Воспоминания о будущем: технический обзор Гран-при Монако

Временная трасса в Монако, несмотря на традиционно восторженные отзывы пилотов, остается весьма серьезным вызовом для инженеров команд. И дело тут даже не в близости отбойников и ошметок резины вне траектории (об этом пусть говорят парни в кокпитах) – главной проблемой являются крутые повороты с высокими бордюрами.

Дело в том, что машины «Формулы-1» способны генерировать действительно очень много прижимной силы, но величина прижима напрямую зависит от скорости и положения руля. На прямой проблем в общем нет, но в поворотах часть потоков просто сносит с плоскостей крыльев, понижая эффект Бернулли. И будь эта трасса такой же плавной, как некоторые стандартные автодромы, это было бы не так ощутимо.

Но для узкого «автодрома» Монако, изобилующего поворотами под 90 градусов (следующими, кстати, друг за другом) командам приходится готовить особые варианты передней подвески – вместо традиционных и достаточных углов в 15 градусов здесь требуется заправлять машину в поворот под углом аж в 22 градуса. Это приводит к еще более ощутимому срыву потока с передка, а подпрыгнувшая на кочке или поребрике задняя часть отнюдь не способствует прижиму и на корме болида.

В последние годы команды вынуждены экономить, дабы не уходить на тропу войны в гонке вооружений, и потому уже не могут готовить новинки только для гонки в Монако – максимально вывернутые антикрылья, сверхмягкие настройки подвески, крупные входные патрубки тормозов и все такое – это деньги, выброшенные буквально на ветер. Однако провести ряд изменений в болиде, которые помогут не только в Монте-Карло, но и на других трассах чемпионата – можно и нужно: в этом году этап в Монако не тормозит модернизацию, а скорее способствует ей (так как из-за запрета горячего выхлопа в медленных поворотах проблемы есть у всех коллективов).

Давайте рассмотрим и проанализируем эти изменения более подробно.

Диффузор «Феррари» – модернизация испанки

В Монако Скудерия привезла несколько модифицированный диффузор, внедренный ранее в Испании. Он имеет изогнутую наружу форму вертикальной боковой пластины в средней и задней части диффузора, «захватывая» часть потока от колеса, а межкамерные вертикальные пластины закруглены в нижней части (2) для повышения эффективности и снижения лобового сопротивления.

На последнем этапе на «Феррари» появились маленькие закрылки (3) в верхней части задней кромки, через которые проводится часть потока выхлопных газов для увеличения прижимной силы. Это элегантное решение – причесанный, ограниченный сверху и снизу воздух вырывается на простор в непосредственной близости от кромки диффузора, максимально взаимодействуя с ним.

Вертикальные «жабры» боковых стоек заднего антикрыла также претерпели изменения – они заканчиваются ниже прежнего и удаляют наружу часть воздуха между боковой пластиной диффузора и стойкой.

Несмотря на эти изменения, текущая версия взаимодействия конструкций заднего антикрыла и диффузора не кажется финальной. Более логичным решением было бы изгибание и нижнего ребра жесткости антикрыла не вверх (изгиб элемента выделен красным), а вниз. Это также будет способствовать притоку горячего воздуха к задней кромке диффузора, делая использование газов более эффективным, а прижим от антикрыла – чуть более весомым, за счет большей разницы давления над и под крылом.

Целый мерседес новинок

Начиная с Испании, заводская команда немецкого концерна продолжает внедрение спецификации «Б» своего болида. В Барселоне появился новый нос и более легкая коробка передач, в Монако машина визуально изменилась в области боковых понтонов.

Новые понтоны стали более узкими, а ряд лопастей (между стрелками на рисунке) направляют больший объем воздуха вдоль боковых стенок назад, к так называемому «горлышку бутылки», делая этот поток более плотным. Изменения были столь велики, что команде пришлось пройти новые крэш-тесты ФИА.

«Мерседес» также привез модифицированные тормозные суппорты задней оси колес. В отличии от старой версии (левый рисунок), где тормозные суппорты расположены вертикально, перед задней осью, в новой версии (рисунок справа) суппорты размещены горизонтально, под осью, что снижает центр тяжести задней подвески. Это, наряду с использование новой «легкой» КПП, помогает водителю лучше контролировать задние колеса.

При таком расположении элементов конструкторам проще внедрить решение «Макларена» по автоматической регулировке температуры шин через колесные диски. Суть его в том, что во внутренней стенке воздуховодов тормозов установлена пластина из металла «с памятью». При старте она приоткрыта, и горячий воздух греет алюминиевые диски (а далее и колеса), имитируя эффект термочехла (только изнутри). При разогреве тормозов выше определенной температуры «память» пластины начинает действовать, закрывая отверстие и направляя все больший объем воздуха по стандартному каналу, наружу. Таким образом, на быстром круге в квалификации всегда можно иметь прогретый комплект резины, а в гонке – более-менее стандартные температурные режимы тормозов.

Килевой закрылок «Уильямса» – почему так?

Испанские «погорельцы» окончательно прописали маленькое крылышко на изогнутой ножке в структуру своего болида. Ранее мы не описывали, чем же так хороша эта конструкция, и теперь пришло время остановиться на этом решении подробнее.

Современные выхлопные системы используют нижнюю часть камеры антикрыла, и поток горячего воздуха распространяется по нижнему ребру жесткости. Другие команды, копируя идею «Макларен», устанавливают закрылок на двух боковых опорах, деля поток этими опорами на части. На прямой поток не испытывает сложностей, огибая опоры, но в поворотах такое разделение влияет на эффективность прижима – часть воздуха отклоняется от заданной траектории стойками и тепловая энергия частично гасится. Это происходит за счет того, что поток прямолинеен, а болид – повернул. И чем меньше паразитных препятствий выхлопные газы встречают на своем пути, тем лучше. «Уильямс», проектируя это крылышко, убрал два таких препятствия на пути потока.

Другое предназначение этой «ножки» – преодолевание заносов в поворотах. В принципе, несмотря на требования жесткости конструкций, прописанных в техническом регламенте, бесконечно и абсолютно жесткой такая конструкция быть не может. Конкретно этот элемент используется и как горизонтальный демпфер масс, а роль пружины заменяет эта «ножка»-стойка. При повороте направо подвешенная масса в какой-то момент смещает общий центр тяжести влево, действуя, как маятник на оси. Это прекращает поразитное скольжение и позволяет управлять задней осью более легко.

Также на стойках заднего крыла появились интересные вертикальные прорези, за которыми стойки имеют утолщения. Это, по всей видимости, входные отверстия воздуховодов. В отличие от решения, применяемого «Мерседесом», он развязан от DRS. Такая конструкция может принести определенную пользу в поворотах, направляя воздух, к примеру, на боковую кромку диффузора, однако технических подробностей пока нет.

Щель преткновения «Ред Булл»

В Монако было много споров по поводу законности сквозного отверстия в днище болида «Ред Булл» около задних колес. Технически, в отличие от подобных вырезов (то есть имеющих открытую кромку по боковой поверхности), применяемых, в частности «Заубером», решение австрийской конюшни действительно нелегально и это четко прописано в регламенте.

Скопировать эту «закрытую дыру» было бы не так просто, так как командам-соперницам пришлось бы также копировать источник нагретого воздуха – выходное отверстие показано красным кружком. Вполне возможно, что это часть теплообменника от KERS или выход охладительной системы двигателя – масса воздуха, обладающая тепловой энергией. То есть, говоря «Б», Ньюи ранее имел аргумент «А».

Впрочем, перед Гран-при Канады ФИА все же признала свою ошибку (несмотря на то, что Чарли Уайтинг дважды назвал незаконное законным), и обязала «Ред Булл» изменить конструкцию днища.