FORMULA-1. Світ королеви автоспорту

[Bogd@n]

Техническая эволюция. Часть 12.

[spoiler=90е. Продолжение.]В попытке догнать Williams Рон Дэннис вывел эту машину на старт Гран-При значительно раньше, чем планировалось. Но McLaren MP4/7А оказался крайне не надежным. Это был первый McLaren с полуавтоматической коробкой передач, разработанной инженерами McLaren при содействии технологического партнера команды TAG Electronic Systems. Эта система позволила гонщикам не поднимать ноги с педали газа при повышении передачи, так как трос дросселя был заменен электронным датчиком. Увы, система оказалась капризной и не надежной. Старалась как-то исправить ситуация и Honda. Японцы построили для чемпионата-92 мотор V12 развивавший 770 л.с. Но и этого оказалось не достаточно. Сенна и Бергер за сезон принесли McLaren пять побед, но ни о какой борьбе за чемпионат или Кубок Конструкторов речи не шло. Более того коллектив Дэнниса уступил не только Williams, но еще и Benetton, обладавшим скромным мотором Ford V8 (680л.с.). Это затронуло самолюбие гордых японцев, и Honda объявила, что в конце сезона покинет чемпионат. Но напоследок самураям хотелось хлопнуть дверью. Специально для своей домашней гонки Гран-При Японии они подготовили специальную версию двигателя, мощность которого достигла 800 л.с. Но и эта затея потерпела провал – Сенна сошел уже на втором круге из-за отказа… двигателя.


На следующий сезон команда из Уокинга спроектировала новый болид – MP4/8. Для начал Рон Дэннис хотел договориться о поставке двигателей Renault, как самых передовых. Но сделка не состоялась, и ему пришлось искать альтернативу в виде Ford V8, как у Benetton. Однако и для был подвох. Американцы уже имели одного премиум-клиента, потому в McLaren поначалу поставляли движки на 20 л.с. чем те что шли в Benetton. Лишь в средине сезона благодаря усилиям Дэнниса, Ford предоставил и ему новую спецификацию мотора. Но все рано этот мотор значительно уступал Renault. А меж тем Williams выпустил на трассу свой новый болид – FW15C. Он имел более узкий носовой обтекатель, чем FW14В, новую крышку двигателя и воздухозаборники. Аэродинамика была лучше на 12%, мощность двигатель на 30 л.с. Кроме того, размер топливного бака уменьшился с 230 до 210 литров. Еще одним отличием от предшественника было наличием в машине электронного усилителя руля. Электронных систем в Williams FW15C было столь много, что это требовало подключения трех портативных компьютеров к болиду: для двигателя, для телеметрии и для подвески. Пилоты могли использовать специальную систему помощи при обгоне, которая позволяла задействовать дополнительные 300 оборотов мотора и специальный режим подвески.


В тоже время специалисты по электронике McLaren в сотрудничестве с TAG Electronics продолжали упорно доводить до ума свой MP4/8. В машине появилось все больше датчиков, и электронных систем. Новая активная подвеска, антиблокировочная система, контроль тяги, полуавтоматическая коробка – все, что только можно управлялось электроникой. За это MP4/8 журналисты прозвали – «электронная смерть».
Тотальная «электронизация» Формулы-1 заставила FIA задуматься о её запрете. Правда, федерация начал палить горячку и решила ввести запрет прямо по ходу сезона-93. Оказалось, что в таком случае соответствовать регламенту будут только машины команды BMS, у которой вообще не было никакой электроники. Остальные же команды подняли волну негодования. Громче всех кричал Питер Уорр. Дело в том, что Lotus все свои средства вложил в разработку передовой электроники, и теперь денег на разработку новой машины просто не было. В общем, ввести немедленный запрет, оказалось не возможно, и запрет перенесли на начало 1994 года.


Но все эти системы были скрыты от посторонних глаз обывателей под фюзеляжем болидов. А вот что было заметно внешне, так это новинки аэродинамики. С начала 70х инженеры пытались прижать нос болида как можно ближе к земле. После появления легендарного Lotus 72 считалось, что это оптимальный вариант, работы аэродинамики. Но вот в 1990м году пришедший в Tyrrell Харви Постлтуэйт решил пойти совершенно другим путем. Британец уже имел огромный опыт в разработке аэродинамики. Он взял за основу прошлогоднюю машины Tyrrell – 018 и быстро понял, в чем её недостаток. В частности, одна область привлекла его внимание: воздушный поток в нижней части кузова. После запрета граунд-эффекта с 1983 года и до конца 80х болиды имели плоское днище, но обзавелись массивными диффузорами, частично генерировавшие тот самый граунд-эффект. Постлтуэйт понял, что эффективность этой системы генерации низкого давления серьезно страдала из-за низкого положения носа в передней части автомобиля. Низкий нос эффективно отводил воздух по сторонам от машины и таким образом на верх болида и под днище его попадало в разы меньше. Но, как известно, чем больше воздуха будет всасываться под автомобиль, тем быстрее будет двигаться этот воздух. А чем быстрее будет двигаться воздух, тем ниже будет давление, и болиду будет проще «присосаться» к асфальту.
Подняв носовой обтекатель автомобиля, Постлтуэйт и его команда увеличили объем воздуха, который мог проходить под машиной. И наоборот, эффективность аэродинамических поверхностей переднего крыла увеличивается по мере приближения к земле. Эти противоречивые требования привели к дизайну характерного перевернутого V-образного профиля переднего спойлера Tyrrell 019. Новинка сразу показала свою эффективность. На медленных городской трассе в Монако Жан Алези уверенно финишировал на 2м месте. При этом француз полгонки успешно отбивал атаки Бергера на чемпионском McLaren. Не удивительно, что Tyrrell 019 в конце сезона получил титул «автомобиль года в Ф1».


Другие команды тоже заприметили новинку. Первыми «оторвать» нос от земли решили в Benetton в 1991 году. Но здесь инженеры применили не столь кардинальный подход, оставив переднее крыло цельным, которое крепилось к носу на не больших стоечках. Тоже самое в 93м году внедрили в Ferrari. В Williams на FW14B тоже чуть-чуть приподняли нос, но само крыло оставили без изменений, потому профиль переднего спойлера у болида вышел слегка «курносый». Схожий принцип в том же 91м использовали в команде-дебютанте Jordan.
Однако наиболее характерные изменения в облике передней части болида Ф1 показали Росс Браун и Рори Бирн при создании Benetton B192. Нос машины был существенно задран вверх. Его округлая нижняя часть и почти плоская верхняя придавала болиду схожесть с акулой. Переднее крыло крепилось уже на высоких стойках. Такая характерная особенность придала Benetton самый узнаваемый облик 90х.


Проектируя шасси В192 с учетом концепции нового носа, Браун и Бирн создали очень хорошо сбалансированный автомобиль. У этого не было сложных вспомогательных электронных систем, не хватало активной подвески, ABS, противобуксовочной системы и полуавтоматической коробки передач. Мощность мотора Ford V8 заметно уступала конкурентам (Renault, Honda и Ferrari). Но за счет самой только грамотно продуманной аэродинамике Шумахер и Брандл регулярно оказывались на подиуме Гран-При и зачастую даже были быстрее представителей McLaren и Ferrari. В итоге Benetton занял 3м место в Кубке Конструкторов 1992 и 1993 годов, одержав по одной победе в Гран-При каждого сезона.
Также на медленных трассах, где требовалось больше прижимной силы, как то Монако или Хунгароринг, многими командами использовалось заднее крыло больших размеров, чем обычное. На специальных боковых пластинах перед основным крыло крепилось еще одно чуть меньшее.


Ну а новое веявье в концепции носовой части машин Формулы-1 вдохнуло жизнь в развитие аэродинамики, изменившее облик болидов, и определившее тенденции развития на десятилетия вперед.[/spoiler]
Но об этом уже в следующей статье.

[Bogd@n]

Технологическая эволючия. Часть 13. Эпичная...

[spoiler=90е. До и после Имолы]В 1994 году Формулу-1 ждала смена технического регламента. Запрет коснулся активной подвески, тормозной системы ABS, антипробуксовочной системы, полностью автоматической коробки передач, бесступенчатой трансмиссии, оборудования, которое можно было запрограммировать, то есть, электронной педали "газа", которая заменила традиционную механическую подачу рабочей смеси. Но использование электроники в двигателе разрешалось. Кроме того, запрещалось любое воздействие на работу автомобиля во время гонки с помощью телеметрии. Целью новых правил FIA было усложнение пилотирования гонщиками автомобилей. Лучшие во всем мире гонщики участвовали в Чемпионате Мира среди гонщиков, и краеугольным камнем должно было быть их гоночное мастерство.
В 1994 г. были вновь введены дозаправки топливом, запрещенные с 1984 г. Это послужило стимулом для Ferrari и их прожорливых двигателей V12; меньшее количество топлива на борту решало проблему дополнительного веса их автомобилей. Дозаправки нивелировали разницу между двигателями V8, V10 и V12. В пелетоне также увеличилось число моторстроителей. Honda поставляла свои движки под брендом Mugen, McLaren в межсезонье перешел на двигатели Peugeot, а на капоте команды-новичка Sauber красовалась надпись Mercedes.


Введение дозаправок также сыграло на руку тем, чей болид приводился в движение маломощным Ford V8. А лидером среди таких был Benetton. В распоряжении инженеров была собственная аэродинамическая труба, современный автоклав, позволяющий изготавливать углепластиковый монокок при помощи внешней формы, что сделало ненужным большинство навесных кузовных панелей, и одна из самых передовых в Ф-1 лаборатория компьютерного моделирования. В попытках компенсировать потерянную эффективность подвески механическими средствами инженерами Ф-1 было найдено несколько интересных решений. Например, Патрик Хэд и Эдриан Ньюи вспомнили о торсионах, широко применявшихся в 70х, а Барнард при создании Ferrari 412T1 прикрепил рычаги подвески не на шарнирах, а жестко к монококу. В Benetton пошли более консервативным путем и в качестве упругих элементов подвески на поперечных треугольных углепластиковых рычагах с толкателями использовали горизонтально расположенные в корпусе машины амортизаторы и витые пружины, что в итоге оказалось простым и эффективным решением. Новый B194 сохранил свою главную отличительную черта – «акулий» нос.


Постарались и мотористы. Конфигурация V8 с углом развала в 75° была сохранена по нескольким причинам, главной из которых мотористы видели в V8 несколько очевидных преимуществ: экономичность, меньшие габаритные размеры и лучшая характеристика крутящего момента. А проведя компьютерную симуляцию различных конфигураций двигателей характеристики мощности и крутящего момента V8 оказались предпочтительней аналогичных показателей V10 и V12. Двигатель рабочим объемом 3499 см³ развивал максимальную мощность в 730 л.с. при 13800 об/мин – на 25 л.с. больше, чем прошлогодний силовой агрегат, но все же примерно на 40 л.с. меньше, чем новый мотор Renault модели RS6. Максимальная частота вращения коленвала составляла 15000 об/мин. Мотор работал в паре с поперечной шестиступенчатой полуавтоматической коробкой передач производства Benetton. Тем не менее, уступая соперникам в мощности в сезоне-94 Михаэль Шумахер сумел выиграть 5 гонок из первых шести! Однако не все было так просто.


Прижимная сила и управляемость машин резко и значительно значительно снизилась. У многих это вызывало волнение по поводу безопасности. Уже первый предсезонные тесты подтвердили высказывания некоторых специалистов, что новый технический регламент может привести к повышению аварийности на трассах. Даже такому мастеру контроля над автомобилем, как Айртону Сенне, было непросто справиться со своим Williams FW16, что приводило к регулярным вылетам с трассы. Так в очень серьезные аварии попали Жан Алези (Ferrari) и Юрки Ярвилехто (Benetton). Последний вследствии полученных трамв даже не смог принять участие в первых гонках сезона. Опасения подтвердились еще несколькми авария уже в ходе Гран-При. На третьем этапе сезона в тренировке в тяжелую аварию попал Рубенс Баррикелло (Jordan). Он еще был в коме, когда пилоты вышли на квалификацию на следующий день. И в ту роковую субботу разбился насмерть пилот Simtek Роланд Ратценбергер. Ну в самой гонке произошла еще одна авария – на 7м круге в бетонную стену врезался Williams трехкратного чемпиона Айртона Сенны.
Уже на следующей гонке в Монако гонщики решили сплотиться против решений FIA. Они требовали немедленного улучшения безопасности трасс чемпионата мира. В итоге облик многих автодромов изменился. Сначала организаторы в опасных поворотах установили блоки из отработанных покрышек, создав искусственные шиканы. Но уже к следующему сезону профили некоторых поворотов перестроили. Но это все потом, а пока в Монако произошла очередная серьезная авария, в этот раз пострадал пилот Sauber Карл Вендлингер. Австриец угодил в аварию в туннеле и 19 ней провел в коме. На следующем Гран-При в Испании на тренировке врезался в стену Андреа Монтермини (Sintek) в результате чего получил перелом лодыжки.


После гонок в Имоле и Монако FIA решили снизить скорость автомобилей, введя множество новых и дорогостоящих мер по обеспечению безопасности. Спустя две недели после гонки в Монако, перед Гран- при Испании, с автомобилей должны были быть удалены дополнительные элементы на передних крыльях, похожие на небольшие искривленные совки, чтобы воздушный поток достигал передних колес с минимальным срывом. Имеющий форму туннеля диффузор, обеспечивавший прижимную силу в задней части автомобиля, не должен был простираться дальше уровня крайней задней точки заднего крыла.
После Гран-при Канады должен был использоваться только коммерческий неэтилированный бензин; использование специальных смесей запрещалось. С целью снижения турбулентности за воздухозаборником двигателя он должен был иметь в своей задней части отверстия. После Гран-при Германии общая площадь этих отверстий должна была быть в полтора раза больше площади переднего отверстия воздухозаборника, а также вступило в силу правило, преследовавшее целью снижение граунд-эффекта. Днище автомобиля должно было иметь доску из "бронированной" древесины, то есть, пропитанную твердую фанеру шириной 300 мм и толщиной 10 мм. Она увеличивала разницу между боковыми кессонами и понтонами, в которых располагались радиаторы. Разрешалось максимальное уменьшение толщины или веса доски во время гонки до 10%, в результате чего автомобиль слегка приподнимался. Позже, после Гран-при Японии, к деревянной доске в предписанных местах должны были крепиться металлические салазки. Кроме того, должны были быть усилены точки крепления элементов передней подвески. После Гран-при Канады минимальный вес автомобиля был увеличен с 505 до 515 кг.


На Гран-При Германии были обнародованы результаты экспертизы программного обеспечения, взятого еще в Имоле с машин первой тройки: Benetton, Ferrari и McLaren. Специалиста сотрудничавшей с FIA фирмы LDRA Алана Прадома, проводившего анализ, в интерфейсе программы управления двигателем болида Benetton привлек «Пункт 13». По мнению FIA под этим разделом меню вполне могли скрываться настройки запрещенного трекшн-контроля. В Benetton настаивали, что под этим пунктом настройки не трекшн-, а лаунч-контроля и его использование невозможно из-за удаленной строки в программном коде. Кстати, использование лаунч-контроля признали и в Ferrari, а McLaren обвиняли в использовании компьютерного управления коробкой передач. Если Скудерия» осталась безнаказанной, а Рон Деннис отделался денежным штрафом, то Benetton грозила дисквалификация на весь сезон. Ситуация приобрела политический характер, когда в дело вмешался Ford, который отказался предоставлять расширенные программные коды для анализа, так как они являлись интеллектуальной собственностью компании. Теперь FIA имела дела не с командой-выскочкой, а со вторым по величине автомобильным концерном, представленном сразу в двух Чемпионатах мира – Ф-1 и ралли. Фактическое использование «13-го пункта» так и не было доказано, санкций не последовало, но тень на успехи Benetton и Шумахера была брошена и у многих вопросы остаются до сих пор.


Как бы там ни было, на чемпионат-95 FIA подготовила новый пакет изменений технического регламента, помимо новых требований к безопасности трасс. С 1995 г рабочий объем двигателя был снижен с 3500 до 3000 см3. Если самые мощные 3,5-литровые двигатели в 1994 г. развивали до 820 л.с., то лучшие 3-литровые теперь развивали 210-240 л.с./л. Кроме того, выросла их оборотистость. По слухам, 12-цилиндровый двигатель Ferrari раскручивался до 17 100 об/мин, Renault V10 – до 16 000 об/мин, а Ford Zetec-R V8 – до 14 900 об/мин.
С целью снижения скорости прохождения поворотов днище монокока должно было располагаться в 50-ти миллиметрах над поверхностью трассы. Снизу к днищу крепилась еще деревянная доска толщиной 10 мм, которую не разрешалось регулировать в течение гонки. По слухам, это снизило прижимную силу на 15-18%. Согласно данным, предоставленным инженерами команд, максимальное поперечное ускорение снизилось с более чем 4g в начале сезона 1994 г. примерно до 3g. Все это привело к увеличению времени прохождения круга на 1-2 секунды.
Были и другие изменения в правилах. Снижение рабочего объема с 3500 до 3000 см3 практически означало введение новой Формулы. Возникла необходимость в создании новых автомобилей. С 1995 г. монопост Гран-при должен был весить не менее 595 кг без нагрузки, но с гонщиком (со шлемом и в комбинезоне) на борту. Большинство автомобилей могли теперь нести на борту около 140 литров топлива, хотя емкость топливного бака варьировалась с 90 литров у Simtek до 150 литров у Benetton.


Запрет на вспомогательные электронные системы был немного смягчен – было разрешено использование электронной педали "газа". Антипробуксовочная система и полностью автоматическая трансмиссия остались под запретом. Снижение мощности и прижимной силы потребовали от гонщиков большего гоночного мастерства.
В течение года были проведены различные исследования и эксперименты в области безопасности и «выживаемости» пилотов. Было сделано множество открытий и разработаны новые требования к гоночным автомобилям. Так, перегородка кокпита, защищающая голову гонщика, должна была иметь минимальную толщину 75 мм и наполнение из специального изоляционного материала; эта мера снижала риск травмы головы и шеи гонщика примерно до 50%. Кроме того, FIA ужесточила условия краш-теста монокока, который стал обязательным с 1985 г. Скорость, с которой монокок со стартовым весом 780 кг врезался в стену, была увеличена с 39,6 до 42,2 км/ч. Манекен в кокпите подвергался нагрузке в 41,6g. Также проводилось испытание на боковой удар – 78-килограммовая тележка со скоростью 18 км/ч ударялась о шасси. В 1995 г. были проведены первые испытания подушек безопасности в гоночных автомобилях, но в Ф1 они так и не появились.


Наряду с этими принудительными мерами, в командах стали вносить свои изменения в машины, сказавшиеся на облике всей Формулы-1. Так к средине 1996 года в пелетоне не осталось болидов с низким носом. Одной из последних команд «подняли» нос в Ferrari. Новые требования безопасности в 96 году привели к появлению «воротников» безопасности, обрамлявших кокпит. Также в пелетоне уже не было ни одной машины с ручной коробкой передач.
Но все эти потуги FIA оказались не напрасны. Более того, на достигнутом Федерация не остановилась, и из года в год продолжала совершенствовать Формулу-1 в плане безопасности.[/spoiler]
Продолжение в следующей статье.

[Bogd@n]

Постепенно мы подошли к рубежу столетий. Техническая эволюция. Часть 14.

[spoiler=Взгляд в новое тысячелетие]Девяностые годы XX века прошли под знаком бесконечной борьбы FIA за снижение скоростей в Формуле-1. Сначала под запрет попала вспомогательная электроника, затем уменьшились в размерах диффузоры, стал более жестко контролироваться дорожный просвет, а объем двигателей уменьшился с 3,5 до 3,0 литров. Чиновникам все эти меры показались недостаточными и к 1998 году был подготовлен новый технический регламент, согласно которому ширина машин уменьшалась с 2000 мм до 1800, а шины должны были иметь продольные канавки (передние – по три, задние – по четыре), что уменьшало площадь пятна контакта на 12%.


В 1997 году Рону Деннису удалось переманить из Williams ведущего конструктора Эдриана Ньюи. Тот прибыл в Уокинг не с пустыми руками, представив первые чертежи будущего MP4/13 своему новому конструкторскому коллективу в лице Нила Оутли, отвечавшего за шасси, Анри Дюрана, возглавлявшего отдел аэродинамики, и начальника гоночной бригады Стива Николза. Ньюи изначально хотел создать шасси с более длинной базой, чем у машин 97 года, хотя более логичным виделось ее уменьшение, пропорциональное относительно уменьшения ширины. Он чувствовал, что наиболее важным моментом будет расположение центра тяжести как можно ниже, потому что узкая колея вызовет большее смещение веса в поворотах, а шины с канавками будут менее стойки к уменьшению коэффициента сцепления при возрастании нагрузок. Значит, нам требовалось минимизировать перемещение веса. Также Эдриан считал, что удлинение колесной базы позволит компенсировать уменьшение ширины автомобиля.
Новый автомобиль отличал низкий носовой обтекатель, а применение торсионов в передней подвеске вместо витых пружин позволило сделать его уже. При этом в конструкции задней подвески по-прежнему использовались пружины, а в целом подвеска была выполнена по классической для того времени схеме с двойными поперечными рычагами, толкателями и горизонтально расположенными гидравлическими амортизаторами. Кроме того, MP4/13 получил удлиненные боковые понтоны – решение, разработанное конструкторским штабом McLaren до прихода Ньюи.


Ощутимый вклад по уменьшению центра тяжести внесли создатели двигателя. С 1995 года McLaren сотрудничал с Mercedes-Benz, двигатели которой создавались британской компанией Марио Иллена – Ilmor. Марио и его команда расположили коленчатый вал как можно ниже и максимально облегчить головки цилиндров. V10 (72°) рабочим объемом 2998 см³ (93,5 × 43,7 мм) воплотил в себе все традиционные для лучших двигателей того времени технические решения, а так же некоторые новшества. Для снижения вихревых потерь каждый кривошип вращался в своей собственной изолированной камере с отдельным отводом масла. Кроме того, электронная система TAG-McLaren позволяла дозировать подачу топлива в разные пары цилиндров для более плавной мощностной характеристики и улучшения экономичности. Новый силовой агрегат вышел рекордсменом для тех лет – 760 л.с. при 17000 об/мин. При этом его масса составляла всего 107 кг вместе со сцеплением, но без учета блока управляющей электроники и выпускного коллектора.


Впрочем, первые тесты оптимизма не внушали. Хяккинен и Култард жаловались на плохую управляемость, задние верхние рычаги не выдерживали нагрузок. Однако, когда углепластиковые рычаги заменили на стальные проблема ушла. Уже на следующих тестах в Барселоне MP4/13 оказалась быстрее всех конкурентов. Ну а первая гонка сезона-98 принесла поразительный результат – победный дубль, причем ближайшего конкурента Хяккинен и Култард обошли на круг! Преимущество выглядело просто подавляющим. Но вот, на следующей гонке, что проходила в Бразилии появилось заявление технической комиссии о несоответствии McLaren MP4/13 регламенту. Еще в прошлом сезоне на MP4/12 появилась третья педаль, после нажатия на которую притормаживалось заднее внутреннее колесо, что помогало быстрее проходить повороты. В среднем преимущество дополнительной тормозной системы составляло 0,3 сек. Если в 97м приходилось выбирать, на какое колесо установить эту систему в зависимости от числа левых и правых поворотов, то в 98м модернизированный вариант системы позволял гонщику выбирать, какое колесо притормаживать посредством нажатия кнопки на руле. О третьей педали стало известно с легкой руки фотографа Даррена Хеса, сфотографировавший кокпит машины выбывшего из гонки Хяккинена. Демонтаж дополнительной тормозной системы на MP4/13 на Интерлагосе расстановку сил не изменил: поул и победа снова у Мики, вторые места на старте и финише у Култарда. Ближайший из конкурентов - Михаэль Шумахер на Ferrari в минуте отставания.


Лишь на третьей гонке сезона в Аргентине ситуация немного изменилась. И не малую роль в этом сыграли шинники. Goodyear доработали свои шины, повысив их износостойкость и ширину, что позволило Ferrari и Williams подтянуться к McLaren, которые с этого года перешли на Bridgestone. Новый виток шинной войны начал раскручиваться. Впрочем. Очень быстро американский поставщик резины поняв, что Ф1 довольно затратное предприятие, решил чемпионата покинуть. Стоит отметить, что одной из причин по которой FIA запретила использование активной подвески и антипробуксовочной системы в 1994г, было скрытое стремление FIA и руководства Формулы-1 с 1980-х к выполнению финансовых интересов производителей гоночных шин, которым невыгодно уменьшение расходов команд на шины из-за активной подвески, других систем. Далее FIA старалась вводить ежегодную монополию поставки шин Ф1 только одним производителем шин для снижения расходов (монопольный рост прибыли) на разработку шин. Как бы там ни было, но в 1999м году Bridgestone стала монополистом в Ф1. Передние шины теперь тоже имели по 4 канавки, как и задние.


McLaren MP4/13 заметно превосходил Ferrari F300 в чемпионате 98го, но во многом благодаря шинам Goodyear и титаническим усилиям Шумахера развязку чемпионата удалось оттянуть до самой последней гонки в Японии. А там Шумахер сошел из-за взрыва покрышки, и титул достался Хяккинену. MP4/13 стал основой для следующего болида команды - MP4/14, который принес Хяккинену второй подряд чемпионский титул.


Меж тем, конкуренты не сидели, сложа руки, уповая на милость судьбы. Каждый искал свое решение, как можно повысить прижимную силу. В Ferrari для своей модели F300 разработали новую уникальную выхлопную систему, получившую название «перископ». Итальянский инженеры выхлопные трубы направили не в хвост машины, как всю жизнь это делали, а вывели их на края понтонов, направив отверстия вверх. Тем самым выхлопные газы, вылетая из труб, создавали некую дополнительную прижимную силу. Решение, вызвавшее по началу много споров о его легитимности, быстро распространилось на по всем командам, и спустя уже несколько лет, применялось всеми.


Еще одним интересным новшеством в конце 90х стали Х-крылья. Впервые их разработали в Tyrrell для модели 025. Это были дополнительные закрылки установленные под углом на высоких стойках, закрепленных в районе кокпита машины. Эти крылья были специально «заточены» по аэродинамику 025го, и являлись не отъемлемой его частью. В 1998м году, с резким понижением прижимной силы, об Х-крыльях вспомнили в других командах. Помимо Tyrrell они появились у Prost, Sauber, Jordan и… Ferrari. И тут вмешалась FIA. Дело в том, что в Гран-При Аргентины Жан Алези (Sauber) на пит-стопе одним таким крылышком зацепился за пневмошланги и оторвал его. FIA решила, что это не безопасно, и Х-крылья запретила. Хотя не официальной причиной запрета было, то что эти крылья портят эстетический вид болидов.
С таким багажом Формула-1 вступала в новое тысячелетие.[/spoiler]
Но об этом в следующей статье.

[Bogd@n]

Техническая эволюция. Часть 15.

[spoiler=Двухтысячные...]Начало 2000х ознаменовалось новыми существенными изменениями в техническом регламенте, вступившие в силу с 2001 года. Во-первых в постоянном стремлении снизить прижимную силу FIA внесла поправки в высоту размещения переднего крыла, немного «оторвав» его от земли, а кроме того с Гран-При Испании того года в Формулу-1 вернулся трэкшн-контроль, запрещенный в 94м. Дело в том, что в FIA поняли, что они попросту не могут контролировать наличие этой системы у команд, а постоянные протесты и подозрения в жульничестве проверять они устали. Вот и решили – пусть он будет у всех.


До этого же наибольше тень подозрений падала на Ferrari и Jordan. Но если Скудерия после возврата системы в пелетон все рано осталась на первых местах, то ирландская стайня немного сдала свои позиции, скатившись в средину пелетона. Ну а что касается Ferrari, то её доминирование на протяжении первой половины десятилетия впечатляет. Росс Браун и Рори Бирн из года в год совершенствовали шасси, и в итоге к сезону 2004 получили едва ли не идеальный болид. Сердце модели F2004 это 3-литровый 10-цилиндровый V-образный двигатель с углом развала цилиндров 90 градусов. Это был один из самых мощных силовых агрегатов в пелетоне – он развивал 910 л.с. без всякого наддува. Правда, функцию нагнетателя отчасти выполнял воздухозаборник особой формы. Однако прибавку он давал весьма посредственную – 7-10 кПа. Зато отсутствие наддува с лихвой компенсировалось умопомрачительной скоростью вращения коленвала - 19 200 об/мин! Такие обороты нужно грамотно воплощать в скорость. Потому коробка передач изготовлена из титана, с углеволоконными вставками. Титан очень плохо поддается обработке, этот процесс долгий дорогостоящий. Зато он очень прочный. Также для лучшего распределения веса масляный бачок на F2004 был расположен между задней стенкой шасси и передней стенкой двигателя. Что позволило сделать корпус трансмиссии гораздо более компактным.


Из углеволокна выполнены и все элементы подвески. К средине 2000х уже все команды отказались от рычагов, работающих на растяжение, в пользу рычагов работающих на сжатие как в былые времена. Возвращение к такой схеме оказалось возможным потому, что все стало гораздо компактнее и легче: торсионы, стабилизаторы поперечной устойчивости и амортизаторы стали больше похожи на внутренности карманных часов, нежели на элементы подвески.
Поскольку FIA в нулевых постоянно переписывала правила, стремясь снизить прижимную силу, создателям F2004 пришлось уделить огромное внимание мельчайшим деталям аэродинамики машины. Специалисты по аэродинамике с ювелирной точность проработали все элементы и компенсировали потери в прижимной силе, а заодно снизили лобовое сопротивление машины. Также они пошли на хитрый ход – передний край основной плоскости переднего крыла было неокрашенным. Инженеры посчитали, что краска может шелушиться от удара камней и это повлияет на эффективность крыла.


Еще одним не маловажным аспектом в создании болидов начала 2000х стала новая шинная война. В Формулу-1 вернулись французские Michelin. К 2004му году Michelin и Bridgestone затеяли одну из самых ожесточенных битв в истории Ф1: разнообразные химические составы резины и конструкции шин сменяли друг друга чуть ли не каждую неделю. Правила позволяли поставщикам шин готовить к каждой гонке по 2 конструкции шины индивидуально для каждой команды. В случае с Ferrari это означало, что Bridgestone фактически участвовала разработке F2004 – создание каждого рычага подвески, каждого элемента рулевой механизма не обходился без консультации с японскими шинниками.


Аэродинамика в начале 2000х выходила на новый более качественный уровень. Естественно не обошлось без революций. Например, в 2004м году Williams удивил общественность своей совершенно неожиданной конструкцией носового обтекателя. Автомобиль имел радикальную переднюю часть по прозвищу «Моржевый нос». Он отличался широченным, но коротким носиком, соединенным с передним крылом наклонными вертикальными лонжеронами, которые позволяли проникать большему потоку воздуха в нижней части автомобиля. Чтобы максимизировать поток воздуха, передняя подвеска была разработана на основе принципа двойного киля. Двухкилевой называется конструкция, в которой нижние рычаги передней подвески крепятся к двум выдвинутым вперед элементам шасси, а не к одному центральному килю, как в однокилевой машине. Впервые эту систему разработали в Sauber, но какой-то особой выгоды от неё швейцарская команда не получила. Как и не получили её другие адепты этой схемы – Arrows, Minardi, Jordan… В то же время, Ferrari довела свою однокилевую конструкцию до совершенства. До этого считалось, что 2 киля создают больше недостатков, чем имеют достоинств. Двойной киль хорош тем, что он увеличивает прижимную силу и уменьшает лобовое сопротивление. С другой стороны – он увеличивает возмущения воздушного потока перед носовым обтекателем из-за дополнительных аэродинамических элементов. Также двухкилевая схема уменьшала жесткость конструкции, и такому болиду сложнее пройти обязательный краш-тест FIA.


Но специалисты Williams и McLaren решили, что однокилевая схема себя изжила. Первую проблему – лишние 10 кг в передней части, приводившей к недостаточной поворачиваемости устралнили просто. Инженеры Williams и McLaren обратились к Michelin с просьбой участь это при разработке очередной спецификации шин. Просьба была выполнена – новое поколение французских покрышек лучше всего работало именно в режиме избыточной нагрузки на переднюю ось, повышая механическое сцепление с трассой и снижая эффект недостаточной поворачиваемости. Но осталась еще одна проблема – завихрения потоков воздуха. В McLaren пошли по более легкому пути, максимально сузив нос болида. А вот Williams приняли радикальные меры, попросту «обрезав» выступающие части носа. Однако на практике, многообещающая конструкция оказалась провальной. Что Williams FW26, что McLaren MP4/19 сильно проигрывали не только Ferrari F2004, но зачатую и другим конкурентам в лице BAR и Renault.


К средине 2000х уже все команды поголовно продували свои болиды в аэродинамических трубах. Не отъемлемой частью каждого Гран-При стал инженер с ноутбуком подключенным к болиду и непосредственно перед стартом загружавший параметры работы различных систем. Все команды стали использовать задние антикрылья из двух элементов (но этого требовали новые правила FIA). Также из-за уменьшения топливных баков у болидов изменилась конструкция боковых понтонов. Болиды начали «обростать» мелкими закрылками, прикрылками, дефлекторами и прочими элементами распиханными чуть ли не по всему болиду.
В итоге в команде «Железного» Фрэнка поняли ущербность своей новой конструкции и решили отказаться от своего «моржового» носа прямо по ходу сезона-2004. В McLaren тоже признали промах в конструкции MP4/19, но в коллективе из Уокинга поняли куда нужно двигаться дальше в этом направлении.[/spoiler]

Продолжение следует...

[Bogd@n]

Техническая эволюция. Часть 16.

[spoiler=Аэродинамическая камасутра]Гегемония Ferrari и Михаэля Шумахера в начале 2000х, не на шутку напугала чиновников FIA, ибо тотальное доминирование одной команде сулило отпугнуть зрительскую аудиторию от Формулы-1. Начиная с 2005 года, в силу вступило ряд новых правил и изменений как спортивного, так и технического регламента. В первую очередь, было введено правило, что одного двигателя на болиде Ф1 должно хватать минимум на два Гран-При. Также поправки коснулись изменений в задних антикрыльях. Кроме того запрещалась смена покрышек на пит-стопе во время гонки, кроме форс-мажорных случаев, как то прокол. В общем, все это привело к тому, что командам пришлось совершенствовать болиды в более узких рамках.


Новые требования уменьшили прижимную силу на четверть. Но изыскания команд в аэродинамике в целом отыграли это ограничение. Так в McLaren построили совершенно новый болид – МР4/20. Для нового автомобиля были пересмотрены аэродинамика и подвеска, в связи с пересмотром регламента на 2005 год: поднято переднее крыло, уменьшен диффузор и заднее крыло переехало немного вперед. Укороченная колесная база позволила максимально использовать производительность шин Michelin, которые теперь стали заметно жестче. Отличительными признаками автомобиля стали крылья типа 'рог', установленные на кузове за воздухозаборником, которые были попыткой уменьшения потерь прижимной силы. Инженеры команды извлекли уроки из не самой удачной прошлогодней модели с двойным килем, и в новом болиде применили новую схему – «нулевой киль». Подвеска имела сдоенную компоновку из торсиона и амортизатора, взаимодействующая с толкателем, и угловым рычагом, а также двойными треугольными рычагами особой формы. Все это крепилось непосредственно к носовой части монокока. Постарались ребята и в Mercedes. Немецкие движки в 2005 году оказались самыми мощными в пелетоне – V10 с углом развала 72° развивал 930 л.с. Не удивительно, что в сезоне-2005 МР4/20 был самой быстрой машиной чемпионата. Кими Райкконен и Хуан-Пабло Монтойя одержали 10 побед в 19 гонках и еще минимум 4 упустили из-за технических проблем. Увы, McLaren оказался и самой не надежной машиной чемпионата, что помешало Райкконену стать чемпионом в том году.


Ferrari осталась верна своей однокилевой схеме, а скажем Renault сделала что-то среднее между одно и двух килевой – у французов получился такой себе v-киль.
Однако FIA анонсировала новые изменения в аэродинамике на сезон 2006, и Ferrari с Renault быстро просекли, что «нулевой» киль с новыми правилами потеряет свою эффективность, при этом сохранит свои недостатки. Так и вышло. Чемпионат 2006 McLaren провалил, в то время как Ferrari и Renault боролись за титулы.
Но не это стало главной особенностью нового чемпионата. С 2006 года FIA новые ограничения на двигатели. Отныне можно было использовать только атмосферные силовые агрегаты объемом до 2,4 литра и только V8.


Однако поскольку переход на 8-цилиндровые двигатели произошёл довольно неожиданно и сопряжён с большими затратами, в 2006-м году малобюджетным командам было позволено использовать 10-цилиндровые моторы объёмом до 3,0 литров с ограничением оборотов и диаметра воздухозаборника. Системы предварительного охлаждения воздуха запрещены. Также запрещено подавать в двигатель что-либо, кроме воздушно-бензиновой смеси. Впуск и выпуск изменяемой геометрии также попадали под запрет. Каждый цилиндр может иметь только одну форсунку для впрыска топлива и только одну свечу зажигания. Также двигатель ограничен до 18 000 оборотов в минуту. Угол развала блока регламентировался 90°, диаметр поршня не должен был превышать 98 мм, а минимальная масса – 95 кг.
Блок цилиндров и картер двигателя должны быть выполнены из сплавов алюминия. Коленвал и распредвалы должны быть сделаны из стали или чугуна. Толкатели клапанов должны быть выполнены из сплавов алюминия, а сами клапаны — из сплавов на основе железа, никеля, кобальта или титана. Использование карбона и других композитных материалов при производстве блока цилиндров, головки блока и клапанов запрещалось. Для запуска двигателя на пит-лейн и на стартовой решетке должен был использоваться внешний стартер (отдельное переносное устройство, не устанавливаемое на машину).


Ограничения довольно жесткие, но при этом команды не уставали искать возможности повышения скорости за счет аэродинамики. Болиды обростали все новыми и новыми, порой весьма причудливой формы, закрылками и направляющими для потока воздуха. Апогеем развития аэродинамики стал 2008 год. Рассмотрим эго на примере xtvgbjycrjuj болида McLaren МР4/23, создание которого проходило под тщательным надзором со стороны инспекторов FIA, из-за известно скандала Степни-Кофлена.
Главным отличием MP4/23 от предшественника стала удлиненная база, продиктованная желанием специалистов по аэродинамике добиться лучшей стабильности и получить больше поверхностей для создания прижимной силы. Концепция переднего антикрыла с, так называемым, мостом, проходящим над носовым обтекателем, была усовершенствована. Такие обтекатели появились почти на половине машин в пелетоне. Обтекатель, в свою очередь, стал более высоким, что позволило получить увеличить давление воздуха на переднем антикрыле. Для лучшего охлаждения двигателя была переработана область верхнего воздухозаборника, что так же позволило немного уменьшить боковые понтоны. В желании добиться большего от заднего антикрыла, создатели автомобиля применили торцевые пластины невероятно сложной формы, с прорезями, а потеря их жесткости была компенсирована усиленной двойной центральной стойкой. Кроме того, была переработана передняя подвеска.


Как и другие болиды того времени, McLaren MP4/23 имел монокок из углепластика и композитных панелей, подвеску на двойных поперечных рычагах с толкателями, гидравлическими амортизаторами и торсионами. Но была в нем одна особенность - «J-демпфер». Разработанное Малколмом Смитом устройство, так же известное, как инерционный демпфер, представляло собой третий элемент, состоящий из амортизатора, имеющего крепления с обоих концов, и маховика. Поступательная энергия амортизатора преобразуется во вращательную энергию маховика, который создает противодействие, пропорциональное ускорению концов амортизатора относительно друг друга. Такое незамысловатое решение позволяло улучшить сцепление колес с трассой и улучшить управляемость.


С 2008 года все двигатели оснащались стандартным блоком управления производства McLaren, вместе с тем было запрещено использование лаунч-контроля и активного торможения двигателем. Mercedes-Benz FO108 с самого начала был одним из самых мощных моторов в пелетоне наряду с агрегатами BMW и Ferrari. Версия V для сезона ’08 развивала около 790 л.с.
Развитие MP4/23 шло непрерывно. От гонки к гонке инженеры вносили в аэродинамический пакет разные обновления, и заканчивал чемпионат-2008 можно сказать совершенно не тот болид, который его начинал. Аэродинамический изыски всплошную покрывали заднюю часть машин того периода. Что интересно по бокам воздухозаборника над головой пилота практически у всех машин появились крылышки, на подобие тех, что McLaren использовал еще на модели 2005 года, только без рожек. А сам McLaren от них отказался! В тоже время некоторые команды, в том числе и Ferrari, на воздухозаборниках своих болидов использовала вертикальный плавник, тянущийся едва ли не до самого заднего крыла.


Особенность аэродинамики McLaren 2008 позволяла MP4/23 лучше работать с резиной, особенно в холодную погоду. С уходом Michelin в конце 2006 года, в чемпионате снова наступила монополия Bridgestone.
Вся эта гонка вооружений не особо нравилась чиновникам FIA. На 2009й год была разработана новая концепция изменений в регламенте, совершенно изменившая внешний вид болидов Формулы-1.[/spoiler]

Но об этом в следующей статье.

[Bogd@n]

В Honda предложили всем желающим собрать из картона или бумаги модели прошлогодних машин Формулы 1 – Red Bull RB15 и Toro Rosso STR14.



На сайте компании выложены чертежи с подробными инструкциями. Сборка двух моделей потребует определённых усилий и времени, но результат должен порадовать.

[Bogd@n]

Техническая эволюция. Часть 17.

[spoiler=Курс на омологацию]Но еще до 2009 года в Больших Призах FIA взяла курс на омологацию многих технический аспектов Ф1. Связано это было в первую очередь с попыткой Всемирной Федерации уменьшить расходы команд. Так в течение сезонов 2007-2010 команды должны были использовать те двигатели, которые были использованы в двух последних гонках сезона 2006. Допускалась только разработка ограниченных улучшений двигателя, которые строго контролировались FIA.
Правило «два уик-энда — один двигатель» введенное в средине нулевых больше не распространялось на пятничную сессию свободных заездов. Отказ или замена мотора в пятницу не наказывался штрафом. Также в пятницу можно было использован другой двигатель в целях экономии ресурса основного. С 2008 года гонщики обязаны были использовать одну коробку передач на протяжении серии из 4х Гран-При, в случае замены коробки гонщик терял пять мест от результата квалификации на старте следующей гонки. Новую коробку без каких-либо санкций можно было использовать, только если гонщик, который не смог финишировать в первой, второй или третьей гонке этого цикла по причинам, независящим от него или команды.
Все компоненты двигателя и коробки передач, включая сцепление, дифференциал и связанные актуаторы должны отныне управляться унифицированным электронным Блоком управления (ECU), поставщик которого определяется FIA. ECU можно использовать только с программным обеспечением, одобренным FIA, и должен быть связан с системой управления только способом, указанным FIA.


В сезоне 2009 года произошли радикальные изменения технического регламента, которые направлены на улучшение числа обгонов, увеличение зрелищности гонок и сокращение материальных затрат команд.
Ради первого была пересмотрена аэродинамика болидов. Машины совершенно изменили свой внешний вид. Переднее крыло теперь должно было стать проще, и шире, на уровне ширины передних колес. Заднее наоборот – заузили и сделало его выше. Также FIA поставила под запрет все закрылки расположенные непосредственно на понтонах. Кроме того ради повышения зрелищности и увеличения сцепления колес с трассой FIA вернула в Формулу-1 слики. В сезоне 2009 года, впервые в истории Формулы-1, были разрешены подвижные элементы аэродинамики, и гонщики получили возможность скорректировать конфигурацию переднего антикрыла нажатием кнопки. Один элемент крыла, расположенный по бокам 500-миллиметровой «нейтральной зоны», мог изменить своё положение в пределах шести градусов дважды на каждом круге.
Все это было внешние изменения. Однако было еще и те, которые скрывались от обывателей внутри машины. Одной из них была система рекуперации энергии – KERS. Эта система позволяет аккумулировать энергию от торможений болида и при необходимости, пилот, посредством специальной кнопки на руле может использовать её, кратковременно получив дополнительные 80-120 л.с. KERS можно было использовать по желанию. Но не все команды решились установить её на свои болиды. Из лидеров обзавелись ею только Ferrari да Renault. В чемпионском McLaren решили обойтись без неё, решив сделать упор на свой двигатель Mercedes, остававшийся самым мощным в пелетоне. Но впервые за многие годы немцы решили поставлять свои силовые агрегаты и другим командам. В число таких счастливчиков попали Force India и новая команда Brawn GP.


Ну, сказать, что Brawn GP так уж новая нельзя. В конце 2008 года Honda внезапно объявила о том, что она Ф1 покидает. После долгих переговоров техническим директорам Россу Брауну и Питу Фраю удалось уговорить японцам продать свою команду за символическую цену в £1.
Новый регламент требовал нового подхода к работе. Honda больше не поставляла свои моторы, поэтому Брауну пришлось приложить не мало усилий, дабы заключить контракт с Mercedes. А затем усердно потрудиться, чтобы всунуть немецкий двигатель в уже готовое шасси. Сам силовой агрегат развивал 780 л.с. и являлся одним из самых мощных в пелетоне. В модели Brawn BGP 001 не было KERS. Отказ от неё неожиданно обернулся преимуществом. На поверку выгода от получения дополнительной мощности не перекрывала недостатки. Система рекуперации – это лишние 60 кг, которые связывают инженерам руки в размещении балласта, и увеличенное лобовое сопротивление, вызванное выросшими боковыми понтонами и площадью воздуховодов радиаторов. Кроме того, надежность новых систем вызывала немало вопросов. Несмотря на то, что инженеры Honda стали одними из первых, опробовавших систему на тестовом треке, в команде не сильно верили в ее потенциал, поэтому решили сосредоточиться на других областях.
На контрасте с машинами 2008 года, отличавшихся невероятными изгибами корпуса и проработкой в мелочах, новые болиды выглядели откровенно просто. При этом невооруженным глазом было заметно, что машина BGP 001 выделялась на фоне конкурентов более изящными боковыми понтонами, самым сложным передним антикрылом и носовым обтекателем, выполненном в стиле чемпионских Ferrari времен Михаэля Шумахера, в то время как большинство конструкторов Ф-1 выбрали высокие и широкие носовые обтекатели.


Однако самой интересной особенностью BGP 001 был, так называемый, двойной диффузор (или «двухпалубный», как его называли поначалу). Новые правила регламентировали высоту центральной и боковых плоскостей диффузора, но ничего не говорили о пространстве над ним. Это привело к появлению спорного двойного диффузора, в котором над регламентированной плоскостью находилась еще одна, увеличивая суммарную высоту узла почти в два раза. В случае с болидом Brawn для увеличения скорости потока воздуха служили каналы возле моторного отсека с выходом в районе задней структуры безопасности (на которой закреплен красный фонарь). Часто Брауну приписывают нахождение этого пробела в регламенте, но на самом деле идея принадлежит Бену Вуду, который возглавлял отдел аэродинамики аутсайдера Super Aguri, а после закрытия этой команды перебрался в Honda. Еще до появления BGP 001 на тестах в Барселоне внимание общественности привлекло похожее решение, пусть и не настолько изящно проработанное, на болидах Toyota и Williams, но скорость Brawn подняла волну споров на новый уровень.
Наиболее активно против спорного элемента выступали лучшие команды-лидеры прошлых лет – Ferrari и McLaren, которые из-за напряженной борьбы в прошлом сезоне начали 2009-й с откровенно сырыми шасси. Затем к ним примкнула Red Bull – Эдриан Ньюи построил лучшую машину с «правильным» диффузором и в случае запрета двойного диффузора, она бы стала быстрейшей в пелетоне. Но FIA признала систему вполне легальным. Двойной диффузор сразу же начали копировать все кому не лень. Тем не менее из 7 первых гонок сезона-2009 Дженсон Баттон выиграл 6, а Brawn взял три победных дубля. Когда соперники пришли в себя, команда Брауна уже создала себе комфортный отрыв, и в итоге одержала победу в чемпионате, как среди пилотов, так и в Кубке Конструкторов. В межсезонье пятерка акционеров Brawn GP во главе с Россом продала 75,1% акций команды автоконцерну Daimler-Benz и инвестиционному фонду Aabar за £184,2 млн. Но это уже совсем другая история.


Сезон 2010го Формула-1 тоже начала с больших обновлений в регламенте. В борьбе с уменьшением расходов команд FIA запретила дозаправки во время гонки. Следственно у машин увеличился топливный бак (почти в два раза) до 180 л. Это привело к тому, что машины стали длиннее на 20-22 см. FOTA согласилась отказаться от использования KERS в 2010 из-за плохой отдачи системы и давления FIA на снижение бюджетов, хотя использование KERS не запрещено регламентом. Попадали под запрет колёсные колпаки, используемые командами с 2006 года. Для улучшения баланса сцепления между передними и задними колесами передние шины уменьшились с 270 мм до 245 мм. Также количество комплектов покрышек на уик-энд для каждого пилота снизили с 14 до 11.


Новый регламент породил новые решения инженеров. Так в McLaren изобрели специальный воздуховод, улучшающий работу заднего антикрыла. Перед кокпитом пилота располагался не большой воздухозаборник, через который воздух по специальному каналу в случае необходимости попадал на заднее крыло, увеличивая прижимную силу. Ну а если её не требовалось, то пилот перекрывал этот воздуховод… коленом. Эту систему быстро скопировали почти все команды, но FIA также быстро запретила, уже с 2011 года. Кроме того с того сезона регламент весьма жестко определил развесовку машин по осям, лишив инженеров еще одной переменной в поиске оптимального баланса. Теперь 46,5 % веса должно приходиться на переднюю ось, но в условиях смены поставщика резины (в 2010 Bridgestone покинула Формулу-1 и её сменила Pirelli) команды не имея точных данных о новых шинах, получили допуск погрешности в 1 %. Еще одним важным изменением регламента стало требование к увеличению ресурсу коробки передач - она должна выдерживать 5 Гран-При.[/spoiler]

Продолжение в следующей статье.

[Bogd@n]

Техническая эволюция. Часть 18.

[spoiler=DRS и другие «фишки»]На фоне всего этого Эдриан Ньюи придумал новую «фишку» - выдувной диффузор. Это в общем-то был просто диффузор, но который дополнительно подпитывался с помощью выхлопных газов, которые специально в него направлялись. Стандартный диффузор работает, создавая низкое давление под днищем машины, что помогает прижимать болид к земле. Так что с использованием энергии выхлопных газов, этого очень мощного потока газов, инженерам Red Bull удалось создавать намного меньшее давление под днищем и, соответственно, увеличивать уровень прижимной силы. Команды тут завалили FIA протестами о его легальности. Ньюи оправдывался, что система разработана не для этого, утверждая, что основная её функция заключается в охлаждении выпускных клапанов.


Создать такой диффузор оказалось не так-то просто. Ранее главная проблема была в том, чтоб направить выхлопные газы в правильное место, чтобы максимально увеличить их всасывание. Еще одна проблема - справиться с высокой температурой газов, которая достигает 1000°C. Трудно подобрать материалы, которые могут выдержать такую температуру. И все же, разобравшись с вопросом, FIA таки решила запретить выдувной диффузор.


Другая новинка 2011 года изменившая Формулу-1 – DRS. С 2011 года запрещалось использование подвижных частей переднего крыла. Предполагалось, что это должно способствовать росту числа обгонов, однако на практике регулируемое антикрыло использовали при обгонах и обгоняемый, и атакующий пилоты, поэтому значительного влияния нововведение не оказало, и вскоре было отменено. Тем не менее, FIA проанализировала опыт использования регулируемого переднего антикрыла и в преддверии сезона-2011 включила в регламент иной вариант регулировки аэродинамических элементов. Принципиальные отличия заключались, прежде всего, в том, что теперь было разрешено изменять угол атаки не переднего, а заднего антикрыла. Так в Формуле-1 появилась система DRS. Кроме того, в регламент были включены условия, при которых может происходить активация DRS. На трассах были определены зоны, где допускалась активация системы. Вместе с тем если в квалификации DRS можно было использовать едва ли не в любое время, то в гонке её использование допускалось только если у обгонявшей машины, отставание от впереди идущей менее 1 секунды.


Система быстро показала свою эффективность уже на своём дебютном Гран-При Австралии 2011 года, где в течение гонки было зафиксировано 29 обгонов против, например, 12 в 2008 году. Однако большая часть этих обгонов была совершена благодаря системам рекуперативного торможения (KERS), из-за особенностей трассы в Мельбурне. На следующем этапе в Малайзии на автодроме Сепанг благодаря DRS и KERS было зарегистрировано 56 обгонов против 24 годом ранее.


Естественно сразу же нашлись команды, которые нашли «серые» зоны в регламенте и этим воспользовались. Так на сезон следующего года Mercedes построил свою новую модель W03 с несколько противоречивой системой – DDRS (Double DRS). Продувая воздух через поверхность крыла, устройство было сделано так, чтобы «остановить» его, тем самым устраняя всю прижимную силу и сопротивление при движении по крылу и позволяя автомобилю достичь более высокая максимальная скорость. Сообщалось, что система, разработанная Mercedes, создала эффект F-воздуховода над передним крылом, когда открылась заслонка DRS в заднем крыле. Открытие закрылка открыло бы два отверстия, которые направляли воздух обратно через автомобиль и через переднее крыло, сводя на нет прижимную силу, создаваемую передним крылом, с целью повышения устойчивости в скоростных поворотах. Некоторым командам как то Red Bull и Lotus такая схема показалась не легальной. Они подали протесты в FIA, но после разбирательство федерация признала её вполне соответствующей регламенту.


Характерной особенностью машин 2012 года была «ступенька» на носу болида из-за его понижения. Это так FIA продолжала проталкивать свои идеи по безопасности гонок. Считалось, что понижение носовой части машин должно было уменьшить вероятность взлета атакующего сзади автомобиля при столкновении.


На следующий год изменений в регламенте было мало, да и сами команды не стремились искать что-то новое. Это был последний год для 2,4-литровых атмосферных двигателей V8 в Ф1. Дело в том, что FIA анонсировала переход Формулы-1 с 2014 года на 1,6 литровые турбодвигатели V6, более экологически чистые и экономные. Так в Большие Призы пришла новая эра.[/spoiler]

Но об этом в следующей статье.

[Bogd@n]

Постепенно подбираемся к современным болидам. Техническая эволюция. Часть 19.

[spoiler=Гибридная эра]В 2014 год Формула-1 вступала в совершенно новом регламенте. 2,4-литровый двигатели V8 уступили свое место турбированным V6, объемом всего 1,6 литра. Максимальное число оборотов ограничили 15000, а мощность при этом снизилась до 600 л.с. Ввели ограничение на количество топлива – 100 кг на гонку. Также было предписано использовать только одну выхлопную трубу, расположенную под углом вверх, дабы предотвратить появление очередных выдувных диффузоров. Зато теперь конструкторам разрешалось спроектировать коробку передач в 8 скоростями, вместо 7 как раньше.


Изменениям подверглась и система KERS. Теперь она поставлялась вместе с движками, мощность её увеличилась, да и сама система теперь стала называться ERS-К. Кроме генерирования энергии при торможении, системы ERS также стала вырабатывать электроэнергию с использованием отходящего тепла от двигателя и турбокомпрессора. В отличие от KERS 2013 года, которая давала пилоту дополнительные 80 л.с. в течение шести секунд на каждом круге, ERS образца 2014 года уже предоставляла порядка 160 л.с. в течение 33 секунд на каждом круге. Чтобы компенсировать дополнительную мощность, генерируемую при торможении на ERS, командам разрешили использовать электронные задние тормозные системы управления, получившая название Brake-by-wire.


В связи с увеличением массы новых двигателей, суммарный вес болидов приблизился к максимально разрешенному лимиту, в результате чего возникла проблема с ограничением запаса для размещения балласта и нивелирования разницы веса пилотов. Минимальная масса была увеличена с текущих 642 кг до 690.


Ступенчатые носы болидов 2012 года вглядели диковинно, но онибыстро забылись, как только общественость увидела новые болиды. Носовые обтекатели 2014 года повергли в шок, и такого разнообразия конфигураций Большие Призы не видели пожалуй с 70х годов ХХ столетия. Дело в том, что командам велели спроектировать новые носовые обтекатели, которые в целях безопасности нужно было сделать заметно ниже относительно прошлогодних. Но в регламенте габариты обтекателей были прописаны не очень удачно, что вылилось в целый ряд странных решений. Четко определялась лишь и высота носа над асфальтом. Если в 2013м году она составлял 550 мл, то теперь уменьшился до 185. Передние крылья стали чуть легче, за счет того, что уменьшилась их ширина — с 1800 мм до 1650 мм. Это привело к изменению положения крыла относительно переднего колеса. Ранее ширина крыла была такой же, как ширина автомобиля, и было относительно легко проектировать концевые пластины, чтобы минимизировать сопротивление воздуха. Теперь же, чтобы компенсировать уменьшение ширины крыла, концевые пластины стали более изогнуты снаружи таким образом, чтобы они могли направить поток воздуха по направлению к внешней стороне колеса.


Параллельно с этим изменения коснулись и заднего крыла. Нижняя поперечная балка крыла попадала под запрет. Кроме того основная поверхность крыла тоже была несколько уменьшена.
Это имело довольно жуткое зрелище, что вылилось в поток критики в адрес FIA. Вместе с тем, много бурления говен в обществе Ф1 вызвали новые моторы. А точнее их звук. Привычного рева V8 скромные V6-турбо не могли выдать в принципе. Теперь в первую очередь зрители могли слышать лишь свист турбин. В связи с этим в FIA начали экстренно разрабатывать меры по принудительному усилению звука ДВС. А еще ради зрелищности гонок на днище болидов обязали крепить специальные титановые пластины. Задумка простая – пластины чиркают об асфальт и высекают красивые искры. Такая себе отсылка к началу 90х.


Лучше всех к новому регламенту приспособились в Mercedes. Заводская команда выиграла оба чемпионата в доминирующем стиле. Более того, из 6 первых команд в Кубке Конструкторов 4 гоняли с двигателями немецкой марки. Та же ситуация повторилась ив следующих двух сезонах. Серебристым Mercedes Льюиса Хэмилтона и Нико Росберга никто не мог бросить вызов. Успех немецкой команды зависел не только от двигателей, но и от идеально продуманной аэродинамики. Ситуация немого изменилась только в 2017м году, когда регламент в Формуле-1 снова кардинально изменился как раз в плане аэродинамики.[/spoiler]

Но об этом в следующей статье.

[Bogd@n]

Техническая эволюция. Часть 20. Заключительная.

О современных болидах уже написано множество материала, потому я вкратце собрал основные сведенья. Объемная статья вышла, но я уже не хотел растягивать её на еще один пост об эволюции.
[spoiler=Современные реалии]На 2017й года FIA анонсировала очередные изменения технического регламента. И впервые с 1966 года они были направлены на увеличение скорости болидов Ф1! Изменения коснулись всего, что только можно. Болиды 2017 года прибавили с 1800 до 2000 мм в ширину. Переднее антикрыло выросло 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. Таких больших машин в Формуле-1 еще не было!


Поменялись и покрышки. 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''. За счет более широких шин Pirelli увеличилось и механическое сцепление с трассой. 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.


Конструктивно шасси не менялись 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 сезона, Mercedes-Benz AMG W08 Hybrid и Ferrari SF70H, чтобы понять, что основные различия современных автомобилей Ф-1 заключаются в аэродинамике.


Аэродинамическая философия современных автомобилей Ф1 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 в пелетоне использовали 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 Red Bull 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.
Единственной машиной в пелетоне, рейк которой не превышает одного градуса, являлся Mercedes-Benz W08. Здесь этот показатель 0,9°.


Другой важный показатель – размер колесной базы. Здесь позиция Ferrari так же совпала с большинством – 3595 мм. Восемь болидов в сезоне 2017 года имели 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 составлял 3738 мм. Между «серебряными стрелами» и остальными машинами расположилась Force India – 3698 мм, сказалась длинная коробка передач «Mercedes-Benz». 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.


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 у немцев 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 Скудерии, 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.


Новые машины выглядели очень эффектно. Но все же перед началом сезона один элемент аэродинамики вызвал споры. Это так называемые «плавники» на обтекателе мотора, запрещенные с 2009 года, 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 в последний момент не проголосовали за это решение.


А вот силовые установки не претерпели столь значительных изменений. Они как и до этого представляют из себя V-образные 6-цилиндровые бензиновые двигатели внутреннего сгорания рабочим объемом до 1600 см³ с одним турбонагнетателем, непосредственным впрыском топлива и двойной системой рекуперации энергии: кинетической (MGU-K, запасающей энергию от торможения) и тепловой (MGU-H, от выхлопных газов). Основные параметры ДВС строго регламентированы: максимальные обороты ограничены 15000 об/мин, угол развала блока – 90°, число клапанов – 24, диаметр цилиндра и ход поршня – 80 × 53 мм и даже такие вещи, как минимальные размеры шеек коленчатого вала (43,95 мм – для коренных и 37,95 мм – для шатунных), минимальные массы поршня (300 г в сборе с кольцами, поршневым пальцем и стопорными клипсами), шатуна (300 г вместе с вкладышами и болтами) и коленчатого вала (5,3 кг). Минимальная масса силовой установки в сборе без батарей — 145 кг. Ограничены так же давление распыла форсунки – 500 бар при одной форсунке на цилиндр, массовый расход топлива – 100 кг/ч и запас топлива на гонку – 105 кг (до 2017 года – 100 кг). При этом на давление наддува нет никаких ограничений, но с оглядкой на расход топлива оно не превышает 3,5 бара. В 2017 году можно было использовать не более четырех основных компонентов СУ (ДВС, турбина, MGU-K и MGU-H) на сезон, поэтому теоретический пробег одного мотора может запросто превышать несколько тысяч километров.


В основе гибридной составляющей лежат мотор-генераторы постоянного тока, имеющие водяное охлаждение. Кинетический модуль запасает свободную энергию вращения коленчатого вала на торможении и отдает ее в виде дополнительного момента при разгоне – аналог системы KERS, применявшийся ранее. Во всех силовых установках он установлен сбоку от блока под выпускным коллектором и соединен с коленвалом посредством шестеренчатых передач. Тепловой модуль запасает энергию вращения турбины и помогает компенсировать турбояму, раскручивая вал турбонагнетателя.
Даже в условиях столь жестких ограничений регламента, конструкторы смогли создать двигатели, отличающиеся друг от друга. В первую очередь речь идет о размещении турбокомпрессора и гибридных составляющих. Изначально инженеры, проектировавшие СУ Mercedes, выбрали отличающуюся от Ferrari и Renault концепцию. Они разместили компрессор со стороны свободного конца коленвала, турбину – со стороны маховика, а модуль MGU-H – в развале блока V6 на валу, соединяющим обе части турбонагнетателя. В Ferrari и Renault использовали классическую схему с турбиной и компрессором, расположенными рядом на общем коротком валу. В таком случае узел размещается со стороны маховика, а MGU-H в развале блока за компрессором. Правда, в 2016 году инженеры Скудерии поставили тепловой мотор-генератор между турбиной и компрессором, но весь узел в сборе по-прежнему остался за блоком цилиндров.


Мощность силовых установок составляет около 900 л.с., где на долю ДВС приходится в районе 750 л.с. Предыдущее поколение двигателей, атмосферные 2,4-литровык V8 с частотой вращения коленвала в 18000 об/мин имели мощность в пределах 750 – 775 л.с. без учета KERS, но куда меньший крутящий момент. Коробки передач 8-ступенчатые (плюс одна задняя) полуавтоматические с сухим двухдисковым углепластиковым сцеплением. Mercedes, Ferrari, Red Bull, Williams, Renault и McLaren строят КПП самостоятельно, Toro Rosso использует коробки Xtrac с картером собственного производства, а Force India, Haas и Sauber покупают их вместе с СУ. При этом большинство предпочитает строить картер коробки передач из углепластика, исключение составляют Williams (алюминиевый сплав) и Renault (титановый сплав).


И все же в Федерации автоспорта не забывали и о безопасности. В 2018 году инженерам пришлось решить еще одну «проблему» навешанную FIA – интеграцию в болид защитного элемента кокпита Halo. Это прибавило машинам порядка 14 кг к массе попутно подняв центр тяжести. Вызвавшая столько споров и нареканий в начале сезона-2108 Halo тем не менее справилась со свой задачей, минимум дважды за сезон.


Также в 2019 года были внесены изменения в аэродинамический пакет, позволивший пилотам улучшить управляемость болида, когда он вплотную преследует соперника. Еще расширили переднее крыло, упростили воздухозаборники, заднее антикрыло стало шире и выше, убрали торцевые пластины и маленькие закрылки, вырос эффект от DRS. У болидов 2019 года лимит на потребление топлива увеличился со 105 до 110 кг. Минимальный вес болида поднят с 733 до 740 кг. Из них как минимум 80 кг отводятся пилоту и сиденью; если легче — балласт нужно размещать только в кабине.


Но этого оказалось мало. Новый регламент FIA уже анонсировала на 2021 год, но в связи с пандемией коронавируса в мире его введение было отложено на 22й год. Вполне возможно, что и это не окончательная дата. Так что когда же это все-таки случиться, достоверно неизвестно.


Одно можно сказать точно - об этом мы узнаем в будущем...[/spoiler]