Главную фишку чемпионского болида Алонсо в «Ф-1» подрезали из архитектуры небоскребов. Она ускорила машину на 0,4 секунды с круга
Объяснили технику максимально просто.
«Рено» и Фернандо Алонсо прославились и навсегда вписали свои имена в историю гонок благодаря двум победам над Михаэлем Шумахером и завершению эры доминирования «Феррари» Красного барона. Факторов успеха было два: невероятно странный и контринтутивный пилотажный стиль испанца и хитрейшая инновация, которую французские инженеры подрезали из архитектуры небоскребов. Гоночную технику Алонсо мы уже разбирали, а вот про идею источник вдохновения для конструкторов «Рено» сейчас и расскажем!
В 2005-м «Ф-1» внедрила новый регламент – по его требованию переднее антикрыло обязали закреплять на 50 мм выше, чем в предыдущие сезоны. Командам пришлось часто занижать всю машину с одной целью – удерживать нос максимально близко к дорожному полотну, чтобы ускорять поток воздуха под антикрылом и эффективнее генерировать прижимную силу. Так что для подвески потребовались намного более жесткие пружины – чтобы не давать машине слишком сильно проседать.
Однако их использование породило другую серьезную проблему. Когда болид «Ф-1» попадает на поребрик, подскакивает на почке или влетает в выбоину, шина сталкивается со значительными вибрациями. Обычно нос подбрасывает вверх, а потом он ныряет вниз – примерно 8-10 раз за секунду. Воздушный поток под антикрылом полностью теряет стабильность, и прижимная сила значительно снижается. В результате уровень сцепления меняется прямо в процессе преодоления поворота – и машина становится крайне непредсказуемой и сложной в управлении.
«Рено» вышла из ситуации с разработкой «демпферов масс» – устройства, которое противостояло любым вертикальным вибрациям, тем самым снижая описанные негативные эффекты. Управляемость улучшалась вместе со сцеплением – а значит, росла и скорость на круге.
Как же они работали?
Когда у вас есть груз на пружине, и вы за нее тянете – она начинает колебаться. Но если сделать то же самое с двумя грузами и двумя пружинами – случится кое-что странное: сперва начнет колебаться первый, а потом по очереди второй. Если по-простому, один берет энергию у другого – а затем возвращает ее.
(нажмите, чтобы увидеть видеофрагмент)
Этот концепт впервые использовали в небоскребе «Тайбэй 101», открытым в 2004-м в столице Тайваня. В нем использовали огромный демпфер масс, который противостоял естественным колебаниям здания – а также ветру скоростью до 210 км/ч и даже землетрясениям.
Груз массой 660 тонн висел на огромных стальных тросах – специально, чтобы он мог двигаться независимо от здания. Ровно по тому же концепту, что и два груза в примере выше: здание передавало энергию колебаний на маятник, и она тщательно гасилась.
Размер груза и тросов специально подбирали, чтобы их естественная частота колебаний в точности соответствовала частоте колебаний здания. Тогда демпфер масс колебался как раз в обратном направлении при микровибрациях небоскреба – так он и гасил воздействие ветра.
Но как же концепт реализовали в болиде «Формулы-1»? Пришлось немного изменить конструкцию, поскольку вибрации в гонках – вертикальные, а не горизонтальные. А еще – выбрать форму пончика для демпферов массой 10 кг с цилиндром и пружинами.
Таким образом каждый раз, когда машину подбрасывало бы на поребрике, груз двигался бы вниз и прижимал бы нос болида обратно к дороге.
Но еще хитрее оказалось устройство цилиндра: с крайне маленьким и точно выверенным зазором между грузом и герметичными стенками.
Именно сопротивление воздуха при смещении груза вверх и вниз и поглощало энергию вибраций от машины. Итог – управляемость болида «Рено» значительно улучшилась, поскольку сине-желтое авто постоянно стабильно реагировало на удары по педалям и движения в поворотах. Естественно, на такой машине Фернандо Алонсо мог атаковать намного активнее – и выжимать из нее все возможное.
Без погашения вибраций уровень прижимной силы в поворотах может колебаться (вместе с носом болида) до 8 раз за секунду – от условных 400 до условных 600 кг (вместо условных стабильных 500 кг) в зависимости от положения антикрыла. И пилоту естественным образом приходилось сбрасывать скорость до таких величин, с которыми машина точно преодолела бы поворот при условии минимальной загрузки из всех возможных при вибрациях – чтобы ее не сорвало. То есть фактически болид способен генерировать 500 кг прижимной силы и потому ехать быстрее, но из-за нестабильности пилот едет медленнее – словно машина генерирует только условные 400 кг. Именно с этим эффектом и боролся демпфер масс.
Гениальное изобретение дало Алонсо беспрецедентную стабильность и море уверенности при атаке поребриков и поворотов – пока соперники справлялись с менее устойчивыми машинами (хоть и потенциально более быстрыми). По оценкам «Рено», использование демпфера масс гарантировало им ускорение на 0,2-0,4 секунды с круга (в зависимости от длины и конфигурации – больше на треках с кочками).
В 2005-м устройство разрешили к использованию для всех, но через год ФИА признала его активной аэродинамической деталью и забанила с 2007-го – хотя по такой же логике активной аэродинамической деталью можно назвать и всю подвеску целиком.
Источник: Driver61
Фото: Gettyimages.ru/Vladimir Rys/Bongarts, Clive Mason; youtube.com//Driver61
