Внутри машины Формулы-1 – Аэродинамика

Марк Гиллан из Toyota дает общее представление


Аэродинамика в Формуле-1 часто описывается как черная магия, настоящий секрет успеха на трассе. Руководитель отдела аэродинамики команды Toyota Racing Марк Гиллан объясняет, что ответ заключается в управлении потоками воздуха.

Во-первых и прежде всего, аэродинамика представляет собой науку манипулирования и извлечения пользы из воздушного потока. В Формуле-1 высокие скорости приводят к тому, что воздух превращается в значительную силу, и он может быть использован таким образом, чтобы машина получала благодаря этому преимущества, а также представлять собой препятствие для скорости.

Если сказать просто, чем больше размеры фронтальной области какого-либо объекта, тем с большим количеством сопротивления ветра он будет сталкиваться, поэтому более большой объект будет двигаться медленнее, чем более маленький объект, обладающий таким же количеством мощности, благодаря которой он движется вперед.

Как это всегда бывает в Формуле-1, все вещи здесь не такие и простые. Прижимная сила еще больше запутывает и усложняет все вопросы, потому что сопротивление воздуха может быть использовано для того, чтобы улучшить возможности машины, если силы будут использоваться в правильном направлении, для того, чтобы создавать дополнительное сцепление с дорогой в поворотах.

Марк объясняет: «Прижимная сила просто представляет собой силу, которая воздействует вниз на землю. Если вы представите себе самолет, он обладает подъемной силой - силой, которая действует наверх. На нашей машине у нас имеются крылья, которые работают в противоположном направлении по сравнению с теми, которые используются на самолете. На нашей машине мы используем силу, которая действует вниз на землю, для того, чтобы удерживать машину на трассе, когда она проходит повороты».

Максимизировать положительные воздействия воздуха и минимизировать негативные воздействия представляет собой задачу для специалиста по аэродинамике. Первые попытки использования аэродинамики в Формуле-1 получались сравнительно непродуманными и опасными, но технологии и знания эволюционировали в настоящее искусство, которое в настоящее время, без преувеличения, определяет, кто достигнет успехов, а кто нет в Формуле-1.

«Аэродинамика в Формуле-1 использовалась на протяжении длительного времени», - говорит Марк. «В далеких 1960-х годах появились первые аэродинамические крылья, и после этого, в 1970-х, понимание работы аэродинамики на гоночных машинах стало более очевидным. Но в действительности только в последние 10 лет аэродинамика в Формуле-1 достигла такого прогресса, что вышла на уровень за пределами любого понимания. Она по-настоящему очень впечатляет».

«Аэродинамика в настоящее время представляет собой наиболее важный компонент на машине, который команда может действительно изменять, потому что если вы посмотрите на покрышки, в распоряжении каждого имеются одинаковые покрышки, а двигатели омологированы. Поэтому аэродинамика представляет собой единственный самый большой компонент, который мы можем изменять - самый большой компонент на машине, который отвечает за ее возможности».

Хотя каждая деталь на внешней стороне машины TF107 команды Toyota Racing сконструирована с учетом всех требований аэродинамики, наиболее очевидные аэродинамические элементы располагаются в самой передней и самой задней частях машины.

Являясь первой частью машины, которая сталкивается с сопротивлением воздуха, переднее крыло представляет собой ключевой фактор для разгадывания загадки аэродинамики. Оно направляет воздух вокруг и над машиной, обеспечивая таким образом, чтобы он достигал правильных участков для создания прижимной силы, но избегал таких мест, где он может оказать отрицательное влияние.

Марк объясняет: «Переднее крыло представляет собой одну из наиболее эффективных областей на машине. Оно по сути дела создает прижимную силу в передней части машины, чтобы создать устойчивость и увеличить сцепление колес с поверхностью дороги. Но оно также представляет собой механизм, который предназначается для того, чтобы направлять воздушный поток подальше от покрышек. Покрышки представляют собой одну из главных составляющих частей, которая создает лобовое сопротивление воздуху. С точки зрения соответствия регламенту, мы не можем делать так, чтобы покрышки оказывались закрытыми, поэтому мы должны находить способ делать так, чтобы воздух перемещался вокруг и над ними».

«Для того, чтобы добиться идеальных настроек, мы в большинстве случаев начинаем спереди и постепенно продвигаемся к задней части машины, потому что каждый элемент, расположенный спереди, например, передняя подвеска, будет оказывать влияние на воздействие на остальную часть машины».

Но это не уменьшает важность аэродинамики в другом конце TF107, потому что Марк добавляет: «Заднее крыло, как и переднее, создает прижимную силу. Существует баланс между прижимной силой спереди и прижимной силой сзади, благодаря которому и возникает устойчивость».

Из-за того, что машины Формулы-1 невероятно чувствительны к небольшим изменениям в настройках, TF107 создаются таким образом, чтобы имелась возможность проводить тонкую регулировку для того, чтобы максимизировать полезное воздействие крыльев. «Если вы посмотрите на заднее крыло, вы сможете увидеть различные положения дырок», - говорит Марк. «Что мы можем делать - это изменять угол наклона элементов крыла, в результате чего создается меньшая или большая прижимная сила, как это и необходимо».

Конечно, поскольку аэродинамика представляет собой настолько центральный фактор в определении возможностей машины на трассе, команда Panasonic Toyota Racing не забывает ни об одной мельчайшей подробности, когда занимается поисками улучшений, которые объединяются друг с другом, чтобы принести успех.

Как и ее штаб-квартира в Кельне, в Германии, команда использует самые последние технологии для того, чтобы подвергнуть все новые разработки проверке еще даже до того момента, когда они впервые появятся на гоночной трассе, с применением подхода с работой в двух направлениях. Мощные компьютеры способны сымитировать воздействие воздушного потока над машиной даже без того, чтобы ее нужно было создавать, в то время как в аэродинамической трубе точная масштабная модель TF107 подвергается воздействию потока воздуха, который воспроизводит эффект езды на определенной скорости.

«По сути дела, мы проводим, в грубом приближении, 8,000-9,000 часов каждый год, занимаясь только тем, что усовершенствуем машину в аэродинамической трубе», - говорит Марк. «Это происходит в качестве дополнения к приблизительно такому же количеству времени работы с использованием CFD, вычислительной системы гидрогазодинамики, которая представляет собой компьютерную программу, которая моделирует поток воздуха вокруг машины».

Комплексная информация, полученная из этих тестов, показывает команде, как машина ведет себя на гоночных скоростях, что предоставляет Марку и его коллегам ту информацию, которая им необходима для того, чтобы постоянно улучшать аэродинамику.

Постоянное совершенствование - кайдзен - представляет собой фундаментальный принцип философии Panasonic Toyota Racing, и аэродинамика имеет центральное значение в ее стремлении достигнуть вершины в Формуле-1.

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