Механика провала в «Ф-1» на примере «Мерседеса»: промах с философией шасси не дает прижима, шины не прогреваются и убивают гонки
Вечная проблема – с новым истоком.
В Имоле «Мерседес» пережил новый королевский провал: впервые с Гран-при Японии 2012-го восьмикратные чемпионы не попали в третий сегмент (топ-10) квалификации хотя бы одной машиной – с тех пор, когда в серебристом еще на пару гоняли Михаэль Шумахер и Нико Росберг. 10 лет, 187 этапов подряд – традиции конец: Джордж Расселл показал 11-е время, Льюис Хэмилтон – 13-е.
В спринте лучше не стало: Расселл так и не вполз в десятку и финишировал ниже Мика Шумахера на «Хаасе», а Хэмилтон даже потерял позицию и стал 14-м. Лишь проблемы соперников вроде схода Сайнса и разворота Леклера подбросили Расселла в топ-5 в гонке, но Хэмилтон все равно так и увяз в середине пелотона и ползаезда бился в «Альфа Таури» Пьера Гасли.
Подиумный морок Гран-при Австралии развеялся: «Мерседес» реально нырнул ниже позиции Гран-при Саудовской Аравии.
«В трех первых гонках мы выступили даже выше своих истинных возможностей», – порадовал мир Расселл после финиша спринта.
«Таково положение дел», – отметил и Хэмилтон.
Да, чемпионы признавали проблемы со инновационным сверхминималистичным W13, но вопрос «что вообще происходит?!» взрывается после каждого нового провала полноценного доминатора последних лет.
А объяснение весьма простое:
«У нас постоянно возникают небольшие проблемы с прогревом шин, – пояснил Расселл после квалификации. – Мы больше прибавляем на втором [быстром] круге. В Австралии было то же самое, если сравнивать с «Альпин» и «Маклареном». Они ставят лучшее время в первой попытке. Мы же становимся быстрее к третьему кругу, иногда даже к пятому подряд».
«У машин вообще не было никакого сцепления с трассой, – признал и шеф «Мерседеса» Тото Вольфф – Отрывы говорят: дело именно в шинах. Как только разбираетесь с этой проблемой – сразу происходит рывок. Потому что дело сейчас не в машинах, и не в пилотах.
Нам нужно найти способ прогревать шины до нужной температуры, подобрать настройки, с которыми это будет происходить быстро».
«На коротких отрезках мы просто недогреваем шины, – объяснил и главный гоночный инженер «Мерседеса» Эндрю Шовлин. – На предыдущих этапах было то же самое – кроме Бахрейна, из-за жары».
Да, шины в «Формуле-1» давно обрели статус «диагноза-помойки» в глазах фанатов: обычно на них сваливают провалы, когда не знают реальных причин, не хотят все разглашать или попросту из желания чуть сместить фокус критики. Но оправдание не превратилось бы в клише, если бы не было правдой в большинстве случаев – и в Гран-при правила искусства тоже работают, ведь именно работа с покрышками – фактически важнейший элемент гонок, без которого до побед не доберется даже самый технически совершенный по характеристикам болид.
Важность шин диктует сама суть «Формулы-1». В фокусе – скорость прогрева и попадание в нужные температуры
«Формула-1» 70 лет завоевывала славу быстрейших гонок мира, но речь никогда не шла о преимуществе в чистой максимальной скорости. Дрэгстеры всегда били болиды на прямых, да и ограничения регламента в принципе не позволяют сотворить совершенного монстра: ведь коронная зона техники для Гран-при – повороты. Как раз там болиды «Ф-1» – быстрейшие, и потому вся философия их разработки выстраивается вокруг идеи наиболее эффективного преодоления виражей.
Главное требование для максимальной скорости в поворотах (помимо мощного мотора, конечно) – хорошее сцепление: иначе машина просто слетит с трека. Сцепление обеспечивают прижимная сила и механическая работа шин по «перевариванию» боковых и продольных нагрузок. Причем второй фактор даже важнее, ведь прижимная сила квадратично зависит от скорости,, и в медленных и большинстве среднескоростных ее влияние (особенно при сравнении разных болидов) совсем невелика относительно эффекта от покрышек. Их сцепление намного важнее.
Как оно достигается? Вводом резины в нужное температурное окно с нужной скоростью (для разных составов параметры различаются, но для механики они не так важны – схема работает десятилетиями, хотя производители и их продукция хоть немного менялись каждый сезон).
Если недогреть покрышку и перейти в режим полной атаки, шины не будут цепляться как задумано, начнут скользить, и на их поверхности появятся скатанные зерна – гранулы. Этот процесс называется «гранулированием» – в местах скопления резины покрышка «приподнимается над асфальтом и контактирует с ним прежде всего именно гранулами. Потому на них выпадает больше нагрузки, они слишком прогреваются, а остальная поверхность теряет стабильный контакт с покрытием – и ей не передается нужное количество температуры. Шина не выдает максимум сцепления из-за снижения площади соприкосновения (ведь чем шире покрышка – тем ровнее по ней распределяется нагрузка и тем быстрее она может провести болид через поворот) и потому не прогревается равномерно по всей поверхности. Оттого когда уже скатанные гранулы расплавляются или отрываются, из-за разницы в температурах на поверхности процесс повторяется в наиболее «недогретых» местах. И так раз за разом – пока ресурс комплекта не закончится.
Отличный пример – как раз спринт Леклера в Имоле: монегаск вырвал первое место из-за неудачного старта Ферстаппена, и пришлось сходу активнее атаковать для сохранения позиции. К концу получасового заезда лидер чемпионата столкнулся как раз с гранулированием и падением темпа.
«В начале я сильно атаковал, чтобы не давать Максу DRS, и, похоже, к концу гонки поплатился», – признал №16 после финиша.
То есть из шин невозможно выжать максимальный гоночный темп на длинных отрезках, да и сами отрезки значительно укорачиваются (причем падение скорости к финалу углубляется по сравнению с «обычными» условиями).
Обратная сторона трудностей с прогревом – слишком быстрая передача температур резине (например, пробуксовсками или агрессивным вилянием). Тогда возможны два варианта.
Либо слишком быстро прогревается совсем тонкая поверхность резины – тогда она быстрее изнашивается (просто «прогорает») и обнажает более холодную в процессе езды. Итог – неприятные и непредсказуемые скачки в сцеплении.
Либо при попытке передать нужные температуры и внутрь, на каркас покрышки (для избежания предыдущей проблемы) поверхность перегружается еще сильнее и начинает буквально вскипать. Тогда на шине появляется настоящий пузырь – и когда он лопается, то площадь контакта с асфальтом снижается, окрестные участки покрышки получают еще больше нагрузки и процесс повторяется.
Итог и «зернения/гранулирования», и «пузырения» обычно схож: с ними невозможно планировать или выполнять изначально рассчитанную стратегию из-за чрезмерно быстрого износа, а также атаковать поворотов на полную. Оттуда и проблемы прежде всего с гоночным темпом на длинной дистанции.
Квалификационная скорость тоже страдает, но она сильнее зависит от характера трека и погоды, а иногда на помощь приходит смелость и отчаянность некоторых пилотов – они могут рискнуть и проехать поворот с «целевой» скоростью даже при меньшем сцеплении. Иногда получается, иногда – нет, и мы видим красочные вылеты в барьеры.
Вариант с «аккуратным» перегревом теоретически чуть меньше бьет по квалификациям (иногда пилотам хватает верхнего слоя покрышки на один круг), но он почти недостижим – обычно все быстро сводится к «пузырению», потому что удерживать шины в таком узком окне перегрева способен только истинный мастер. А им логичнее сразу попадать в нужные температуры и ездить по лезвию ножа.
Прогрев шин – прямая зависимость от прижимной силы
Как же обычно прогревают шины? Вы все видели, как перед стартом или за автомобилем безопасности пелотон резко тормозит и разгоняется, виляет по прямых или прибавляет газу именно в поворотах. Они делают это из-за ограничений в скорости в таких фазах гонки – нельзя просто выжать 250+ км/ч и проехать так круг-другой.
А лучше и мягче всего шины прогреваются именно так – когда на машину на средней для «Формулы-1» скорости действуют умеренные перегрузки. Тогда весь аэрообвес болида генерирует ровно нужное количество прижимной силы, которая вдавливает шины в асфальт и через трение обеспечивает нужный уровень температуры и темп ее набора. Все виляния, замедления и разгоны перед стартом – лишь попытка каждого пилота воспроизвести тот же эффект под ограничением скорости.
Но если болиду не хватает прижимной силы для стабильного и правильного прогрева, перед гонщиком разворачивается две ветки действий: ехать как обычно с риском недогрева для постепенного «включения» шин за несколько кругов (вместо обычного одного), или балансировать недостатки болида собственными активными действиями.
Второй вариант как раз и опасен перегревом, ведь корреляцию между движениями рулем и передачей температур на покрышки практически невозможно дозировать ровно в нужной степени. Первый менее рисковый, но теоретически заставляет проиграть несколько дополнительных секунд (или даже десятков секунд) в фазе прогрева и не гарантирует успеха.
Потому команды чаще стараются облегчить гонщику задачу выведения резины в нужное температурное окно увеличением прижимной силы любыми способами – включая более топорные в виде огромных антикрыльев-парусов. Кстати, с ними тоже можно перебрать, и тогда задние шины нагрузятся сильнее передних – машина перейдет в режим кошмара гонщика «недогрев-перегрев», и управляемость отправится прямо к уровню прошлогодних «Хаасов».
Классика провала – на примере «Мерседеса»: наращивание антикрыльев не помогает
Восьмикратные чемпионы въехали в новый сезон на инновационном W13 почти без боковых понтонов, но из-за невидимого на симуляторе эффекта «галопирования» философия аэрообвеса серебристого болида просто не сработала. Инженерный штаб в Брэкли заточил шасси на генерирование прижимной силы прежде всего под днищем, но подскоки на прямых дестабилизируют творение Эллисона и компании до состояния неуправляемой телеги – проблему попытались решить увеличением дорожного просвета, но в процессе потеряли существенную долю прижимной силы.
В предыдущие годы «Мерседес» закрывал такие недостатки доминирующим мотором – выкручивал его на максимум и «сжирал» разницу в лошадиных силах дополнительными антикрыльями с большим лобовым сопротивлением и увеличением прижимной силы. Примерно так же восьмикратные пытаются справиться и в этом году – разница между парусом на W13 и пластинами остальных болидов немного поражает.
Однако восьмикратные чемпионы так и не выкатили значительных обновлений. К Имоле в W13 только добавили пару дополнительных рассекателей и перепрофилировали зеркала заднего вида.
В Австралию вместо обновлений тоже привезли лишь сенсоры для изучения дорожного просвета – естественно, проблемы сразу же не решились.
В Эмилии-Романье технический штаб недавних доминаторов выбрал неизменный подход: нагрузка болида антикрыльями для компенсации прижимной силы и победы над галопированием. В итоге у Хэмилтона и Расселла вновь катастрофическая скорость на прямых, огромное количество лобового сопротивления – и все равно трудности с прогревом. Как так?
Просто галопирование так и не исчезло – видимо, оно сбивает болид на основной части круга и так его дестабилизует (особенно на низком сцеплении), что никакая дополнительная аэродинамическая прижимная сила не помогает и только сбивает равномерность «включения» передних и задних колес. Пилотам приходится осторожничать и сбрасывать, шины не успевают прогреваться даже за 2-3 круга – требуется больше времени.
«На машине Джорджа галопирование было настолько сильным, что это даже привело к поломке одной из опор днища. По главной прямой просто невозможно ехать – приходится отпускать педаль газа.
У «Феррари», как кажется, галопирование проявляется несколько иначе. На нашем болиде выше частота колебаний. И в момент торможений их машина сразу же стабилизируется, а наша – нет», – признал Вольфф.
Но даже новые проблемы инновационной «Формулы-1» сводятся именно к старым «вечным вопросам». И они никогда не решались буквально за пару месяцев даже без потолка расходов – теперь же с финансовыми лимитами ресурсы для доработки болида ограничены даже у восьмикратных чемпионов.
У «Ред Булл» – первый дубль за 6 лет! Ферстаппен выиграл в Имоле, Перес отразил атаки Леклера
Фото: REUTERS/JENNIFER LORENZINI, GUGLIELMO MANGIAPANE, LOREN ELLIOTT, MASSIMO PINCA; Gettyimages.ru/Mark Thompson; globallookpress.com/HOCH ZWEI
