Аэродинамическая революция: как днища болидов Формулы-1 2022 года изменили гонки

Содержание

Авария Серхио Переса в квалификации Гран-при Монако 2022 года стала настоящим подарком для технических специалистов команд-соперников. Это редкая возможность в деталях рассмотреть и проанализировать одну из самых скрытых и важных частей современного болида — его днище, особенно актуальную для машин Red Bull Racing.

С точки зрения технических обновлений трасса в Монако обычно не является ключевой. Большинство команд используют уже проверенные пакеты аэродинамики с высокой прижимной силой, адаптируя лишь системы охлаждения тормозов и геометрию рулевого управления под особенности самой медленной и извилистой трассы календаря.

Однако для истинных ценителей технологий Формулы-1 любая возможность заглянуть под машину — это событие. Порой приходится просто ждать подходящего инцидента на трассе, чтобы краны подняли поврежденный болид, открыв взорам фотографов его нижнюю часть.

Авария в квалификации на Гран-при Монако Серхио Переса и Карлоса Сайнса

На трассе Монако, известной своей теснотой и отсутствием зон безопасности, для эвакуации машин после аварий расставлено 11 кранов. Как только поврежденный болид зависает в воздухе, объективы камер нацеливаются на одну ключевую область — днище. В сезоне 2022 года эта часть автомобиля приобрела особое значение.

Ground Effect: Возвращение легенды

С введением новых технических регламентов в 2022 году, концепция «ground effect» (эффекта земли) вернулась в Формулу-1. Теперь примерно 40% всей прижимной силы, которая прижимает машину к трассе, генерируется именно сложной аэродинамикой днища.

Главный секрет Феррари и остальных болидов Формулы-1 2022 - днище машины

Основная цель нововведений — кардинально изменить характер гонок. Раньше «грязный» турбулентный воздух из-под болида сильно мешал машинам, следующим позади, затрудняя обгоны. Новая аэродинамика призвана уменьшить эту турбулентность, позволяя пилотам ехать ближе друг к другу и чаще вступать в борьбу на трассе.

Принцип работы основан на так называемом эффекте Вентури. Воздух проходит через два сужающихся туннеля (канала), идущих вдоль днища от передних понтонов к заднему диффузору. В диффузоре поток расширяется и ускоряется, создавая область низкого давления, которая буквально «присасывает» автомобиль к асфальту.

Днище болида Ред Булл имеет намного более сложную конструкцию, чем у Феррари

Инженерные вызовы и аэродинамические трюки

Три внешних сайта на Феррари имеют относительно одинаковую ширину. Они должно помогать искусственно "загерметизировать" днище снаружи

Главная задача инженеров — направить под автомобиль максимальный объем воздуха и удержать его внутри аэродинамических каналов, не дав потоку рассеяться в стороны. Для этого используются различные ухищрения. Например, на входе в днище устанавливаются изогнутые ребра, которые отклоняют часть воздуха наружу, создавая своеобразный «забор». На острых кромках этих ребер генерируются управляемые вихри, дополнительно структурирующие поток.

У Ред Булл все по-другому. Наружный сайт очень узкий. Вертикальная перегородка не выступает далеко назад

Одной из самых больших проблем нового поколения машин стало явление «порогинга» (porpoising) или «дельфинирования», когда автомобиль на высокой скорости начинает ритмично подпрыгивать. Это происходит из-за срыва воздушного потока под днищем, когда создаваемая прижимная сила становится нестабильной.

Для борьбы с этим эффектом команды стали использовать небольшое горизонтальное крыло в передней части днища, которое стабилизирует воздушный поток. Эту идею первой применила Aston Martin, за ней последовали Ferrari, Red Bull и Mercedes.

У Ред Булл на профиле тоннеля заметно больше контуров. Именно здесь формируются высокоэнергетические воздушные потоки в нужном направлении

В задней части днища можно увидеть ступеньку у Феррари. Снаружи установлен небольшой плавник, как это разрешено правилами

Однако, как отмечает главный технический директор McLaren Джеймс Ки, проблема порогинга многогранна: «Существует так много факторов, которые могут спровоцировать или усугубить появление «морских свиней». Вождение в турбулентном воздухе, неровности, жесткость шин и подвески.

Обратите внимание: Позвольте поделиться с вами секретом о Jeepе Wrangler Rubicon 392.

На автомобиль действуют боковые силы, плюс влияние механических настроек на аэродинамику. Вот почему все это так сложно смоделировать».

Сравнение концепций: Red Bull против Ferrari

У Феррари и Ред Булл есть очень интересные отличия. F1-75 относительно широк в нижней части носа

Интересно, что Red Bull RB18 в начале сезона практически не страдал от порогинга, что заставляло конкурентов ломать голову. Авария Переса и Сайнса в Монако предоставила уникальную возможность сравнить днища двух самых быстрых машин того момента.

Передняя часть Ред Булл значительно более округлая внизу. Здесь вы можете увидеть, как низко задние поперечные рычаги крепятся к монококу

Анализ фотографий выявил кардинальные различия в подходах. Днище Red Bull выглядит гораздо более сложным и «скульптурным». Если у Ferrari три продольных канала (сайта) имеют относительно равномерную ширину, то у RB18 внешний канал сделан очень узким, а расстояния между ними варьируются.

У Феррари и Ред Булл есть одна общая черта - небольшой элемент крыла на переднем конце лопасти

Профиль туннелей у Red Bull также отличается большим количеством изгибов, граней и ступенек, в то время как у Ferrari каналы изгибаются более плавно. В задней части у итальянской машины видна лишь небольшая ступенька, а у Red Bull — два выраженных выступающих угла.

У Феррари была эта особенность с самого начала. Ред Булл скопировал трюк из Имолы

Безусловно, конкуренты тщательно изучат эти снимки, но простое копирование в Формуле-1 невозможно. Днище — это лишь часть сложной аэродинамической цепочки, которая начинается с переднего крыла и элементов на кузове. Чтобы повторить успех, нужно скопировать всю концепцию, что в условиях бюджетного ограничения и плотного гоночного календаря — задача как минимум на целый сезон. Это означает, что Red Bull и Ferrari, благодаря своим прорывным решениям, могли сохранять преимущество еще долгое время.