Что станет с аэродинамикой машин в 2021 году

Гоночный мир в ожидании: 31 октября должен быть опубликован регламент чемпионата мира 2021 года, призванный произвести достаточно радикальные преобразования в Формуле 1. Пока конкретики не так уж много, но известны общие направления реформ, в частности, примерно понятна логика создателей нового технического регламента и цели, которые они преследовали.

Другой вопрос, в какой мере удастся этих целей достичь, но это станет известно только в процессе реализации будущих реформ, т.е. ещё нескоро. А пока ведущий специалист по аэродинамике одной из команд, пожелавший остаться неизвестным, скрывающийся под псевдонимом The Secret Aerodynamicist, поделился с BBC Sport своими соображениями на эту тему.

На способность гоночной машины генерировать прижимную силу влияет состояние воздуха, через который она проходит. Когда он спокойный – «чистый», как говорят специалисты по аэродинамике – поверхности машины, создающие прижим, работают эффективно. Но этого не происходит, если воздух «грязный», т.е. находится в возмущённом, турбулентном состоянии.

Когда воздух обтекает машину Формулы 1, он подвержен завихрениям и движется в разных направлениях, в том числе, в определённой мере машина как бы тащит его за собой. Получается, ту машину, что едет сзади, он обдувает уже с меньшей скоростью.

Из-за этого турбулентный поток не может проходить под днищем второй машины так же быстро, как «чистый» воздух, что приводит к потерям прижимной силы – гонщик это чувствует как снижение уровня сцепления колёс с асфальтом.

Зона турбулентности – не единственная проблема, влияющая на машину, ведущую преследование. Определённые сложности создают даже некоторые части вашей собственной машины, например, её передние колёса.

Это оказывает достаточно серьёзный негативный эффект на другие части, расположенные вдоль корпуса, которые тоже призваны генерировать прижимную силу. Из-за этого специалисты по аэродинамике хотят оттолкнуть поток турбулентного воздуха, создаваемый передними колёсами, как можно дальше в стороны от машины, чтобы не позволить ему попасть под днище.

Что происходит с ним дальше, нас, инженеров, волнует мало. Однако это волнует хозяев Формулы 1, поскольку этот воздух непосредственно влияет на машину, которая ведёт преследование, особенно, если её пилот предпринимает попытку обгона.

Именно на это нацелен новый технический регламент. В стремлении снизить влияние подобной проблемы и позволить гонщикам вести более плотное преследование, Формула 1 использует подход, который можно разделить на две части.

Во-первых, вводятся жёсткие ограничения геометрии передней части машины, в рамках которой мы можем конструировать её элементы, прежде всего передние крылья и области вокруг передних колёс.

Мы уже не сможем столь эффективно отклонять возмущённый воздух от передних колёс в стороны от машины.

Во-вторых, нам позволят создавать более мощные диффузоры – сложные по конфигурации элементы, расположенные в задней части днища, т.е. там, где воздух выходит из-под машины – и более эффективные задние крылья. Это делается для того, чтобы поток возмущённого воздуха направить вверх, тогда он пройдёт выше машины, едущей позади.

Некоторые считают, что поток воздуха, который будет проходить над машиной, окажет на неё негативное воздействие, от чего особенно пострадает эффективность переднего крыла.

Это один из тревожных моментов, на которые крупные команды указали авторам реформ, когда критиковали проект регламента: передним колёсам машин нового поколения будет категорически не хватать сцепления с трассой.

Однако исследования, проведённые отделом аэродинамики Формулы 1, вроде бы говорят о том, что этот негативный эффект будет с лихвой компенсирован тем, что машина, ведущая преследование, будет двигаться в более «чистом» воздухе.

Кроме того, некоторые команды были недовольны тем, из-за ограничения свободы инженерного творчества машины будут выглядеть слишком похожими друг на друга, а возможность отличиться за счёт использования каких-то оригинальных конструкторских идей снизится.

Насколько я знаю, штатные специалисты Формулы 1 вплоть до последнего времени проводили исследования в аэродинамической трубе, и им удавалось находить новые и новые возможности повысить эффективность тестового шасси. По-моему, команда разработчиков, которая справится с задачей лучше соперников, всё равно сможет создать в 2021 году самую быструю машину, даже если разница в скоростях сократится.

По-моему, если разница в результатах прохождения кругов между лучшей командой и той, что работает не столь эффективно, сократится, это не так уж плохо. Следовательно, усилия хороших гонщиков, скорее всего, будут вознаграждены. Если пилот в состоянии проезжать круги на 0,2 секунды быстрее соперника, то даже если его машина будет на 0,1 секунды медленнее, он всё равно сможет выиграть гонку. Если же разница составляет полсекунды и больше, а именно настолько три топ-команды Формулы 1 сейчас быстрее остальных, от мастерства гонщика мало что зависит.

Разумеется, как всегда в Формуле 1, все стремятся сохранить своё преимущество. Однако я слышал, что FIA и Формула 1 не собираются менять свои планы, и тот вариант регламента, который в четверг будет вынесен на голосование на заседании Всемирного совета по автоспорту, близок к изначальным предложениям. Если он наконец-то будет принят, это станет сигналом к старту гонки по разработке новых машин.

От друзей, работающих в других командах, я слышал, что подходы у всех разные.

Как минимум в одной команде уже какое-то время продувают в аэродинамической трубе модель машины 2021 года. Это означает, что они опережают остальных, но, учитывая ограничения на аэродинамические исследования, получается, что эта команда может меньше времени уделять доводке шасси 2019 года и разработкам, ориентированным на 2020-й.

И работа, которую эта команда провела, имеет лишь ограниченное значение, если учесть, что проект регламента за последние несколько месяцев не раз корректировался.

Многие были бы готовы заплатить огромные деньги тому, кто знает ответ на вопрос, отстанет ли эта команда от остальных или, наоборот, сможет их опередить, или просто будет на общем уровне.

Я в курсе, что другие команды применяют более консервативный подход, предпочитая дождаться, когда появится окончательная версия правил, чтобы избежать непроизводительных затрат времени и усилий. И только время покажет, слишком ли они отстанут в этой гонке вооружений или смогут отыграться.

Лично я считаю, что лучше дождаться, пока регламент будет утверждён, чтобы мы могли с полной уверенностью взяться за дело.

Как специалисту по аэродинамике, мне всегда становится интересно, когда правила игры резко меняются, поскольку в таких случаях приходится выбрасывать в корзину всю накопленную информацию и всё начинать сначала. Ведь это открывает новые возможности и вселяет оптимизм.

Возможно, именно нам удастся создать в 2021 году самую быструю машину. А вдруг?..

Источник

Читайте также

• Пьер Гасли: Дайте Хэмилтону машину Haas, и он финиширует последним
• Мазепин: «Мне очень понравились спринты в «Формуле-1» — и как фанату гонок, и как пилоту»
• Риккардо: Нельзя говорить, что Макс не заслуживал титула
• Валттери Боттас объяснил, почему Рассел не опередит Хэмилтона
• Гранитные памятники: эстетика и долговечность