Благодаря этому техническому решению «Мерседес» выдал мега-старт в 2019 году из 8 побед подряд
Система рулевого управления DAS (Dual Axis Steering – двухосевое рулевое управление) была представлена «Мерседесом» на предсезонных тестах 2020 года. С 2021 года она будет под запретом. Сейчас стало очевидным, что эта система стала лишь эволюцией того, что можно было увидеть на прошлогоднем болиде. К середине сезона «Феррари» разработала схожую систему.
На болидах обеих команда стояла система PAS (Power Assisted Steering – система дополнительной помощи при рулении), которая за счет конструкции с двумя рулевыми рейками позволяла менять разницу в углах поворота передних колес. Эффект был заметен в медленных поворотах. Цели были продиктованы лишь со стороны аэродинамики.
Так что же такое угол Аккермана? Так как автомобиль направляется в поворот, то внутреннее колесо имеет меньший радиус хода, чем внешнее, поэтому его нужно направлять больше, чтобы задать тот же радиус на более коротком расстоянии, если это необходимо для предотвращения скольжения. Часть геометрии подвески, используемая для достижения этой цели, называется тягой Аккермана и используется практически во всех системах рулевого управления.
Углы установки колес (передняя часть направлена дальше, чем задняя, если смотреть сверху) заставляют внутреннее колесо поворачиваться под большим углом так как внешнее колесо должно сначала преодолеть противоположный управляемый угол схождения. Это также создает небольшую задержку при более высокой нагрузке на внешнее колесо при повороте, что способствует стабильности, так как на задние шины не воздействует внезапная нагрузка.
Для машин с открытыми колесами, такими как в «Формуле-1», углы поворота передних колес могут иметь очень значительные аэродинамические последствия. Управляемые колеса не только отклоняют воздушный поток, движущийся к боковым понтонам, но также увеличивают свободное пространство непосредственно за передним крылом - потенциально заставляя его работать более эффективно. Чем лучше регулируются колеса, тем сильнее эффект.
Обычно это очень полезная черта для аэродинамики, так как она помогает скомпенсировать естественную недостаточную поворачиваемость болида «Формулы-1», учитывая то, что задние колеса больше размером, чем передние. Так как уровень прижимной силы уменьшается пропорционально скорости в квадрате, такие механические аспекты начинают оказывать большее влияние.
Чем медленнее и круче поворот, тем необходимо больше рулить, чтобы его пройти. Таким образом, появляется возможность работать с передним крылом агрессивнее, так как колеса управляются дальше, что является отличным инструментом для частичной компенсации этой естественной недостаточной поворачиваемости. Это означает, что эффективность переднего крыла в медленных поворотах возрастает больше, чем в быстрых, так как большая часть блокировки позади крыла снимается по мере того, как усиливается блокировка рулевого колеса.
Есть и обратная сторона медали, особенно в современной «Формуле-1», в которой болиды зависят от потока воздуха вокруг боковых понтонов, направляемого в очень маленький зазор между задними колесами и диффузором на больших скоростях. По мере того, как этот быстрый поток сливается с потоком, выходящим из диффузора, он заставляет диффузор лучше работать над тем, чтобы быстрее пропустить поток из-под днища. Чем быстрее поток, тем больше прижимная сила.
Вот для чего нужны все возможные аэродинамические элементы. Но если этот поток прервется управляемым передним колесом, то это уменьшит прижимную силу, создаваемую всем этим механизмом.
На медленных скоростях это вместе с повышением эффективности переднего крыла поможет противостоять естественной недостаточной поворачиваемости. Но на более высоких скоростях это может быть контрпродуктивно. Любое уменьшение прижимной силы, генерируемой задними колесами, может привести к проблемам со стабильностью в быстрых поворотах.
Таким образом, необходимо достичь компромисса в том, какой угол Аккермана использовать для обеспечения приемлемого баланса как на высокой скорости, так и на низкой. Этот компромисс был бы радикально уменьшен, если бы был найден способ иметь больший угол Аккермана на малых скоростях, чем на высоких. Тогда можно было бы получать преимущество в медленных поворотах без ущерба в быстрых.
На прошлогодней модели W10 «Мерседес» представил рулевую тягу, которая сделала это (см. Выше). Они сделали это с помощью двух реек и шестерней в сборке с гидроусилителем руля. Одна шестерня приводит в движение рейку правого колеса, а вторая левого, что увеличивает разницу в угле поворота между двумя колесами.
Если бы задержка была меньше, чем та, что здесь применяется, то можно было бы сохранят любой стандартный угол Аккермана, заданный геометрией. Тогда вы бы получили преимущество в медленных поворотах и при этом не потеряли в быстрых.
Выше можно увидеть деталь подвески, отвечающей за эту функцию. Вторая рейка (активируемая гидравлическими цилиндрами, верхние части которых видны позади переборки) воздействует на направляющую штангу, чтобы увеличить схождение внутреннего колеса, направляя его еще более эффективно.
«Феррари» быстро раскусила секрет «Мерседеса» и представила свою версию на Гран-при Франции. Разницу в массивности конструкции до и после Франции можно рассмотреть на картинке ниже.
Только «Скудерия» не поняла, что Серебряные стрелы уже работают над эволюцией системы. Это было продемонстрировано на модели W11 этого года. Так на тестах в Барселоне все узнали о системы DAS, позволяющей регулировать угол наклона передних колес.
Новая система позволяет уменьшать углы установки колес на прямых для предотвращения перегрева шин, а затем увеличивать для быстрого прохождения поворотов. Таким образом, они расширили границы возможных углов Аккермана. Оригинальная система не сравнима.
Повышение сложности систем рулевого управления указало направление, в котором «ФИА» не хотела, чтобы команды следовали дальше. С 2021 года такая система будет запрещена. Хотя не стоит забывать, что нынешние болиды будут использоваться в следующем году в целях экономии средств из-за COVID-19.
