной осью», подготовили в Williams. На модели FW35 в 2013 году впервые появилась полая ось со статичным колпачком на конце.

Поскольку этот прием позволил получить желаемую прибавку, его быстро переняли многие другие команды. С 2014 года это стало особенно актуально, так как ширину переднего крыла уменьшили до 1650 мм. Видео выше показывает, как менялась концепция с течением времени.Haas VF-16 blown axle which was closed for Baku

«Продувная» ось Haas VF-16

Иллюстрация: Джорджо Пиола

При этом – и тому есть многочисленные документальные свидетельства – на скоростных трассах вроде Монцы команды предпочитали наглухо запечатывать выходные отверстия «продувных» осей. Именно так поступили в Haas в 2016 году (на рисунке выше), вернувшись к стандартной конфигурации. 

Это сделано, чтобы не жертвовать максимальной скоростью на прямых. На быстрых трассах прибавка прижимной силы в поворотах не компенсирует возросшего лобового сопротивления на прямых. Ferrari SF70H blown axle

«Продувная» ось Ferrari SF70H

Иллюстрация: Джорджо Пиола

В Ferrari, как уже говорилось выше, «продувные» оси используются с 2015 года. В этом сезоне идея получила развитие: команда попыталась сделать так, чтобы эффект переставал действовать в тех ситуациях, когда он не нужен. 

Требовалось обеспечить машине такую аэродинамику, чтобы разом убить двух зайцев, добившись этого исключительно пассивными средствами. 

McLaren MP4-25 F-Duct detail
Принцип действия F-воздуховода на McLaren MP4-25 (2010 г.)

Иллюстрация: Джорджо Пиола

Чтобы понять механизм активации, полезно вспомнить одну незаурядную идею из недавнего прошлого Ф1 – F-воздуховод, который использовался целым рядом команд для контроля над потоком воздуха. 

По каналам, продолженным внутри шасси, поток подавался на заднее крыло, нарушая его эффективность и резко добавляя скорости на прямых. Чтобы активировать систему (нижний рисунок), пилот должен был перекрыть канал в кокпите коленом или тыльной стороной ладони. 

Но в случае с Ferrari в 2017 году активация уже не требовала участия гонщика: она была реализована гидравлическими методами в зависимости от угла поворота колес. В поворотах «продув» (а с ним и прижимная сила) работал, на прямых – нет. 

После Баку конструкция оси осталась прежней, но вот эффект выключения больше не использовался – он был удален с машины под давлением FIA. Как и в случае с Red Bull в 2012 году, хитрую систему приравняли к подвижному аэродинамическому устройству и поставили вне закона.  

Противоречивое днище

Ferrari SF70H cut in the floor, captioned
Прорезь в днище Ferrari SF70H

Иллюстрация: Джорджо Пиола

Также вплоть до гонки в Баку Ferrari задействовала на своих машинах длинную прорезь в днище, отделявшую довольно крупный изогнутый элемент с внешней стороны. 

Соперники не раз обращали внимание федерации на это решение: отделенный прорезью элемент заметно изгибался под нагрузкой, что ставило под сомнение его соответствие правилам.

Вообще, подобная деформация негативно сказывается на аэродинамической эффективности. Однако существует предположение, что детальное моделирование средствами вычислительной гидродинамики в сочетании с особенностями углеродных материалов может привести к выигрышу в аэродинамике с точки зрения прижимной силы и лобового сопротивления. 

Соперники неоднократно пытались убедить FIA, что Скудерии следует укрепить днище в целях ограничения подвижности этого элемента. В итоге был установлен металлический крепеж (показан стрелкой), предотвращающий любые относительные перемещения.

Этот участок днища согласно действующим правилам не подвергается отдельным нагрузочным тестам, но Ferrari так и не смогла доказать, что ее решение не обеспечивает конкурентного преимущества – это успокоило бы другие команды. В итоге в FIA предпочли сослаться на пункт 3.14 Технического регламента, который запрещает подвижные кузовные элементы. 

Уже в Австрии, когда команда внесла изменения, вопросов к этой области SF70H не осталось. 

На примере двух описанных выше технических решений хорошо видно, сколь активная борьба конструкторских штабов на самом деле идет вдали от посторонних глаз – и насколько важные решения порой приходится принимать FIA в интересах соблюдения равной конкуренции.

Написать комментарий
Показать комментарии
Об этой статье
Серия Формула 1
Команды Ferrari
Тип статьи Новость
Topic Технический анализ Джорджо Пиолы
Rambler's Top100