что такое зона крыла в формуле 1
Правильное понимание
Словарь терминов Формулы 1 — часть 1
Если вы смотрите Формулу 1 недавно, то ее телетрансляция может показаться большим набором непонятных терминов. «Апекс», «андеркат», «поворачиваемость» — этими и другими терминами легко оперируют комментаторы и эксперты. Предлагаем и вам детальнее разобраться с этими, на первый взгляд, сложными словами.
— DRS («ДРС») («открытое крыло») – регулируемое заднее антикрыло. Этот элемент болида появился в 2011 году, как попытка решить проблему небольшого количества обгонов на трассе. Фактически, это пластина на заднем антикрыле, которую пилоты могут открывать по ходу заезда. Благодаря этому снижается уровень прижимной силы и болид может развивать большую скорость на прямых. В гонке эту систему можно открывать только тем, кто собирается совершить обгон, и только на специально отведенном для этого участке трассы — в «зоне DRS».
— KERS – система рекуперации кинетической энергии, которая накапливает энергию на торможении и отдает ее на прямых.
— Автомобиль безопасности (пейс-кар) – специальный автомобиль, который выезжает на трассу в случаях необходимости. Обычно это происходит, когда движение в обычном режиме гонки может быть небезопасным для кого-то из участников Гран-при: если на трассе находятся обломки, разлито масло, необходимо эвакуировать разбитый болид или в сложных погодных условиях. Автомобиль безопасности возглавляет пелотон, и за ним гонщики вынуждены ехать гораздо медленнее, нежели в обычном режиме. Кроме того, при движении за пейс-каром запрещено обгонять соперников.
— Андеркат — осознанный ранний пит-стоп, благодаря которому получается пройти соперника (за счет стратегии или более свежих шин).
— Апекс – так называемая «вершина поворота» — это часть траектории, в которой болид находится максимально близко к внутренней кромке поворота. Именно с этой точки пилоты начинают свой разгон, поэтому если гонщик проходит апекс, то на выходе из поворота у него будет максимально возможная на данном участке скорость.
— Боксы — гаражи гоночных команд. Это специальные помещения, где проходят все подготовительные и ремонтные работы по ходу гоночного уик-энда.
— Большой шлем – особое достижение, когда один пилот в рамках одного этапа выиграл квалификацию, гонку, показал самый быстрый круг и лидировал от старта до финиша.
— Виртуальный автомобиль безопасности (VSC) – специальный режим на трассе, когда ситуация не достаточна для того, чтобы выпустить реальный автомобиль на трассу. Согласно правилам, в режиме VSC гонщики должны замедлиться приблизительно на 40% и проезжать круг за определенное время. Однако этот темп более быстрый, чем движение за реальным автомобилем безопасности. Обычно режим VSC вводят на пару кругов.
— Гранулирование шин – процесс, происходящий в том случае, когда внутренний каркас еще очень холодный, а внешняя поверхность покрышки уже слишком горячая. Тогда горячие части резины скатываются, в результате чего получаются небольшие «червячки» или гранулы. Приводит к уменьшению сцепления с трассой. Также гранулирование может возникнуть при недостаточной поворачиваемости. В этом случае болид буквально скользит по трассе, в результате чего на покрышках могут появиться гранулы.
— Грязный воздух – воздух за болидом, который создается завихрениями воздушных потоков от корпуса и антикрыльев. Он серьезно мешает следующему сзади автомобилю. Однако в регламенте-2019 попытались уменьшить эту проблему, изменив элементы аэродинамики.
— Закрытый парк – особое правило, по которому механики не имеют права изменять настройки на болиде или производить замену каких-то деталей в период между квалификацией и гонкой. Исключение делается только для тех автомобилей, которые пострадали во время аварии в квалификации, и для тех, на которых были обнаружены неисправные детали. Cогласно правилам закрытого парка, в период между квалификацией и гонкой сломанную деталь можно заменить только на абсолютно идентичную. Если же происходит замена на деталь другой спецификации, то пилот обязан стартовать с пит-лейн.
— Кокпит — открытая кабина гоночного автомобиля.
— Круговой — пилот, уступающий круг другому пилоту. Такому гонщику показывают синий флаг как знак, что он должен пропустить вперед более быстрый автомобиль, который догнал его на круг.
— Маршалы — сотрудники трассы, которые сигнализируют предупреждающими флагами, эвакуируют разбитые болиды, убирают обломки.
— Моторхоум – передвижной офис, который команды возят за собой в европейский период чемпионата. Они обустраиваются прямо на автодроме из трех-семи специальных грузовиков. Внутри таких мобильных офисов находятся комнаты пилотов, кабинет руководителя команды, медицинский кабинет, дополнительные офисы, гостевая зона и другие необходимые помещения.
Гонщики снова критикуют систему DRS. Но она — лучшее, что есть у «Формулы-1» для обгонов
Просто компенсирует недостатки болида.
После дебюта в «Индикаре» бывший пилот «Ф-1» Маркус Эрикссон вновь поднял давний гоночный спор о технике в лучшей серии в мире — о системе снижения лобового сопротивления или DRS.
«Не уверен в ее пользе, – написал после заезда на «формульной» «Трассе Америк» в американском чемпионате швед. – Одна из самых замечательных вещей, что я увидел в «Индикаре» — отсутствие DRS. Значит, на трассе гораздо больше честных сражений колесо в колесо. Пилоты не ждут зоны открытия крыла, а идут на обгон, когда у них появляется шанс. DRS помогает совершать больше обгонов, но дает ли возможность проводить на трассе честные сражения? Просто знаю, что с точки зрения гонщика нужно быть более агрессивными и стремиться к большему, когда есть шанс бороться в любой точке трассы. Вместо того, чтобы дождаться зоны активации крыла и безопасно с нулевым сопротивлением пройти соперника».
После заявления бывшего гонщика «Заубера» и «Катэрхэма» перед Гран-при Бахрейна выступили уже пилоты «Формулы-1», тоже раскритиковавшие систему снижения лобового сопротивления.
«Наверное, не все хотят видеть обгоны, которые случаются благодаря DRS, – сказал лидер «Ред Булл» Макс Ферстаппен – Я был бы не против отказаться от системы».
«Эта система — костыль, избавляющий нас от скучных гонок, – согласился действующий чемпион «Формулы-1» Льюис Хэмилтон. – Однако что есть — то есть».
«DRS– искусственное устройство и опасная штука, – поделился мнением гонщик «Макларена» Карлос Сайнс. – Если она не закрывается, машина ведет себя совершенно иначе. Это касается и баланса, и поведения на торможении».
Тем не менее, система снижения лобового сопротивления выполняет важную функцию в современных болидах, и отказываться от нее может быть опасно.
Пояснения эксперта
Англоязычный ютуб-канал Chain Bear F1 – один из лучших в интернете по части объяснения сложных правил и принципов работы «Формулы-1» простым языком. За два года активного существования он собрал 200 тысяч подписчиков, а отдельные ролики о разборе обгонов Даниэля Риккардо, эволюции барьеров в «Ф-1» и теории гоночных траекторий собрали под миллион просмотров каждый. С каналом даже начали сотрудничество авторитетные издания Autosport и Motorsport.
Не прошел Chain Bear F1 и мимо темы DRS, объяснив, зачем она нужна и почему с ней пока нельзя рассставаться.
«Куда бы вы ни пошли — на дискотеку, в скейт-парк или парк с аттракционами — везде услышите одну и ту же точку зрения: избавьтесь от DRS. Я понимаю это и вижу все аргументы против: система искусственна, не производит реальных гонок и снижает ценность «настоящих» обгонов, поскольку желающим атаковать с тактической точки зрения безопасней дождаться новой зоны открытия крыла, чем совершать рискованные маневры в других местах треков. Честно говоря, все три пункта содержат идеальную аргументацию. Всем бы хотелось смотреть на «Формулу-1», где машины одинакового уровня смогли бы опережать соперников безо всякой помощи путем прохождения поворотов бок о бок от носа до хвоста. В идеале атаковать, контратаковать и защищаться круг за кругом честно. Это мечта.
Но DRS — это лучшее, что у нас есть. Сейчас.
Главная проблема обгонов в данный момент – «грязный воздух», и мы все еще ждем от «Либерти» и ФИА решения. Если же мы просто уберем DRS, не меняя причины его добавления, у нас не останется почти никаких гонок. Давайте сперва вспомним, что же конкретно делает система снижения лобового сопротивления.
Почему DRS активируется только на прямых, если проблемы заключены в поворотах? Аэродинамические пакеты болидов «Формулы-1» предпочитают работу в чистом нетурбулентном воздухе: так машина генерирует максимальное количество прижимной силы и удерживает задуманный инженерами баланс. А прижимная сила и баланс — ключевые факторы, позволяющие технике проезжать повороты на максимальной скорости.
Если же машина едет сквозь «грязный» воздух, возмущенный другой следующей впереди техникой «Ф-1», то прижимная сила, сгенерированная антикрыльями и другими частями шасси, уменьшается, а баланс становится непредсказуемым.
Большая часть потока, контактирующего с машиной, контролируется передним антикрылом и зоной дефлекторов. Если на них не поступит чистый воздух, эффективность машины уже снизится.
Следовательно, машина в «грязном воздухе» не может ехать в поворотах с задуманной конструкторами скоростью. Вместо этого она постоянно сталкивается с недостаточной или избыточной поворачиваемостью, а также общим недостатком аэродинамического сцепления. Что это значит для гоночных ситуаций? Лидирующая машина в чистом воздухе будет обладать нужным количеством прижимной силы и сможет атаковать поворот с максимально возможной скоростью. Преследователь в «грязном воздухе» потеряет темп в повороте и проиграет время относительно машины впереди.
Также преследователь потеряет еще больше времени из-за снижения скорости на выходе из поворота, так что когда соперники окажутся на прямой — лучшем месте для обгона с помощью слипстрима — машина позади окажется слишком медленной и чересчур отстанет.
Потеря времени в повороте и снижение скорости на выходе — уже двойной штраф для преследователя, хотя мы еще даже не рассматривали негативный эффект «грязного воздуха» для двигателя или охлаждения покрышек.
Так вот, DRS существует для того, чтобы убрать ущерб от «грязного воздуха» на выходе из поворотов. Благодаря системе снижения лобового сопротивления у преследователя появляется шанс наверстать упущенное в поворотах время и сниженную из-за «грязного воздуха» скорость.
Технически DRS не задумывался как «мегапреимущество» для преследователя или как система «нажми для обгона». Им хотели просто поправить гоночный баланс. Для уравнивания ущерба и преимуществ зоны DRS можно изменять, увеличивать или уменьшать в зависимости от участка трека, условий и ситуации. Главный принцип же внедрения системы — вернуть преследователю шанс на борьбу с лидер ом.
В 2019-м регламент передних антикрыльев болидов изменили, чтобы снизить эффект от «грязного воздуха». С другой стороны, эффективность DRS выросла из-за увеличения размера заднего антикрыла вместе с открывающейся пластиной — тоже в соответствии с поправками в правилах. Теперь разница в лобовом сопротивлении между открытым и закрытым крылом намного больше, чем в предыдущие сезоны.
Таким образом, теоретически после повышения эффективности DRS зоны его активации могли бы сократить или даже убрать их из зон торможения. Посмотрим, как на эту возможность отреагируют в ФИА.
Тем не менее, все равно в данный момент DRS — лучшее решение, которое у нас есть. Вплоть до тех пор, пока регламент не решит проблему «грязного воздуха» окончательно. А это далеко не простая задача. «Формула-1» – не моносерия, а значит, команды имеют право развивать и менять свои машины как угодно в соответствии с правилами. К сожалению, лучшие инженеры мира обнаружили, что лучший способ контроля воздушного потока вокруг их машин — путем создания огромного шлейфа из возмущений и завихрений вокруг.
Они полостью уничтожают «чистый воздух» за «хвостом» машины. Это и есть тот самый «грязный воздух». Правила, снижающие турбулентность потоков, могут быть самыми разными — от введения стандартных антикрыльев и запрета дефлекторов до более глубокой проработки нынешнего регламента относительно параметров и размеров используемых пластин. Проблема же сохранится вплоть до дня внедрения новых правил.
И на данный момент самый простой и дешевый способ компенсации ущерба — это небольшое ускорение на наверстывания потери времени и скорости, предоставляемое DRS.
В фанатской среде гуляют несколько интересных предложений касательно системы снижения лобового сопротивления (конечно, помимо ее полного запрета).
– оставить DRS, но позволить пользоваться ею где и как угодно (автор перевода поддерживает именно ее) — тогда преследователи не получают искусственного внешне преимущества, которое выглядит смешно и нечестно. Тем не менее, она идет вразрез с истинным смыслом существования системы и вызывает некоторое вопросы безопасности в быстрых поворотах вроде туннеля в Монако или 130R на «Сузуке».
– позволять всем машинам использовать DRS в любой точке, но на ограниченный период времени. В теории тоже звучит неплохо — может придать больше тактических противостояний на треке. С другой стороны, у второго предложения нет принципиальных отличий от первого, так что и недостатки те же. Плюс оптимальные стратегии легко рассчитываются с мостика, а пилоты все равно будут активировать систему по большей части именно на прямых.
Я же лично ратую за сокращение зон DRS и смещения их с зон торможения, где это возможно. Лучше переместить их в начало прямых и снабдить машины системами автоматического отключения после пересечения точки деактивации. Тогда преследователь сможет возвращать потерянную скорость почти сразу же, а остаток прямых соперники проедут в условиях равной борьбы прямо до следующего поворота. Тогда и обгоны будут ощущаться как настоящие, поскольку преследователь не будет наращивать дополнительную скорость в процессе движения по всей прямой.
От DRS стоит избавиться только тогда, когда придет время. Это точно произойдет не раньше 2021 года после вступления в силу нового регламента. До тех пор же полный отказ от DRS может привести к потере гонок как таковых».
Заднее крыло помогает болиду «Ф-1» повышать максимальную скорость. Технические эксперты объяснили, как оно работает
Простая и эффективная система.
Авторитетные эксперты издания Autosport Джейк Боксуолл-Легг и Джорджо Пиола выбрали и описали принцип работы переднего антикрыла болида «Формулы-1».
«ДРС — это система снижения лобового сопротивления, вставленная в заднее антикрыло, объяснил Боксуолл-Легг. – Она открывается на прямых, поднимая пластину и создавая щель в антикрыле в 70 мм. У машины снижается лобовое сопротивление и увеличивается максимальная скорость.
Так на антикрыле расположен активатор, как раз и поднимающий ту самую пластину практически моментально. Обычно как только пилот поднимает ногу с педали газа, щель сразу же закрывается и воздушный поток возвращается на заднее антикрыло, принося с собой прижимную силу».
«В 2016-м заднее антикрыло было выше и уже, – рассказал Пиола. – В 2017-м правила поменялись, и антикрыло опустилось и расширилось. Теперь же деталь вновь пережила массивные преобразования: например, щель выросла на 20 миллиметров. Теперь эффект от заднего антикрыла и включенного ДРС станет больше, увеличив возможности для обгонов».
«На трассах присутствуют специальные зоны ДРС — обычно на длинных прямых — где их можно активировать, когда гонщик проигрывает сопернику на трассе меньше секунды, – объяснил Джейк. – Преследователи могут попытаться обогнать конкурента, но это не всегда бывает просто: ДРС меняет множество вещей вроде точек торможения и манеры направления машины в поворот».
Переднее крыло на машинах Ф1 2018 – лучшее из того, что когда-либо будет сделано?
30 апреля Комиссия Формулы 1 внесла изменения в технический регламент на 2019 год, несмотря на то, что более половины команд проголосовало против. Задача этих изменений – увеличить зрелищность гонок и улучшить основной элемент зрелищности — обгоны.
Согласно новому регламенту должны быть внесены изменения во многие элементы аэродинамики, в том числе и в передние крылья, заднее антикрыло, оперение воздухозаборников и, возможно, боковые дефлекторы.
В случае, если Всемирный Совет FIA по автоспорту одобрит результаты голосования, то изменения будут включены в регламент 2019 года.
В своем моторспортивном блоге специалисты компании Acronis опубликовали обзор современного переднего антикрыла, который я и хочу предложить вам на русском языке.
С тех пор, как Икар слетел со страниц греческой мифологии, человечество стремилось использовать силу крыльев для повышения производительности. Современная Формула 1 довела идею Икара до крайности: гоночные автомобили используют практически всю палитру элементов аэродинамики, от самых очевидных, таких как огромных передние и задние антикрылья, до самых мелких и неприметных, например, таких, как тонко изогнутые опоры зеркал заднего вида.
Конечно, Икар нацеливался в небо, а элементы аэродинамики в Формуле 1 выполняют совершенно противоположную задачу: прижать машину к земле, используя для этого аэродинамику или науку о воздушных потоках. Такая прижимная сила может создавать давление более 2000 кг и давать дополнительный эффект грипа или «держака», создаваемого шасси, соразмерный увеличению скорости в поворотах.
Например, по предварительным расчетам предполагается, что в этом году пилоты смогут проходить самый быстрый поворот на трассе в Сильверстоуне (Copse) во время Гран-при Великобритании на скорости свыше 290 км/ч с пятикратными перегрузками. Эти цифры отчасти зависят от мощности машин: турбо-гибридные двигатели автомобилей производят порядка 950 л.с. Но скорость в поворотах диктуется главным образом наличием грипа; и этот эффект возникает с самого кончика носового обтекателя и усиливается благодаря очень сложным, очень хрупким, чрезвычайно дорогим и потрясающе эффективным передним крыльям, сделанным из тончайшего углеродного волокна.
Их многослойная форма, настолько сложная, что выглядит как элемент естественного происхождения, нежели созданный человеком, на самом деле появилась как благодаря сотням тысяч часов исследований аэродинамических характеристик машин как в аэродинамических трубах, так и на основании результатов исследований вычислительной гидродинамики (CFD).
Соответственно регламенту Формулы1, переднее крыло не должно превышать 1800 мм в ширину и 275 мм в высоту (от нижней опорной плоскости). Кроме того существует так называемая зона «Y250» — центральная секция крыла, расстояние от которой в обе стороны должно соответствовать 250 мм по обе стороны от центральной линии автомобиля, и эта зона должна быть аэродинамически нейтральной. Из этих цифр и возникли сложные многоэлементные компоненты, которые выполняют две ключевые функции: (1) создание прижимной силы; (2) формирование и распределение воздушного потока за переднее крыло таким образом, чтобы все другие поверхности автомобиля — заднее крыло, капот, воздухозаборник, радиатор, днище, диффузор — могли функционировать наиболее эффективным образом, т.е. создавая максимум прижимной силы и минимум сопротивления.
В течение нескольких десятилетий в Формуле 1 передний спойлер видоизменялся от обычной пластины, которая просто помогала машине не взлететь на высоких скоростях, до одного из самых важных элементов бесконечно сложного механизма под названием автомобиль F1.
Так называемые «каскады» крыла — многоуровневые листовидные структуры на краях крыла- создают позади себя вихревые потоки, которые спиралями ввинчиваются вверх и наружу в специальные каналы и прорези, рассчитанные до миллиметра; далее они формируются вокруг передних колес, направляются к днищу, через радиатор и между компонентами подвески.
Конечно, невооруженным глазом разглядеть эти потоки невозможно: их можно увидеть только с помощью мельчайшей диффузии во время дождя и влажной погоды, а также при применении специального цветного аэрозоля, дающего представление о том, где именно проходят проходит воздух. Эти крылья являются одними из самых сложных компонентов машин Формулы 1, когда-либо созданных, без которых скорости прохождения поворотов очень и очень упадут.
Ну а для случайного наблюдателя это, скорее, просто сложный и очень хрупкий элемент, рассыпающийся на мельчайшие карбоновые осколки каждый раз, когда пилоты пытаются друг друга «подогнать» на трассе в борьбе за позиции.
Ранее на этой неделе FIA объявила об изменениях технического регламента в сфере аэродинамики в сезоне F1 2019 года, направленных на то, чтобы сделать гонки более зрелищными за счет сокращения дистанции между пилотами и увеличения числа обгонов. Среди предлагаемых изменений — «упрощенное переднее крыло, большего размера и менее активное в работе с воздушными потоками».
Если этот регламент будет принят, окажется ли разработанное для сезона 2018 года переднее крыло самым технически сложным и передовым в истории Формулы 1? Время покажет.