5. Подвеска
5.1. Строение
5.2. Пружины и стабилизаторы
5.3. Расстояние от дна болида до трассы
5.4. Буфер сжатия
5.5. Амортизаторы

5.1. Строение

Подвеска, главным образом, служит для установки колес так, как задумал разработчик. Такое положение колес на болиде должно быть оптимальным для обеспечения хорошего сцепления с трассой. Другая цель подвески — лучшее прохождение неровностей, бордюров и т.д.
Настройки подвески болида имеют огромное влияние на поведение болида на трассе. Как раз с подвеской связаны недостаточная поворачиваемость, избыточная поворачиваемость и многое другое, что относится к балансировке. Подвеска болида должна быть в какой-то мере «мягкой», что бы безболезненно преодолевать небольшие неровности, канавки и выпуклости, включая и бордюры. Но в то же время и достаточно жесткой, что бы машину не «качало» при высоких скоростях, как например на скорости 200mph, когда на болид действует прижимная сила примерно в 3 тонны.
Системы подвесок большинства команд очень похожи и имеют два вида. Первый — традиционная витая пружина(как в большинстве современных машин). Вторая — торсион. Торсион выполняет абсолютно ту же функцию, что и витая пружина, но он гораздо компактнее в размерах. Оба этих вида крепятся к монококу чуть выше местоположения ног пилота и к верхней части коробки передач. Картинка слева показывает общую систему, а справа — витую пружину и торсион:

1. Cтержень, работающий на сжатие;
2. Буфер сжатия;
3. Aмортизатор;
4. Пружина;
5. Cтабилизатор поперечной устойчивости;
6. Балансир;

5.2. Пружины и стабилизаторы
Пружины контролируют вертикальный ход колес относительно монокока болида. Если пружины будут жесткими, то для вызова вертикального хода потребуется гораздо большие внешние силы. Также, при жестких пружинах, болид будет меньше накреняться при поворотах в стороны и меньше «задирать» носовую и хвостовую части при газе и тормозе соответственно. Но в силу жесткости, заезжая на бордюры в поворотах, колеса будут подпрыгивать, тем самым пилот будет терять управление и ухудшиться реакция болида на газ и тормоз, а также быстрее будут изнашиваться шины. Мягкие пружины позволяют легко проходить неровности и бордюры, не теряя крепкого сцепления колес с дорогой при этом, однако если пружины будут слишком мягкими, то у пилота возникнут серьезные трудности с входом и выходом из поворота, т.к. с такими пружинами очень сильно ухудшается реакция болида на управление пилотом, появляется так называемы эффект запаздывания. Передние и задние стабилизаторы поперечной устойчивости же работают на уменьшение крена на поворотах. При повороте, одна сторона болида «идет» вниз, а другая — вверх, стабилизатор ограничивает этот ход. Стабилизаторы функционируют только при поворотах, это говорит о том, что на поворотах подвеска становится более жесткой, чем на прямых.
Если пилот замечает, что задние колеса периодически перетормаживают, то вместо(или даже помимо) перебаллансировки тормозов, он может попросить механиков сделать переднюю подвеску чуть жесче, а заднюю мягче. Если у болида недостаточная реакция на поворот руля, то механики «смягчат» передние стабилизаторы, возможно сделают более жесткими задние, если этого будет недостаточно, то также возможно смягчение передних пружин, однако от таких перенастроек пилот может встретиться с неожиданными проблемами затрудненного входа и выхода из поворота. При избыточной поворачиваемости все делается с точностью до наоборот. В случае, когда при резком нажатии на педаль газа, дно в хвостовой части болида задевает трассу, можно просто-напросто поднять дно, но при этом центр тяжести сместиться вверх и прижимная сила уменьшится, поэтому другой выход в таких ситуациях — сделать заднюю подвеску более жесткой. Если же возникают аналогичные проблемы с носовой частью болида при торможении, то наоборот, добавить жесткости стоит передней подвеске.
Пружины делаются специальными компаниями, как например Eibach, которые как правило консультируются с каждой командой в отдельности, чтобы характеристики таких пружин совпадали с желаемыми.
5.3. Расстояние от дна болида до трассы
Это расстояние зависит исключительно от положения осей задних и передних колес. Меняется оно в моменты газа, тормоза, на поворотах, при любых наклонах болида и ,конечно же, от прижимной силы и нагрузок. Чем ниже расположено дно болида по отношению к трассе, тем меньше болид подвержен «накренениям» при газе и тормозе, увеличивается прижимная сила и улучшается вход в повороты. На всех болидах дно в передней части болида всегда ниже чем заднее, это делается для того, чтобы обеспечить прижимную силу.
5.4. Буфер сжатия
Буфер сжатия выполнен из очень жесткой резины и являет собой по сути дополнение к пружинам. Буфер сжатия устанавливается на амортизатор в случаях, когда болиду не хватает жесткости пружин. Конечно можно сделать пружины еще жесче, но, как известно, слишком жесткие пружины могут негативно повлиять на поведение болида. Буфера сжатия, как правило, устанавливают, когда болид имеет слишком низкое дно.
5.5. Амортизаторы
Амортизаторы служат для оказывания противодействия витым пружинам. Смысл этого заключается в том, что после прохождения какой-то неровности или же просто поворота, пружина все еще будет колебаться, задача амортизатора предотвратить это колебание. В идеальном случае пружина сожмется вдоль амортизатора(при повороте, к примеру), затем вернется в первоначальное разжатое состояние(при выходе из поворота). Если этого происходить не будет, то пилот просто-напросто не сможет управлять болидом.
Амортизаторы производят такие компании как Koni или Sachs.

Как это работает: подвеска машины Формулы 1

Вопрос: Такое впечатление, что корпуса машин в современной Формуле 1 больше наклонены вперёд, чем в прошлом. Для чего это делается, и не доставляет ли это проблем конструкторам?
Пэт Симондс: Иначе говоря, речь о разнице между дорожным просветом в передней и задней части машины. В последние годы специалисты в области аэродинамики научились добиваться более эффективной работы шасси за счёт того, что подъём задней части машины позволяет повысить производительность диффузора. Дорожный просвет в передней части машины по-прежнему остаётся низким, здесь ничего не изменилось, вследствие чего продольный наклон корпуса за последние сезоны существенно увеличился. Поскольку диапазон дорожного просвета известен изначально, особых проблем для конструкторов это не создаёт.

Вопрос: Каков идеальный дорожный просвет для машины Формулы 1?
Пэт Симондс: Нет какого-то единого значения, которое идеально подходило бы для всех машин. Надо помнить, что машина Формулы 1 генерирует огромные вертикальные нагрузки, которые приходятся на подвеску, а это означает, что пружины, а также, разумеется, шины, на большой скорости сильно сжимаются, поэтому дорожный просвет уменьшается по мере того, как машина разгоняется.

Именно поэтому вы видите, как от титановых пластин из-под днища машины на скоростях, близких к максимальным, летят искры. Передний дорожный просвет мы выставляем, когда машина находится в статичном состоянии, и выбираем такие сочетания жёсткости элементов подвески, чтобы на максимальной скорости передняя часть контрольной планки лишь слегка чиркала по асфальту. В задней части оптимальная величина клиренса выбирается с таким расчётом, чтобы генерировалась максимально возможная прижимная сила. Когда машина в статичном состоянии, обычно мы выставляем дорожный просвет так, чтобы он был оптимальным в самых важных поворотах трассы с учётом сжатия пружин и шин.

Вопрос: Влияет ли изменение дорожного просвета на аэродинамику?
Пэт Симондс: Мы часто оперируем таким понятием, как коэффициент прижимной силы, сокращённо Cl, но на самом деле этот показатель отражает намного более сложные аэродинамические параметры.

В зависимости от каждого значения угловой ориентации машины, что является комбинацией продольного и поперечного наклона корпуса, а также угла увода, аэродинамические силы действуют по-разному. Мы фиксируем действие этих сил в ходе исследований в аэродинамической трубе, а затем применяем простые математические расчёты для вычислений так называемого средневзвешенного значения. В результате комбинация действия различных сил выражается одним числом.

В реальности при прохождении поворота по определённой траектории значения угловой ориентации постоянно меняются в зависимости от воздействия на машину различных сил и её реакции на эти силы, связанной с работой подвески. Это в свою очередь отражается на воздействии аэродинамических сил и балансе машины в повороте – следовательно, настройки подвески действительно оказывают на аэродинамику машины очень существенный эффект.

Вопрос: Общепринятый подход к конструированию подвески машин Формулы 1 такой: впереди используются рычаги, а сзади – тяги. Почему?
Пэт Симондс: С точки зрения кинематики рычаги и тяги – одинаковые элементы. Это простые механизмы для передачи движения от ступицы на узлы подвески, состоящие из пружин и амортизаторов. В разные годы эти схемы использовались по-разному, поскольку меняющиеся требования технического регламента заставляли конструкторов пробовать разные варианты компоновки.

Действующий регламент вполне нейтрален и не диктует предпочтений в пользу того или иного варианта в передней части машины, но сзади мы стремимся добиться, чтобы верх и стороны корпуса коробки передач никак не влияли на аэродинамику. Поэтому пружины и амортизаторы располагаются ближе к картеру КПП, и в этом случае они работают эффективнее, когда взаимодействуют с тягами.

Вопрос: В машинах Формулы 1 используются традиционные пружины и амортизаторы?
Пэт Симондс: Мы применяем разные типы пружин. По углам шасси могут устанавливаться торсионы, тогда как в центральной его части может стоять витая цилиндрическая пружина, тарельчатая пружина или упругий резиновый элемент. Газовые пружины тоже применяются. Пожалуй, сейчас всё это используется в некоем разумном сочетании.

Мы применяем гидравлические амортизаторы, но при этом они устанавливаются на машине в сочетании с устройством, которое называется инерционный демпфер. В отличие от традиционного гидравлического амортизатора, который генерирует силу, пропорциональную скорости перемещения его противоположных концов, инерционный демпфер генерирует противодействие, пропорциональное ускорению, с которым концы амортизатора перемещаются относительно друг друга.

В дополнение к этим более-менее традиционным элементам в подвеске машины Формулы 1 применяются и другие устройства. Системы, регулирующие взаимодействие передней и задней подвески, попали под запрет, тем не менее, можно встретить ряд гидравлических элементов, которые позволяют менять баланс машины при прохождении поворотов или снижать аэродинамическое сопротивление на прямых.

Вопрос: Какие факторы можно считать определяющими при выборе геометрии подвески?
Пэт Симондс: Думаю, концепций идеальной подвески столько, сколько машин на стартовом поле, и в наши дни её геометрия определяется тем, что конструкторы пытаются найти возможность повысить эффективность аэродинамики. Например, обычным делом стало то, что в задней части машины нижние треугольные рычаги устанавливаются параллельно приводным валам.

Хотя это влияет на кинематику и создаёт конструктивные сложности, такие схемы получили распространение, поскольку аэродинамические преимущества от их применения перевешивают проблемы, с ними связанные.

Вопрос: Почему подвеска машины Формулы 1 такая жёсткая? Это позволяет добиться более высокого сцепления с трассой?
Пэт Симондс: Если говорить о силах, действующих на шины, то вообще-то жёсткая подвеска снижает сцепление с асфальтом во всех случаях, кроме трасс с идеально гладкой поверхностью, однако доминирующим является фактор аэродинамики, и преимущество жёсткой подвески в том, что она позволяет поддерживать стабильную аэродинамическую платформу.

Вопрос: В своё время у машин Формулы 1 были очень сложные системы активной подвески. Как вы полагаете, могут ли они когда-нибудь вернуться?
Пэт Симондс: Вероятно, в гонках мы их больше не увидим. Они были сложными, но на самом деле не сложнее, чем пассивные системы, используемые сегодня. Но в последнее время команды действительно обсуждали, а не дешевле бы нам было разрабатывать и производить активную подвеску, чем ту, что применяется сейчас.

Подвеска Макферсон У большинства современных легковых автомобилей передняя подвеска МакФерсон. Она очень удобна именно для переднеприводных автомобилей. У нее нет верхнего рычага, а боковые нагрузки воспринимает мощная стойка, которая вверху опирается на кузов. Ход такой подвески у легковых машин обычно 100150 ммПодвеска автомобиля «Формулы-1» Подвеска гоночного автомобиля «Формулы-1» выполнена по схеме «Двойные рычаги». Но в качестве упругого элемента в ней используется не пружина, а торсион. Торсион и амортизатор связаны с нижним рычагом поворачивающимся сектором и толкающим рычагом. Ход такой подвески — около 20 мм

Начнем с того, о чем мы уже говорили. Одна из главных функций подвески обычного легкового автомобиля — обеспечение плавности хода, защита машины, людей и груза от ударов и тряски на неровностях дороги. В кольцевых гонках о комфортабельности езды речи даже не ведется. Недаром если асфальт трассы неровный (как, например, в Интерлагосе, где проходит «Гран-при Бразилии»), то к концу гоночного уик-энда тела пилотов часто покрыты синяками. И не секрет, что у многих гонщиков хронические болезни позвоночника.

Здесь иные приоритеты. Главное — скорость прохождения дистанции, и все, что делается, все характеристики, все регулировки, все настройки подвески ориентированы прежде всего на ее повышение.

Чем легче автомобиль, чем легче все его узлы и детали, тем быстрее он будет разгоняться, тем большую скорость сможет развить. Но при минимально возможной массе любой узел, любая деталь должны быть достаточно прочными и надежными, чтобы длительное время выдерживать сумасшедшие нагрузки и при этом самым лучшим образом выполнять свои функции.

Но только лишь снижением массы ничего решить невозможно. Подвеска гоночного автомобиля должна обеспечивать постоянный и очень хороший контакт колес с покрытием трассы. Ведь малейшая потеря сцепления с дорогой — это неточность в повороте, уход с выгодной траектории, а то и занос. Малейшая пробуксовка ведущих колес — это потеря драгоценного времени, ведь счет идет на сотые доли секунды.

  • Автомобили

    Кувалда, проложившая дорогу автомобилям: рождение автопрома

  • Автомобили

    Volkswagen Golf R против Cupra Ateca: дрэг-гонка

От подвески зависит взаимопонимание машины и водителя, то, как гонщик чувствует трассу. Подвеска определяет поведение машины в поворотах и при торможениях, быстроту и точность реакции автомобиля на поворот руля.

Различные гоночные трассы требуют различных настроек подвески, а значит, ее конструкция должна обеспечивать возможность быстро произвести регулировки или даже заменить некоторые элементы.

Специфические особенности «Формулы-1» доставляют конструкторам немало хлопот. И дело не только в том, что многие элементы подвески нужно уместить под узкий обтекатель.

Приведем такой пример. На высоких скоростях аэродинамические элементы обеспечивают прижатие автомобиля к дороге — при этом нагрузка на подвеску очень велика. Но она значительно падает со снижением скорости в поворотах и при торможениях. При всем этом расстояние от днища автомобиля до дороги очень мало, да к тому же не должно сильно меняться, иначе ухудшится аэродинамика, которая у формульной машины выверена до мелочей!

Статья опубликована в журнале «Популярная механика» (№10, Октябрь 2003).

HWStar ›
Блог ›
Техника Ф-1 2017. Шасси

Так как силовые установки остались аналогичны тем, что применялись в предыдущие три сезона, рост скоростей был связан с шасси, которые в 2017 году строились в соответствии с новыми правилами.

Впервые за более чем 50 лет изменения технического регламента были направлены не на снижение скорости, а на ее повышение. Болиды 2017 года прибавили с 1800 до 2000 мм в ширину, переднее антикрыло – с 1650 до 1800 мм, а заднее крыло стало на 150 мм шире, на 150 мм ниже и расположено на 200 мм дальше, что в комплексе с увеличенным задним диффузором вызвало солидную прибавку прижимной силы. При этом за счет более широких шин Pirelli увеличилось и механическое сцепление с трассой. Ширина передних покрышек выросла с 245 мм до 305 мм, а задних с 325 мм до 405 мм, высота профиля возросла на 5 мм, диаметр колесных дисков остался без изменений – 13». Новый регламент позволил сделать самые тяжелые машины в истории Ф-1 (минимально разрешенная масса составляет 728 кг) самыми быстрыми. Во всех квалификациях, проходивших на сухой трассе, были поставлены абсолютные рекорды круга, некоторые из которых держались еще со времен 605-килограмовых машин с V10 мощностью более 900 л.с. Весной, на первом же этапе в Мельбурне, новые машины поехали на 1,5 сек. с круга быстрее, чем прошлогодние. Осенью, на Гран При Японии, эта разница составляла уже 3,3 сек.

Полный размерСЛЕВА: с 80-х годов в Формуле-1 используются карбоновые тормозные диски с карбоновыми колодками. В этом году за счет широких шин и большей прижимной силы тормозной путь болидов снизился. Так как это уменьшило возможности для обгона на более позднем торможении, в очередной раз пошли разговоры о замене углепластика металлом в угоду зрелищности. СПРАВА: шины всегда были одной из основных причин возрастания скоростей в Ф-1. Если во времена соперничества Bridgestone и Michelin неудержимый прогресс шинников позволял их клиентам прогрессировать с каждым Гран При, то сейчас, при монополии Pirelli, покрышки превратились в элемент шоу.

Конструктивно шасси не меняются вот уже два десятка лет: основа – углепластиковый монокок; двигатель и продольная коробка передач в качестве несущих элементов; независимая подвеска на двойных поперечных рычагах с торсионами, гидравлическими амортизаторами, третьим элементом и стабилизаторами поперечной устойчивости; углепластиковые вентилируемые тормозные диски и колодки. Достаточно взглянуть на лучшие машины прошлого сезона, Mercedes-Benz AMG W08 Hybrid и Ferrari SF70H, чтобы понять, что основные различия современных автомобилей Ф-1 заключаются в аэродинамике.

Полный размерВ конструкции передней подвески вот уже много лет никто не отходит от системы с толкателями (СЛЕВА, Renault RS17), в то время как в задней в угоду аэродинамике конструкторы вернулись к тянущим штангам (СПРАВА, Williams FW40 Mercedes). Большинство отдает предпочтение углепластику в качестве материала для изготовления рычагов, но, например, в Williams активно используют и металлические сплавы.

Аэродинамическая философия современных автомобилей Формулы-1 отталкивается от такого показателя, как рейк (англ. – rake), что есть угол наклона днища относительно трассы. Выражаясь морской терминологией, все машины Ф-1 имеют дифферент на нос – спереди дорожный просвет ниже, чем сзади. Ferrari, как и подавляющее большинство команд «Большого цирка», использует концепцию с большим рейком. В случае с SF70H он составляет 1,55°, примерно на уровне Red Bull RB13 (1.58°), Williams FW40 (1,52°) и Renault RS17 (1,50°). Показатели Toro Rosso STR12 и Sauber C36 ниже (в обоих случаях 1,35°), Force India VJM10 больше (1,80°), а рекордсменом является шасси McLaren MCL32 – 2,05°. Мода на большую разницу в дорожном просвете спереди и сзади была задана во времена выдувного диффузора, когда угол наклона корпуса «Красных Быков» авторства Эдриана Ньюи был виден невооруженным глазом. Выдувной диффузор давно запрещен, но машины до сих пор не избавились от рейка. Так как скорость потока воздуха, попадающего в узкое пространство между днищем и трассой, увеличивается (тем сильнее, чем больше рейк), то давление воздуха под днищем автомобиля падает и создается разрежение (привет, граунд-эффект!). Кроме того воздух быстрее попадает из диффузора за заднее антикрыло, создавая разницу давлений и там.

Полный размерFerrari SF70H имеет оригинально исполненные боковые понтоны. Высоко расположенные широкие отверстия воздухозаборников позволяют получить более чистый воздух, а рычаги подвески с низкими точками крепления к корпусу не препятствуют его попаданию в радиаторы и не снижают скорость потока. Это позволило использовать теплообменники меньших размеров и направить больше воздуха к задней части машины.

Mercedes-Benz W08 являлся единственной машиной в пелотоне, рейк которой не превышает одного градуса – 0,9°. Наиболее близко к чемпионскому болиду расположился автомобиль команды Haas – 1,15°. Американский коллектив не принимал участия в Чемпионате мира, когда использовался выдувной диффузор, поэтому начиная работу со своей первой машиной они (или Dallara, создававшая шасси) могли не придерживаться какой-либо определенной линии, создав машину на границе двух концепций. В свое время в Mercedes не использовали возможности выдувного диффузора в такой же степени, как Red Bull, но у них была другая свежая идея. FRICS – это система, в которой передняя подвеска соединена с задней, что позволяет кузову не наклоняться назад при разгонах или вперед при торможениях (привет, активная подвеска!). FRICS давно запретили, но Mercedes продолжает использовать концепцию с низким рейком.

Полный размерЗадачей создателей Mercedes-Benz AMG W08 Hybrid было увеличение скорости потока воздуха, направленного под днище для компенсации меньшей разницы давления из-за низкого рейка. Компоновка СУ Mercedes-AMG M08 EQ с разнесенными по разные стороны блока компрессором и турбиной позволила понизить центр тяжести и более равномерно распределить вес между осями.

В прошлом году на нескольких трассах инженеры Mercedes использовали на W07 передний тяжелый амортизатор, управляемый пассивной гидравликой. Он был призван помочь выжать максимум из низкого рейка. Посредством системы ассиметричных клапанов амортизатор препятствовал вертикальным силам, пытающимся задрать нос при разгоне или понизить его при торможении (привет, демпфер масс!). W08 строился с учетом этого устройства, но с подачи Ferrari Федерация запретила использовать это новшество в гонках. Начинать с чистого листа для команды не было никакого смысла. Даже несмотря на то, что изменения в техническом регламенте сделало более выгодным использование высокого рейка, выбранный «серебряными» путь продолжает приносить успех.

Полный размерСовременные болиды имеют преимущество перед своими предшественниками в виде системы DRS, снижающей сопротивление воздуха на прямой. По сути, она является подвижным аэродинамическим элементом, которые были запрещены в Формуле-1 еще со времен первых антикрыльев.

Другой важный показатель – размер колесной базы. Здесь позиция Ferrari так же совпадает с большинством – 3595 мм. Восемь болидов имеют базу в пределах 80 мм (самые низкие показатели у шасси Toro Rosso и Red Bull – 3538 мм). В то же время размер колесной базы Mercedes составляет 3738 мм. Между «серебряными стрелами» и остальными машинами расположилась Force India – 3698 мм, сказалась длинная коробка передач «Мерседес-Бенц». Длинная база отчасти помогает компенсировать потерю граунд-эффекта под днищем за счет большей площади самого днища, но ведет к увеличению массы машины. В Mercedes приблизились к минимальному весовому лимиту лишь начиная с Гран При Испании, а в Ferrari для соответствия правилам использовали 7 кг балласта, что позволяло корректировать распределение веса по осям.

Полный размерКорпус всех болидов Ф-1 сужается к корме (СЛЕВА, Red Bull RB13 Renault). Пионером подобного решения, называемого «бутылочным горлышком» (или Coke bottle), еще в начале 80-х стал Джон Барнард. По регламенту машины должны иметь лишь одну выхлопную трубу, которая выведена таким образом, чтобы минимизировать использование выхлопных газов в аэродинамических целях. Тем не менее, и здесь конструкторы попытались извлечь максимальную выгоду, использовав маленькое антикрыло, так называемое «сиденье обезьянки» (Monkey Seat) (СПРАВА, Toro Rosso STR12 Renault).

Соотношение сил между короткобазной Ferrari SF70H с высоким рейком и длиннобазного Mercedes W08 Hybrid с низким рейком менялось от трассы к трассе, в зависимости от составов резины и погоды. Аэродинамический отдел «Мерседес» больше внимания уделял движению потоков в передней части машины, чтобы увеличить их скорость перед попаданием под днище и максимально эффективно использовать их в дальнейшем. Их коллеги из «Феррари», напротив, делали ставку на получение максимально возможной, так называемой, «грязной» прижимной силы в задней части. Общий уровень прижимной силы Ferrari был выше, поэтому в Монако, Венгрии и Сингапуре алые болиды «Скудерии» были быстрее. С другой стороны, у Mercedes выше аэродинамическая эффективность шасси. Благодаря меньшему аэродинамическому сопротивлению (за счет меньшей лобовой площади) «серебряные стрелы» брали свое на скоростных трассах – Спа, Монце и Сузуке.

Полный размерСЛЕВА: «плавники» стали одним из предметов споров перед началом сезона. Не так давно они были запрещены, так как портили эстетический вид автомобилей, но в 2017 вернулись вновь, да еще и с T-образным крылом. Первоначально «плавники» должны были остаться и на следующий год, якобы для большей рекламной площади, но представители McLaren (на фото) в последний момент не проголосовали за это решение. СПРАВА: раньше центральный воздухозаборник использовался исключительно для подачи воздуха в двигатель. Сейчас в них так же имеются каналы для охлаждения элементов СУ. Воздухозаборники машин Mercedes, как и их клиентов Williams (на фото) и Force India, отличаются большими размерами.

Как бы не ужесточался технический регламент, конструкторы современных автомобилей Гран При будут находить новые пути повышения эффективности своих творений и способы получить преимущество благодаря новаторским решениям. В следующем году инженерам придется решить проблему интеграции Halo, которая заметно скажется на аэродинамике автомобиля и прибавит 14 кг к массе попутно подняв центр тяжести. Сколько новшеств представят создатели болидов? Сколько удачных решений будет скопировано? Ответы ждать осталось не так долго – до презентаций и первых тестов.

Полный размерВнедрение Halo вызвало небывалую волну критики. Интересно, смирится ли общественность с этим решением или FIA придется искать более привлекательную с точки зрения дизайна альтернативу?

В статье использованы иллюстрации из журналов Racecar Engineering и Motor Sport, а так же из следующих интернет-ресурсов: hgmsites.net, f1fanatic.co.uk, formula1.com, maxf-1.com, f1i.com.

Спортивные итоги сезона можно прочитать в блоге у товарища TonyLis

Что еще почитать в этом блоге?
Техника Ф-1 2017. Силовые установки
«Видно в понедельник их мама родила». Почему у McLaren-Honda ничего не выходит?
Williams FW14B Renault. Торжество технологий
Benetton B194 Ford. Скандалы, интриги… победы
McLaren MP4/2 TAG-Porsche. Скромняга-рекордсмен

Белая магия

He секрет, что в конце сезона внимание прессы и болельщиков обращено в основном на главных претендентов на победу в чемпионате. И тем не менее команде Джеки Стюарта в последние месяцы частенько удавалось вытеснить преуспевающих соперников с первых полос автоспортивных газет и журналов. Причин тому несколько. Это и нашумевшая по­купка команды компанией Ford, мгновенно поставившая Stewart в один ряд с McLaren- Mercedes, Ferrari и Williams-BMW. Это и долгожданное, но от этого не менее сенсационное решение Ford продолжить свою программу Ф-1 под легендарной маркой Jaguar. Это и по­разительный успех Stewart на Нюрбургринге: 1-е место Джонни Херберта и 3-е — Рубенса Баррикелло. Что же представляет собой автомобиль, позволивший отнюдь не блиставше­му в этом сезоне Джонни оказаться на верхней ступеньке пьедестала, а Рубенсу — на­столько ярко провести сезон, что в Ferrari не стали долго размышлять над тем, кого при­глашать на освобождающееся в 2000 году место?
Прекрасное создание
На первый взгляд все автомобили Ф-1 вы­глядят одинаково. Технический регламент оп­ределяет их облик, начиная от размеров зеркал заднего вида, которые аэродинамики, будь их воля, сделали бы величиной с почтовую марку. Однако главный конструктор команды Гэри Андерсон не спешит сетовать на отсутствие простора для творчества: «Как показывает опыт, из года в год одни делают очень хороший, а другие — очень плохой автомобиль в рамках тех же правил. Так что всегда есть поле деятель­ности для хорошего конструктора».

Разработка и совершенствование автомо­биля Ф-1 — процесс непрерывный. Едва старту­ет сезон, как начинается работа над конструк­цией будущего года. Цикл проектирования длится приблизительно 5 месяцев. Над созда­нием SF3 трудились 230 человек в штаб-квар­тире Stewart в Милтон-Кейнс, а еще 250 человек заняты на производстве двигателей на заводе Cosworth Racing в Нортхемптоне. Непосредст­венно проектированием занимаются 25 конст­рукторов: 6 работают над аэродинамикой, 4 разрабатывают подвеску, 2 — коробку передач, 4 занимаются композиционными материала­ми, 2 — прочностью, 1 — гидравликой, 1 — систе­мами двигателя и 5 — общим проектированием.
Вместо традиционного карандаша конст­рукторы Stewart используют рабочее место, оборудованное компьютерами фирмы Неwlett-Packard; разнообразное программное обеспечение позволяет проводить все виды расчетно-проектировочных работ. Разработчики «вычерчивают» автомобиль в трехмер­ном пространстве, подгоняя друг к другу все детали конструкции. Процесс проектирования и доводки сопровождается оперативным обменом данными с Исследовательский цент­ром Ford в Дирборне, с трассой, на которой в данный момент находится гоночная или ис­пытательная команда, а также с аэродинами­ческой трубой компании Swift в Сан-Клементе, Калифорния, использовавшейся Stewart в период разработки SF-3. Модели в масштабе 1:2 продувались там в течение 128 дней.
Шасси

Основу шасси составляет монокок, несу­щая конструкция, весом 45-50 кг, к которой крепятся все остальные узлы машины. По оп­ределению, монокок обязан быть твердым как камень и легким как перышко. Но вот что лю­бопытно, если большинство команд давно ис­пользует полностью углепластиковый моно­кок, то в Stewart его центральный слой изго­товлен из сотового алюминия — значительно более дешевого, зато менее прочного. Метал­лические соты с двух сторон вручную обклеи­ваются несколькими (до 20) слоями углеплас­тика и спекаются в автоклаве. Число слоев и ориентация в них волокон определяются условиями нагружения в каждой точке конструкции. В результате монокок способен выдерживать чудовищные нагрузки при весе всего в 45 кг. Помимо пилота внутри монокока располагается 120-литровый бензобак. Вес топлива составляет 15% от массы всего автомобиля. Неудивительно, что его поведение так меняется по мере опустошения баков. Тем не менее, Гэри Андерсон намерен увеличить в следующем году объем баков Stewart.
Вес — предмет особой заботы конструкторов Ф-1. Поэтому даже краска здесь используется особая — низкой плотности. Ее поставляет компания ICI. После каждой гонки большинство элементов конструкции перекрашивают заново из-за многочисленных повреждений покрытия. Хотя в последние годы предпринимались попытки изменить правила с тем, чтобы устранить дискриминацию высокорослых пилотов (например, ограничить минимальную площадь проема кокпита), 600 кг минимального веса автомобиля, включающие вес гонщика, — реальность, которая дает преимущества более легким водителям.
Вокруг монокока собирается весь автомобиль: сзади к нему крепится двигатель, к двигателю — коробка передач, к ней в свою очередь — рычаги задней подвески. На сверхжесткую переднюю переборку монокока опирается передняя подвеска и носовой обтекатель с выполненным заодно с ним передним антикрылом. Таким образом, двигатель Ф-1 должен быть не только мощным, а коробка передач — не только надежной. Они должны быть еще и жесткими. О жесткости самого кокпита говорить излишне — ведь он должен обеспечить выживание гонщика при самой тяжелой аварии. Недаром официальное его название — капсула безопасности. Особое внимание в последние годы уделялось предотвращению травм головы и шеи. С 1996 года введена боковая защита головы, — гонщик все глубже утопает в машине, нормы крэш-тестов на боковой удар постоянно повышаются, применяется 75-миллиметровый энергопоглощающий «воротник» по кромке кабины.
Обеспечение жесткости всей конструкции — одна из приоритетных задач проектирования. Сотни часов конструкторы тратят на изучение взаимодействия основных элементов автомобиля при разных видах вибрации и нагружения. Как и во всякой цепочке здесь есть слабое звено: у SF-3 это место стыка монокока и двигателя. Ведь Ford Cosworth CR-1 крепится всего четырьмя болтами. Разумеется, это специальные болты, изготовленные из весьма дорогостоящего «экзотического» материала. Но все же их только 4.
Самое жесткое звено — это, конечно, монокок. Проблема конструкторов в настоящий момент состоит в том, чтобы сделать его не таким жестким, каким он получается при существующих технологиях и требованиях по прочности и безопасности, а «помягче», снижая вес и выгадывая объем. Монокок, а также некоторые мелкие детали вроде зеркал и заднего фонаря, — это единственные узлы, которые могут служить весь год. Если повезет, конечно, и удастся избежать серьезных аварий.
Что касается двигателя, то как раз его сделать жестким действительно трудно. Частые поломки Ford в прошлые годы зачастую были связаны как раз с недостаточной жесткостью, когда блок под воздействием нагрузок шасси деформировался настолько, что движущиеся детали не могли нормально функционировать. Большая надежность агрегата этого года вкупе с улучшением характеристик шасси говорит о том, что специалистам Cosworth удалось решить эту проблему.
Длина автомобиля, пожалуй, единственный важный параметр, который не ретируется правилами. Возможно потому, что это саморегулирующаяся величина в Ф-1. С одной стороны, чем длиннее база автомобиля, тем менее маневрен он в поворотах. С другой, — длинная машина более устойчива к продоль­ным колебаниям и более выгодна с аэродинамической точки зрения. После недавнего су­жения колеи многие находят, что современ­ные машины Ф-1 выглядят непропорционально длинными, однако, даже поместив гонщи­ка, топливный бак, двигатель и коробку пере­дач наиболее компактным образом, конструк­торы получают автомобиль длиной с семей­ный седан. В гонках Гран При не столь важно сделать автомобиль короче, как ниже — и здесь счет идет буквально на миллиметры.

Двигатель

60% комплектующих для SF-3 изготовляет­ся непосредственно на заводе Stewart. Основ­ной агрегат, который поставляется «сторон­ней» организацией, — это двигатель Cosworth CR1 V10. На самом деле именно двигатель в наибольшей степени влияет на облик авто­мобиля Гран При, определяя положение цент­ра тяжести. А площадь радиаторов, необходи­мых для его охлаждения, определяет размеры и форму воздухозаборников.
Ничто в Ф-1 не окутано большей тайной, чем двигатель. Команды весьма болезненно реагируют даже на простое фотографирова­ние «боевых» агрегатов в момент установки их на автомобиль, а для всевозможных презента­ций готовят специальные выставочные образ­цы. Связано это с тем, что FIA еще не до конца удалось исключить возможность оригиналь­ных решений в этой области. Какие только не ходят слухи о секретах двигателестроителей: о необычной формы поршнях, о прямом впрыске, о бездроссельных системах, о нетра­диционном количестве клапанов на цилиндр и, естественно, о самых экзотических матери­алах. Но, как утверждают сами конструкторы, прогресс нескольких последних лет достигнут в основном за счет увеличения эффективнос­ти сжигания топливной смеси, уменьшения внутренних потерь на трение путем правиль­ного подбора материалов и снижения веса аг­регата при сохранении его надежности. Четы­ре двигателестроителя уже близки к достиже­нию предела в рамках действующего техниче­ского регламента; это Ilmor/Mеrcedes-Benz, Ferrari, Mugen-Honda и Cosworth/Ford. Это значит, что теперь им придется искать какие-то качественно новые пути.
Двигатель Ф-1 рассчитан всего на 500 км пробега. После чего он подвергается полной переборке, во время которой в нем меняют все кроме блока цилиндров, головок и, быть мо­жет, коленвала. Обходится этот «техосмотр» в 320 000 долларов.
Соотношение мощности и веса современ­ного автомобиля Гран При составляет около 1100 л.с. на тонну. Это, конечно, не ракета, но уже почти вертолет.
Телеметрия
Информация со 120 датчиков записывает­ся «черным ящиком», расположенным под ле­вым боковым обтекателем. На каждом круге автомобиль «сбрасывает» в боксы приблизи­тельно 1 МБ телеметрической информации о работе наиболее важных систем. Во время тестов существует возможность в течение 5 кругов накапливать на борту до 40 МБ телеме­трии, которая считывается при визите в гараж. Ее анализом занимаются 6 специалистов Stewart и 6 представителей Cosworth.
Подвеска
Подвеска SF-3 по схеме — два поперечных треугольных рычага неравной длины и толка­ющая штанга — не отличается от всех осталь­ных машин Ф-1. Рычаги изготовлены из углеволоконного композита. Ресурс рычагов со­ставляет 2500 часов. Амортизаторы подвески можно регулировать с помощью гидравлики, изменяя жесткость подвески, ход колеса, упру­гость демпфирования. Ход переднего колеса составляет всего 15-25 мм в зависимости от трассы, заднего — 40-60 мм.
Подвеска спроектирована так, что стано­вится жестче по мере увеличения нагрузки. Это сделано для того, чтобы прижимная сила, растущая пропорционально квадрату скорости, не заставила в конце концов автомобиль ползти на брюхе. Передний и задний аморти­заторы поперечной устойчивости с каждого борта регулируют крен автомобиля в зависи­мости от боковых перегрузок в поворотах и также могут настраиваться под определен­ную трассу. У большинства машин Ф-1 сущест­вует также и третий амортизатор, который по­могает стабилизатору поперечной устойчиво­сти или даже заменяет его. Что вполне оправ­дано: ведь на старте стоит автомобиль весом 600 кг, а в конце прямой едет уже совсем «дру­гая» машина, вес которой приближается к 2,5 тоннам. И это при том, что клиренс автомоби­ля впереди составляет на обычной трассе 15 мм (в Монако — 25), а сзади — 65-70 мм.

Тормоза

Внутри каждой колесной сборки установ­лены тормоза с углеволоконными дисками и накладками. Их рабочая температура превы­шает 700 °С. При этом тормоза раскаляются до вишнево-красного свечения. Выглядит это жутковато, но на самом деле таковы нормаль­ные условия их работы. Тем не менее и угле­пластиковые тормоза нуждаются в охлажде­нии, для чего с внутренней стороны колес пре­дусмотрены небольшие воздухозаборники.
Толщина дисков не превышает 28 мм. Сде­лано это, чтобы заставить гонщиков беречь тормоза и осторожнее проходить повороты. На таких трассах, как Имола или Хоккенхайм, к концу гонки диски стираются до 21 мм.
Углепластиковые тормоза — одно из самых дорогих «удовольствий» в автомобиле Гран При. За гоночный уик-энд превращается в пыль два-три комплекта стоимостью 50 000 долларов каждый.
Тормоза не имеют усилителей, так как FIA считает, что подобного рода устройства слиш­ком легко превратить в антиблокировочные системы, строжайше запрещенные в Ф-1. В связи с этим гонщики часто говорят, что главная проблема чиновников FIA состоит в том, что большинство из них никогда не ез­дили в автомобилях Гран При. Ведь порой чтобы выжать педаль, приходится прилагать усилия до 150 кг. Тем не менее тормоза автомобилей Гран При настолько эффективны, что главная проблема для гонщика состоит не в том, чтобы приложить максимальное усилие к педали, а в том, чтобы тормозить максималь­но жестко, но избегая блокировки колес. Если же нажать на тормоз «от всей души», то при отрицательном ускорении в 5g подтянутый гонщик мгновенно превращается в висящего на ремнях 300-килограммового монстра, а жидкость из слезных протоков «горючими слезами» вылетает на забрало.
Впрочем, конструкторы утверждают, что эффективность торможения современного автомобиля Гран При определяется не тор­мозами, а шинами — первыми в истории человечества шинами, рисунок протектора ко­торых предназначен для уменьшения сцеп­ления с трассой.

Шины

Но оставим в стороне набившие уже оско­мину споры о правильности решения FIA вве­сти резину с канавками. У нынешних высоко­профильных шин есть и другая проблема — деформация. Большинство команд Ф-1, и Stewart в их числе, вынуждены даже делать избыточный отрицательный угол развала ко­лес, чтобы сохранить площадь пятна контакта при искажении шин под воздействием боко­вых сил в поворотах. Кроме того, высокие бо­ковины шин ответственны за половину хода подвески, из-за чего элементам последней приходится не только демпфировать неровности трассы, но и гасить колебания шин. Точности работы подвески и улучшению управля­емости это явно не способствует. Уже не гово­ря о таких мелочах, что старомодный высокопрофильный Bridgestone выглядит не слиш­ком современно даже на фоне скоростных до­рожных автомобилей с низкопрофильными шинами. Впрочем, не такая это и мелочь для вида спорта, основу популярности которого составляет зрелищность.

Аэродинамика

Именно аэродинамика определяет харак­теристики современного автомобиля Гран При. Передние и задние антикрылья обеспе­чивают 65% прижимной силы. 30% приходится на задний диффузор — устройство, создаю­щее эффект трубки Вентури. Остальные 5% приходятся на всевозможные аэродинамичес­кие «навороты» и «прибамбасы», где и находит применение фантазия современных магов аэ­родинамики. Пару лет назад ныне покойный Харви Постлтуэйт придумал делать рычаги пе­редней подвески в виде небольших треуголь­ных крылышек. Федерация быстро наложила запрет на эту находку, установив, что ширина рычагов не должна превышать их толщину бо­лее, чем в 3,5 раза. Однако специалисты пола­гают, что и сегодня за счет передней подвески, рычаги которой имеют аэродинамически обусловленную форму, удается получить око­ло 2% общей прижимной силы.
Аэродинамика — предмет особой гордости конструкторов Ф-1. Принято считать, что степень аэродинамического совершенства конст­рукции определяется коэффициентом лобо­вого сопротивления. Однако у обычного до­рожного автомобиля он составляет 0,3-0,4. У SF-3 на средней трассе — 0.7, а в Монако и Бу­дапеште — более 1! Виной тому — широченные открытые колеса, воздухозаборники двигателя и радиаторов системы охлаждения и, конечно же, — антикрылья. Однако именно последние позволяют SF-3 проходить повороты с перегрузкой до 4g. Автомобиль Ф-1 предназначен, чтобы проехать быстрее всех 300 км извилис­той гоночной дистанции.
В связи с аэродинамикой появляется еще одна задача и у подвески. При увеличении ско­рости и смещении центра аэродинамического давления (точки приложения суммарной при­жимной силы) назад, автомобиль должен при­седать на заднюю подвеску, уменьшая угол ата­ки антикрыльев и тем самым снижая лобовое сопротивление. Учитывая малый дорожный просвет и уровень действующих нагрузок, эта задача требует от конструкторов поистине хи­рургической точности.
Коробка передач
На SF-3 установлена в достаточной степени консервативная продольная 6-ступенчатая ко­робка передач в корпусе из магниевого сплава. В памяти конструкторов еще свежи воспоми­нания о прошлом сезоне, когда внимание зри­телей автомобили Stewart привлекали большей частью дымом из-под капота. По некоторым сведениям, именно неудачные эксперименты с углепластиковым картером коробки передач в 1998 году вызвали недовольство Ford техни­ческой политикой Джеки Стюарта, что закон­чилось покупкой команды. Тем не менее Гэри Андерсон уверен, что углепластиковая короб­ка — это естественный путь будущего развития, от которого никуда не денешься.
Коробка передач и приводной вал могут использоваться только 1000 часов. После чего все это добро, вместе с выработавшими ресурс элементами подвески, переходит в распоря­жение тестовой команды.

Кокпит

Сиденье в автомобиле Гран При — это ско­рее скульптура, чем сиденье в привычном по­нимании. Оно изготавливается из углепластика по отливкам, сделанным непосредственно с тела гонщика, подобно тому, как наготавли­ваются индивидуальные ложементы кресел в космических кораблях. Сиденье охватывает тело от плеч до ног и закругляется вокруг ре­бер, помогая выдержать боковые нагрузки. Привязные ремни с 6 точками крепления затя­гиваются до предела. Мартин Брандл, напри­мер, утверждает, что всегда просил механиков затягивать ремни до тех пор, пока он не по­чувствует боли, а потом еще дернуть раза два-три для полной гарантии. Но даже после этого уже на первом пит-стопе Мартин чувствовал, что «сбруя» становится слишком свободной.
Компания Lear при активном содействии Stewart разработала сиденье, которое можно извлекать из машины вместе с гонщиком в слу­чае тяжелой травмы. С этого года подобное си­денье стало обязательным для всех команд.
Положение, которое гонщик занимает в кокпите, когда ноги находятся чуть ли не выше головы, новичкам Ф-1 сперва кажется весь­ма странным. Но к этому быстро привыкают. Из-за высокой боковой защиты и поднятого по современной моде носового обтекателя, глаза гонщика находятся на уровне среза ка­бины и он практически не видит трассу впере­ди себя. Однако для пилота Гран При всматри­ваться вдаль — далеко не самое главное. Гораз­до важнее вписаться в поворот. На трассе гон­щик обычно старается не пропустить точку торможения, посматривая то вправо, то влево вдоль носа автомобиля. Очень важно правиль­но установить зеркала заднего вида, чтобы они располагались на линии глаза — передние ши­ны, а не загораживали и без того узкий обзор.
Педалей в кокпите SF-3 две: газ и тор­моз. Подавляющее большинство органов управления основными системами сосредото­чено на руле.

Рулевое колесо


Рулевое колесо — это нервный центр авто­мобиля. На нем установлены органы управле­ния практически всеми системами SF-3, а так­же многофункциональный информационный дисплей. Цель состоит в том, чтобы гонщик как можно реже снимал руки с замшевой «ба­ранки». Управление осуществляется с помо­щью реечного механизма. Угол поворота ко­лес составляет всего 200. Oт одного крайнего положения до другого рулевое колесо делает приблизительно один с четвертью оборот. В связи с пониженным сцеплением шин (с 4 канавками) на SF-3 обошлись без усилителя руля, хотя некоторые команды продолжают использовать его.
Сзади на руле установлены рычаги сцепле­ния и переключения передач. Рычаг сцепления включает гидросистему с электронным управ­лением, приводящую в действие многодиско­вое сцепление. Но используется он только во время старта и пит-стопов. Рычагов два — слева и справа на рулевом колесе — и гонщик может пользоваться любым из них в зависимости от положения, которое занимают его руки. Это важно, например, при вылете с трассы.
Передачи в полуавтоматической 6-ступенчатой коробке с электронным управлением и последовательным переключением (каждое занимает 25-30 мс, не более!) можно повышать или понижать при помощи рычажков справа и слева. Обычно переключение проис­ходит очень мягко. Рывки начинаются, только если электроника перестает работать слажен­но. Однако некоторым гонщикам нравятся толчки, это дает им ощущение мощи. При переключении передач значение может играть даже направление ветра. Если, например, ве­тер переменился во время гонки и стал дуть на длинной прямой в лоб, то команда обязана предупредить об этом гонщика. В противном случае, переходя на 6-ю передачу, он может «ударить» по ограничителю оборотов, что не слишком хорошо для двигателя.
В некоторых командах гонщики использу­ют кнопки программируемого переключения передач, позволяющие автоматизи­ровать понижение передач (напри­мер, с 5-й на 2-ю), однако в SF-3 та­кое устройство не применяется. «На­ши гонщики предпочитают использовать все передачи, — говорит Ан­дерсон. — Им нравится балансиро­вать автомобиль, подтормаживая двигателем».
Когда несколько лет назад Ferrari впервые применила встроенную информационную па­нель на руле, это выглядело настоящим техно­логическим прорывом. Сейчас дисплей на ру­ле есть у всех. Руль SF-3 выглядит сравнитель­но просто рядом с чудо-«баранками» других команд. Это тоже связано с принятой в Stewart концепцией — не усложнять излишне и без то­го непростые вещи. Постоянно на дисплее вы­свечивается лишь передача и время прохожде­ния круга или отрезка трассы. Данные о тем­пературе воды или масла появляются, только если эти параметры выходят за пределы нор­мы. Таким образом, от гонщика отсекается лишняя информация, что позволяет ему цели­ком сосредоточиться на вождении.
Функцию тахометра на руле выполняет го­ризонтальный светодиод, светящаяся линия на котором удлиняется и меняет цвет по мере увеличения оборотов.
Черный переключатель радиосистемы (приводится в действие большим пальцем ле­вой руки) позволяет гонщику связаться со сво­им инженером. Обычно пилоты предпочита­ют «беседовать» в медленных поворотах. Боль­шим пальцем левой руки нажимается также кнопка нейтрали (желтая). Эта кнопка приво­дит в действие аварийную систему выключения сцепления, используемую при вылете с трассы. Кроме того, по требованию FIA на видном месте вверху монокока расположена помеченная большой красной буквой N дру­гая кнопка нейтрали, которой могут восполь­зоваться маршалы при эвакуации машины, ес­ли она заглохла с включенной передачей.
Кнопка включения системы ограничения скорости на пит-лейн (белого цвета) находит­ся под большим пальцем правой руки. При на­жатии этой кнопки поднимается крышка, за­крывающая заправочную горловину. Однако если крышка не открылась, рядом предусмот­рена еще одна кнопка (оранжевая), которая не­посредственно приводит в действие механизм открытия крышки. Кроме того, на руле разме­щается кнопка включения заднего предупре­дительного огня на случай плохой видимости.
Электроника SF-3, включая системы управ­ления двигателем, коробкой передач, сцепле­нием и дифференциалом, подчинена единой системе управления автомобилем, разрабо­танной компанией Visteon.

Другие органы управления в кабине

Слева от пилота в кокпите расположены другие органы управления, с помощью которых можно менять характеристики автомоби­ля. Среди них выделяется зеленая рукоять регулировки тормозного баланса. Вращая ее, гонщик может изменить соотношение тор­мозных усилий на передних и задних колесах. Это делается во время гонки по мере расхода топлива, износа шин или изменения погод­ных условий. Настройки сцепления и диффе­ренциала также можно менять, но только ког­да автомобиль неподвижен. Обычно это дела­ют в боксах, но гонщик может заняться этим и после вылета или какой-нибудь иной оста­новки. Единственное исключение — если гонщик испытывает серьезные проблемы с этими системами, грозя­щие остановкой. Тогда разрешается выбрать аварийную программу, кото­рая позволит если не продолжить гонку, то хотя бы добраться до бок­сов или съехать на обочину. Еще один переключатель относится к системе пожаротушения. Она может включаться вручную гонщиком и маршалами или автома­тически — по командам датчиков. Кроме того, в кокпите есть переключатель угла опереже­ния зажигания, органы управления системами регулировки хода и прогрессивных характе­ристик дроссельной заслонки акселератора и еще одна очень важная кнопка — подачи пи­тья во время гонки.
Красный ремень под рукоятью тормозно­го баланса используется для фиксации гонщи­ка в случае возникновения необходимости из­влечения его из автомобиля вместе с сидень­ем. Ремни безопасности для этого не годятся, так как крепятся непосредственно к кокпиту.
Автомобиль века автомобиля
У каждого конструктора Ф-1 свои секреты, свои способы достижения успеха. Гэри Андер­сон — сторонник простоты. Той простоты, ко­торая отличает лишенные аэродинамических излишеств локоничные обводы SF-3. Главный конструктор Stewart не любит пышных фраз или прямых сравнений чудо-автомобилей Гран При со своими дорожными собратьями. Эти конструкции несопоставимы. Например, разгон до 100 км/ч SF-3 осуществляет за 3,2 с — всего на одну десятую быстрее, чем дорожный McLaren F1, который тяжелее и на 20% менее мощен. Казалось бы, не слишком внушитель­ное преимущество. Автомобиль Ф-1 мало эф­фективен на небольших скоростях. Его шины проскальзывают, аэродинамика не работает. Зато до 300 км/ч SF-3 разгоняется за 15 с. Это, конечно, не ракета, но автомобиль, вполне до­стойный своего века.

По материалам Ford

Журнал «Формула-1» ноябрь, 1999

Техника Формулы-1: в чем «хитрость» подвесок машин команд Mercedes и Red Bull?

Межсезонье. Болельщики изнывают от нехватки новостей, гонщики усиленно качают шею, а у инженеров и конструкторов самое напряженное время: постройка первых машин по новому техническому регламенту. До начала тестов остается чуть меньше месяца, и вы думаете, что этот свод правил уже застыл в бронзе? Как бы не так! Очередные уточнения регламента заставят как минимум две команды переделать важные узлы машины. И команды эти ведущие: Mercedes и Red Bull.

Камнем преткновения стал третий элемент в их подвеске, который в обычном понимании является пружиной, принимающей только строго вертикальные нагрузки (heave — подъем или опускание кузова под действием вертикальной силы; в отличие от pitch — клевка на торможении, roll — поперечного наклона кузова, с которым взаимодействуют обычные пружины, и squat — приседания на разгоне). Вкратце: этот третий элемент не мешает обычным пружинам мягче работать в поворотах и вступает в действие только под большими вертикальными нагрузками на высокой скорости, чтобы поддерживать требуемый дорожный просвет. Однако команды Mercedes и Red Bull заменили пружину на гидравлику и пневматику, что, по идее, позволяет соорудить нечто наподобие гидроаккумулятора. При этом передняя и задняя подвески их машин никак не связаны (после запрета сопряженной системы FRIC) и уж тем более не являются активными (это запрещено с 1994 года).

Команды Mercedes и Red Bull были главными соперниками по ходу сезона-2016. Оба коллектива использовали версии подвесок с гидроаккумуляторами, но работали системы совершенно по-разному

Однако при детальном рассмотрении вопроса обнаруживается, что лидеры прошлого сезона нашли серые зоны в правилах касательно не только подвески, но и размеров монокока! На приведенном в техническом регламенте Формулы-1 чертеже указаны размеры сечений в носовой части. Все остальные команды соединили эти сечения практически прямыми линиями, и только «хитрецы» сделали ступенчатый переход, чтобы освободить место для дополнительных деталей подвески. Сверху все это прикрывала фальшпанель, которая с формальной точки зрения устраняла противоречие с правилами, так как она являлась структурным элементом.

Для того, чтобы разместить все детали передней подвески, конструкторам команд Mercedes и Red Bull пришлось по-своему трактовать технический регламент, который лишь обозначает размеры сечения, но не говорит о том, что это должно быть сечение одной сплошной детали. Поэтому фальшпанели, за счет площади сечения которых достигается необходимое значение, и являются неотъемлемым структурным элементом монокока, а не деталями, например, аэродинамического обвеса или чисто эстетическими элементами, как пару лет назад в эру уродливых «носов».

На этом схожесть решений двух хитрых подвесок завершается. На заглавном фото носовой части шасси Red Bull RB12 со снятой фальшпанелью отчетливо виден шток некоей гидравлической машины, расположенной по диагонали. Сначала многие полагали, что это всего лишь дополнительный амортизатор, который настроен так, чтобы гасить колебания (либо высокой, либо низкой частоты) третьего упругого элемента. Однако на самом деле все указывает на то, что это гидроаккумулятор, связанный с третьим элементом системой коромысел. Причем заряжается он только тогда, когда машина проходит поворот, то есть в моменты поперечного крена. Полная версия доступна только подписчикамПодпишитесь прямо сейчас я уже подписан

Рубрики: Мотоспорт

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *