Технические аспекты "Формулы-1"

[тырса]

[тырса]

Кто-то может сказать, что текущие правила Формулы 1 ограничивают свободу инженерной мысли, но технический директор Renault Джеймс Эллисон считает, что это отнюдь не так.
Насколько широк простор для инженерной мысли?

[FL@SHik]

Скорее не ограничивает а заставляет команды изобретать что то новое.Проще ж всего прилепить пару лишних открылков,тем самым создав большую прижимную силу.

[Ольга !]

Эксперт Autosport Гэри Андерсон о значении переднего антикрыла.
http://plus.autosport.com/premium/featu ... explained/
Ключевым для создания прижимной силы машины является то, как переднее антикрыло разделяет воздушные потоки. Этот компонент является первым, который влияет на направление воздушных потоков, и если антикрыло повреждено, то страдает и вся остальная часть машины. Чем ближе крыло находится к трассе, тем проще, потому что в таком случае в принципе срабатывает так называемый "граунд-эффект".

FIA установила минимальную высоту расположения антикрыла относительно нижней части болида. Кроме того, проводится специальный тест, чтобы установить возможные отклонения. Но если команда может добиться того, что антикрыло изгибается настолько, насколько это разрешено правилами, когда на него оказывается аэродинамическая нагрузка, то можно расположить крыло ниже, чтобы разделение воздуха было более эффективным. Это может помочь создать дополнительную прижимную силу.

То, что удалось "Ред Булл" лучше, чем остальным – он помешал тому, чтобы этот процесс негативно влиял на оставшуюся часть машины и на ту часть подвески, которая располагается перед передними шинами. Если не справиться с разделением воздушных потоков в этой области, то прижимная сила становится нестабильной.

Если переднее антикрыло приближается к асфальту, то идёт разделение воздушного потока, за счёт чего уменьшается прижимная сила. Машина приподнимается, крыло снова возвращается в свою позицию, создаётся больше прижимной силы, и машину снова "присасывает" ближе к земле. Этот феномен называется "колебательными движениями", "Макларену" это очень хорошо удавалось в 2010 и 2011 годах.

Если взять за основу, что аэродинамика на 90% определяет уровень выступлений машины, то от переднего антикрыла зависит 60-70% от этого числа. Потому что данный компонент первым сталкивается с воздухом и диктует то, как воздух будет следовать по остальной части машины.

Если ваше переднее антикрыло создаёт турбулентный след или просто завихрение, то каждый компонент, который вы развиваете на антикрыле, оптимизирован для работы в этой среде. Если воздушный след хороший, то можно больше нагружать аэродинамические поверхности, благодаря чему прижимная сила в целом станет выше.

Развитие любой гоночной машины начинается с передней части машины, и затем протекает к задней части. Если менять конфигурацию переднего антикрыла, вы не увидите никакого улучшения, пока не оптимизируете всю остальную машину. Именно поэтому если команда отстаёт, то быстро отыграться не получится.

"Ред Булл" оптимизировал технологию работы с углеродным волокном. Карбон в чём-то похож на канат – чем больше нагрузки вы хотите, чтобы он выдержал, тем толще используете материал. Волокно можно положить, как вы хотите. Если уложить его прямыми линиями, то компонент будет невероятно устойчив к растягивающим усилиям. Если уложить под углом, то, несмотря на то что он по-прежнему будет очень силён, при нагрузке компонент сможет изгибаться.

Уложить материал так, чтобы вы прошли тесты FIA, но при этом деталь всё равно изгибалась при ещё большей нагрузке – непростая задача. Но это возможно, именно поэтому команды работают с дорогостоящими экспертами, которые могут придумать решение данной проблемы.

Это не эксклюзивное решение "Ред Булл", гибкое антикрыло есть у всех, вся суть спора только в том, до какой степени оно изгибается.

Если вы изучали фотографию "Ред Булл" в сравнении с другой машиной в Китае, то могли увидеть, что антикрыло "быков" гораздо ближе к земле. В то время как соперники говорят, что это возможно благодаря излишнему изгибанию, "Ред Булл" отвечает, что всё это благодаря наклону всей машины. То есть при том, что у RB7 дорожный просвет примерно такой же, как у всех, задняя часть располагается гораздо выше, чтобы оптимизировать аэродинамическую эффективность и создать угол наклона. Это значит, что переднее антикрыло выглядит ближе к земле просто потому, что находится на передней оси.

Наклон сам по себе фундаментален для аэродинамической спецификации машины. Если у машины выше задняя часть машины, то аэродинамический центр давления можно сместить ближе к передней части на низких скоростях, что поможет избежать недостаточной поворачиваемости. Когда же машина набирает скорость, то задняя часть опустится сама по себе, и если диффузор работает верно, то центр давления передвинется назад, благодаря чему в скоростных поворотах машина станет более стабильной.

Оптимальный угол наклона меняется от трассы к трассе, но по своему опыту могу сказать, что если соотношение будет меньше, чем 3 к 1 (другими словами, если передняя подвеска компрессирует примерно 10 мм, то задняя должна компрессировать примерно 30 мм), то машина будет работать не так хорошо, как может. С этим можно справиться, лишь сделав машину жёстче, из-за чего придётся пожертвовать механическим сцеплением и податливостью подвески.

Если, к примеру, спереди у "Ред Булл" и "Макларена" просвет составляет по 25 мм, а сзади у "Ред Булл" 75 мм против 50 мм у "Макларена", то получается разница в наклоне машины в 25 мм.

С учётом того, что колёсная база составляет примерно три метра и что остриё переднего антикрыла находится примерно на расстоянии метра впереди линии передних колёс, переднее антикрыло "Ред Булл" начинает работать на 8 мм ниже, чем у "Макларена". Это позволяет создать больше прижимной силы в передней части машины на низких скоростях.

Если "Ред Булл" использует коэффициент жёсткости 3 к 1, а "Макларен" — из-за того, что у них более узкий дорожный просвет задней части машины – 2 к 1, то на высокой скорости их переднее антикрыло будет оставаться примерно на той же высоте. Кроме того, "Ред Булл" более изобретателен, и у них есть преимущество в оптимизации работы переднего антикрыла, благодаря чему оно работает лучше на всех скоростях.

Соперникам будет непросто скопировать антикрыло "Ред Булл" и сразу же отыграть несколько десятых. Я гарантирую, что если установить антикрыло "Ред Булл" на любую другую машину Формулы-1 в аэродинамической трубе, то результаты станут ещё хуже, чем при нынешней конфигурации.

Потому что не просто антикрыло делает "Ред Булл" лучшей машиной с точки зрения аэродинамики, дело во всей философии машины, всё работает в согласии друг с другом.

Конструкторы и инженеры достаточно умны, чтобы понимать это, и я убеждён, что это является причиной, по которой пока что никто не попробовал скопировать антикрыло "Ред Булл". Все тесты FIA доказали, что антикрыло "Ред Булл" совершенно легально, несмотря на то что считают соперники. Но другим командам стоит прекратить жаловаться и просто принять, что "Ред Булл" сделал более хорошую работу, чем они.

[fda2000]

В общем, надеюсь наш незримый участник (котрому в очередной раз спасибо) будет не против, но обсуждать что-то тут мне гораздо проще

Итак, сначала было видео - http://www.twitvid.com/NLDQ1 и рассуждения о том, "что Чарли это не понравится". Суть в том, что крыло движется относительно опоры:


Сейчас появились подробности:

Крэйг Скарборо: «На картинке с бортовой видеокамеры было видно, что крыло явно двигалось на своих креплениях. Чем бы это ни объяснялось, вполне вероятно, что начнутся разговоры о гибких аэродинамических элементах, хотя машины McLaren, безусловно, прошли все официальные тесты FIA.

Поскольку эта команда размещает видеокамеры на передних пилонах, на которых крепится крыло, то на картинке хорошо видны и боковая поверхность пилона, и крыло под ней.

Обычно конструкция достаточно проста: к центральной секции крыла крепится металлическая пластина, через которую проходят резьбовые шпильки. Эти шпильки входят в соответствующие отверстия в пилонах, и крыло фиксируется гайками, что гарантирует конструкции жесткость и не допускает никаких движений. В зависимости от дорожного просвета, применяются специальные регулировочные прокладки, позволяющие установить крыло на необходимой высоте. Подобную конструкцию применяют практически все команды.

Но при просмотре видеозаписи создается впечатление, что крыло McLaren поворачивается на пилонах, немного наклоняясь назад на больших скоростях. Когда машина замедляется, крыло возвращается на исходную позицию. Я видел скриншоты, сделанные в ходе гонки с бортовых камер обеих машин, и, похоже, в обоих случаях крыло ведет себя одинаково.

Т.е. с увеличением скорости угол атаки переднего крыла становится меньше, тем самым снижая прижимную силу. В зависимости от того, как на высокой скорости на уровень прижима влияет диффузор, такая работа крыла может вызывать некоторую недостаточную поворачиваемость, тем самым позитивно влияя на баланс и стабильность машины…

Поведение крыла на машинах McLaren можно объяснять по-разному, например, производственным дефектом. Я поинтересуюсь, были ли в Валенсии у команды проблемы с новым передним крылом.

Но мне уже доводилось слышать от нескольких бывших конструкторов и технических директоров команд Формулы 1, что в прошлых сезонах в этой области машин использовались пружины. Обычно подпружиненные конструкции такого рода проходили тесты FIA, но при этом допускали контролируемое движение крыла в заданных пределах… После прецедента с гибким крылом Red Bull, которое тоже, казалось, двигалось на больших скоростях, сложилось впечатление, что любые перемещения крыла разрешены, если оно проходит тесты FIA на гибкость.

Что противоречит требованиям той же FIA, которые гласят - элементы корпуса должны быть жесткими и не могут смещаться по отношению к шасси».

Вообще говоря, у меня есть подозрение, что Маки сделали это специально. Вроде бы сама команда определяет куда ставить камеры, или нет? Могли бы поставить туда, где этого эффекта не будет видно. А так вроде как даже специально сделано, даже полосочку для контроля приделали Похоже, им таки не дает покоя гибкое крыло быков...

[Ольга !]

... у меня есть подозрение, что Маки сделали это специально... Похоже, им таки не дает покоя гибкое крыло быков...

У меня такое же подозрение возникло.)
Но ведь ФИА четко разъяснила, что раз тесты прошло, то можно.

[тырса]

Похоже, им таки не дает покоя гибкое крыло быков...

Мне всё же кажется, что данный случай имеет мало общего с понятием "гибкость крыла", да и меряется она в тестах ФИА с упором на середину, которая в данном случае и вызывает подозрение.

Кроме того, как видно, Маки пошли скорее от обратного, если у Быков, с ростом скорости прижимная сила увеличивается, то у Маков "ассиметричный ответ".

По выложенному видeо, ФИА вряд ли решиться что-то предпринять, так как сама не раз заявляла, что доверяет только своим тестам, а не кино, фото-материалам, но скорее всего в Сильверстоуне у Маков подобного решения уже не будет.

[тырса]

Вроде бы сама команда определяет куда ставить камеры, или нет? ...

Не совсем. По согласованию с "коммерческим держателем прав".
п. 20.3.1 Тех. регламента, там же есть рисунок 6 который оговаривает расположение камер

[fda2000]

Мне всё же кажется, что данный случай имеет мало общего с понятием "гибкость крыла",

C понятием может и нет (хотя идея о креплении - только преположение, возможно крепление просто раньше кончается), но то, что хотели (если) обратить внимание на гибкость - то наверняка.

да и меряется она в тестах ФИА с упором на середину, которая в данном случае и вызывает подозрение.

А вот интересно, это тот самый тест?
An asymmetric front wing deflection test was carried out on car numbers 01, 09 and 14.
Тогда Маки его не проходили Но не думаю, что ими прохождение данного теста не симулировалось.
И еще оттуда же:
ECU set-up changes between qualifying and race were checked on car numbers 03, 04, 05, 06, 07, 08, 09, 14, 15, 20 and 21.
Какой простор для конспирологических теорий! Меня бы больше интересовала машина 02...

Кроме того, как видно, Маки пошли скорее от обратного, если у Быков, с ростом скорости прижимная сила увеличивается, то у Маков "ассиметричный ответ".

Ну не знаю, как у быков - а снижение сопротивления при увеличении скорости вещь логичная. Кстати, не факт что прижимная сила с ростом скорости будет падать - ведь она сама по себе с ростом скорости растет.

но скорее всего в Сильверстоуне у Маков подобного решения уже не будет.

Либо они еще на заднем крыле полоски приделают

[тырса]

А вот интересно, это тот самый тест?
An asymmetric front wing deflection test was carried out on car numbers 01, 09 and 14.

Именно этот. И именно асимметричный, то бишь отклонение конца крыла относительно его середины, тут к Макам и вопросов вроде не возникало.

ECU set-up changes between qualifying and race were checked on car numbers 03, 04, 05, 06, 07, 08, 09, 14, 15, 20 and 21.
Какой простор для конспирологических теорий! Меня бы больше интересовала машина 02...

Ответил бы так:

не думаю, что ими прохождение данного теста не симулировалось.

Кста, в ряд конспирологических теорий, это как раз трудно вписать. Давать поблажку Быкам, при таком их преимуществе, мягко говоря странно. Это скорее опровергает те самые теории, что Быков прессуют ради "одной из команд" (называть её не буду )

[fda2000]

Кста, в ряд конспирологических теорий, это как раз трудно вписать. Давать поблажку Быкам, при таком их преимуществе, мягко говоря странно. Это скорее опровергает те самые теории, что Быков прессуют ради "одной из команд" (называть её не буду )

Ну, потому кое-где эта теория большого распространения и не получила Но действительно любопытно, почему всех лидеров проверили, а первых двух, для которых судя по слухам все и придумывалось - нет?..

[тырса]

Но действительно любопытно, почему всех лидеров проверили, а первых двух, для которых судя по слухам все и придумывалось - нет?..

Частично ответ здесь - http://www.jamesallenonf1.com/2011/06/f ... -answered/
То бишь смысла отдельно именно в этой проверке, на каждой машине нет, если проверены все пломбы (а они проверены на всех машинах)

[fda2000]

Ну это только частично. Можно было бы понять если бы никого не проверяли, либо проверяли штук 5 машин. А тут конкретно быков не проверили. Почему? Не дали? Конструкция не позволяет? До первых боксов делегаты не добежали? Я не к тому, что там были нарушения - просто интересно.

[Korkinet]

Я не знаю, чё там и как, но судя по результатам Валенсии, это новое крыло, может, прибавляет понтов, но не более того.

[Ольга !]

Это может быть заготовкой на будущее (что актуально в связи с грядущими запретами). Сделали, привлекли внимание, посмотрят реакцию. Если нормально сойдёт, то уже на следующем ГП развернутся на полную силу, тогда кроме понтов прибавится и скорость.