Технический анализ: последнее веяние в Ф1 – полые спицы

Давление в шинах в последнее время остается постоянной темой для разговоров. В некоторых командах полагают, что их соперники нашли весьма ловкий – и при этом совершенно законный – способ обходить запреты FIA.

Поговаривают, что найден метод снижать давление воздуха в шинах после того, как Pirelli и FIA проведут свои контрольные замеры на стартовом поле. Тем, кто это проделывает, подобный шаг приносит в гонке большую пользу.

По законам физики давление и температура прямо пропорциональны. Потому чем больше нагрузка на шину (скажем, в момент старта) и чем сильнее она разогревается, тем выше давление воздуха внутри.

Нынешние ограничения устанавливают планку минимального давления гораздо выше, чем хотелось бы командам. И если кто-то сможет избавиться хотя бы от 0,1-0,2 атмосферы – это уже принесёт несомненную пользу, особенно в сравнении с теми, у кого давление поползет вверх из-за роста температуры.

Прецедент в Спа

До прошлогоднего Гран При Италии порог, установленный Pirelli, носил лишь рекомендательный характер.

Однако на этапе в Спа у многих пилотов возникли проблемы с резиной – Себастьян Феттель упустил из-за этого верный подиум. Изучив причины, шинники совместно с FIA ввели обязательный минимум давления перед стартом гонки.

Mercedes brake warmers
Термочехол тормозов на машине Mercedes

Фото: Джорджо Пиола

В Mercedes моментально среагировали на изменения. Им было отлично известно о связи между температурой и давлением.

Для начала в чемпионской команде стали использовать термочехлы для "барабана" тормозов (на фото вверху), чтобы контролировать температуру тормозных механизмов на стартовом поле. Как только устанавливалось колесо, жар быстро нагревал диск, а затем и воздух в шине.

Рост температуры приводил к повышению давления, что и требовалось для прохождения контроля.

Mercedes AMG F1 Team W07 rear detail
Детали задней части Mercedes AMG F1 Team W07

Фото: Джорджо Пиола

Перед сезоном-2016 команда провела доработки, сделав чехол более компактным. Кроме того, ставить такие стали не только сзади, но и спереди. Этот шаг позволяет "включить" шины с самого старта, а также повысить их эффективность по ходу всего первого отрезка.

Письмо McLaren

В Уокинге не были уверены, не являются ли действия их соперников трюком, нарушающим дух правил. Представители команды написали в FIA письмо, где попросили установить законность дисков с двойным бортиком.

Ответ состоял в том, что подобное запрещено – и отныне команды не вправе применять такое решение. 

Обоснованием была названа статья 12.8.3 технического регламента, которая гласит: "Колесо в сборе может иметь единый фиксированный объём внутреннего газа. Никакие клапаны, ниппели или проницаемые мембраны не разрешены, за исключением случаев накачки или стравливания воздуха, когда машина не движется".

Никто при этом не упрекал команды в использовании хитрых приёмов, однако Pirelli и FIA начали собственное расследование, чтобы установить, что же в действительности делают в этой области участники чемпионата.

По ходу нынешнего уик-энда в Монако опробируется система сбора данных в режиме реального времени, тогда как с 2017 года подобное решение может стать обязательным и использоваться для контроля давления – с целью убедиться, что никто не переходит установленную черту.

Умные диски

В настоящий момент ни одна команда не призналась – и не была уличена – в использовании приёмов, изложенных в письме McLaren.

Однако детальное изучение колёсных дисков, используемых Ferrari и Mercedes, может подсказать, как добиться того же эффекта, как и с двойным ободом, но вновь ничего не нарушая.

Штутгартцам диски поставляет компания Advanti, тогда как Скудерия пользуется продукцией O.Z. При этом первая принадлежит второй.

Любопытно, что Red Bull и Renault также являются клиентами O.Z., но у них этого решения нет. 

Колёсный диск
Колёсный диск

Иллюстрация: Мэттью Сомерфилд

На этой иллюстрации диска Mercedes вы можете увидеть сквозные отверстия с его внешней стороны. Разумеется, они выводят не в атмосферу – тогда колесо мгновенно спустило бы, – а идут внутри спиц, образуя некий замкнутый отсек внутри диска. Благодаря этому "единый внутренний объём" газа, упомянутый в регламенте, остается таковым, но теперь включает и внутренность диска.

Когда машина движется, газ может перераспределяться между двумя внутренними объёмами – внутри шины и внутри спиц, – что сказывается на его давлении, температуре и других характеристиках, а также форме шины.

Колёсный диск
Колёсный диск

Фото: Мэттью Сомерфилд

При вращении колеса смесь воздуха и азота внутри него также приходит в движение – хотя в начальный момент она вращается не так быстро, как шина.

Пока инерция не сделает своё дело, есть достаточно времени, чтобы газ изнутри шины не попадал в спицы – и наоборот. Возникает своего рода запорный слой, не выпускающий воздух, влекомый наружу центробежной силой.

Такая ситуация позволяет говорить об относительном снижении давления внутри шины. 

Колёсный диск
Колёсный диск

Фото: Мэттью Сомерфельд

Но это далеко не полный эффект. Когда ситуация стабилизируется, такой диск работает как своего рода тепловой насос. Нагретый воздух из шины уходит в спицы, где лучше охлаждается, а обратно идет более холодный газ.

Общая температура снижается, а значит, падает давление. Это имеет самое позитивное влияние на эффективность: увеличивается площадь пятна контакта, то есть сцепление с асфальтом. Вдобавок, если настройки (речь о параметрах подвески и дорожном просвете) подобраны верно, "тепловой насос" продлевает ресурс резины.

Команды, у которых нет дисков с полыми спицами, могут о таком только мечтать.

При этом важно помнить, что слишком малое давление ведет к большим деформациям профиля шины в поворотах. Это приводит к усилению завирхений воздушного потока, что негативно сказывается на работе днища и диффузора.

Важно добиться, чтобы деформации носили стабильный характер, особенно в переходных условиях. Это позволит обеспечить постоянство аэродинамических характеристик и, в конечном счете, дать прирост прижимной силы.

Хорошо забытое старое...

The car of Sergio Perez, Sauber F1 Team after his crash
Разбитая в аварии машина Серхио Переса, Sauber F1 Team (2011 год)

Фото: XPB Images

Как часто бывает, описанный приём в целом не нов. В O.Z. уже использовали такую конструкцию дисков прежде – и тогда машины отличались очень бережным отношением к резине, как Sauber C30 в 2011 году.

Sebastian Vettel, Ferrari SF15-T heads to the pit late in the race with a puncture
Себастьян Феттель, Ferrari SF15-T, заезжает на пит-лейн после прокола

Фото: XPB Images

Mercedes и Ferrari применяют полые спицы уже какое-то время. Кадры, сделанные после прокола у Льюиса Хэмилтона в Спа-2014, говорят именно об этом.

Год назад, и также на Гран При Бельгии, в объективы камер после отказа резины незадолго до финиша попал и Себастьян Феттель. Как оказалось, и Скудерия еще до ужесточения правил в Монце пользовалась этим приёмом.

Это подчеркивает, что вовсе не решение о контроле за давлением подтолкнуло команды к использованию полых спиц. И даже не будучи "чудо-оружием", такая конструкция явно помогает Mercedes и Ferrari.

Не слишком ли поздно?

Пока что ничего не потеряно. В отличие от 2010 года, когда конструкция дисков приносила Ferrari заметное преимущество, сейчас этот узел проходит иную процедуру омологации, потому соперники при желании имеют полное право скопировать решение.

Однако простая замена дисков не так проста, как кажется. Потребуется время на разработку, производство и испытания – при этом заниматься этим предстоит самим командам, чьи ресурсы и так направлены на совершенствование машины.

Pirelli сейчас стремится еще больше повысить порог минимального давления, чтобы лишить преимущества тех, кто лучше готов. В таких условиях будет особенно интересно посмотреть, решится ли кто-то из соперников скопировать идею лидеров.

Присоединяйтесь!

Написать комментарий
Показать комментарии
Об этой статье
Серия Формула 1
Тип статьи Аналитика
Тэги pirelli
Rambler's Top100