В «Альпин» объяснили, как справились с «дельфинированием» без дополнительных деталей
Одной из основных проблем для участников «Формулы-1» в 2022 году стало раскачивание болидов вдоль продольной оси, которое также называют «дельфинированием», «галопированием» или «козлением». Оно появилось поскольку команды, видимо, не до конца просчитали влияние граунд-эффекта, разрешенного по новому техническому регламенту.
В какой-то момент прижимная сила под днищем машин оказывается столь велика, что просвет между болидом и асфальтом становится слишком мал и воздуху негде циркулировать. Происходит срыв воздушного потока, прижимная сила резко снижается, а затем вновь растет и все повторяется. Это приводит к раскачке болидов, которая похожа на своеобразные «клевки».
У нескольких команд проблема усугубляется на высокой скорости из-за того, что днища машин сильно изгибаются по краям, поток воздуха под автомобилем «запирается» еще сильнее, и это приводит к внезапному увеличению прижимной силы.
Столкнувшись с этими трудностями на тестах, некоторые участники, в том числе «Мерседес», добавили в конструкцию специальные стойки для укрепления краев днища. Но их использование было разрешено лишь незадолго до старта первого этапа сезона.
Главный технический директор «Альпин» Пэт Фрай рассказал, что команда не добавляет такие стойки, поскольку днища ее машин и так оказались достаточно жесткими. По его мнению, из-за изменения в регламенте соперники получили преимущество.
«Я бы не сказал, что мы были умнее всех и сразу спроектировали машину с учетом «дельфинирования» или чего-то в этом роде, — приводит слова Фрая Motorsport . — Мы проектировали ее для достижения максимальной производительности, понимая, что она будет немного тяжелее. Мы добавили больше жесткости днищу, а поскольку верхняя часть кузова у нашей машины довольно широкая, она также добавляет жесткости. Так что, если честно, это нас выручило.
И когда разрешили добавить стойки, нам было немного неприятно. Мы их не ставили, потому что наша конструкция уже достаточно жесткая. Но я думаю, что это сильно помогло нашим соперникам. Это все часть игры. Мы просто должны принять это во внимание и учесть при разработке следующих обновлений».
По словам Фрая, «Альпин» привезет множество новинок для своих машин на Гран-при Эмилии-Романьи в конце апреля. Он также отметил, что приходится тщательно работать с деталями и их весом, чтобы они не оказались слишком хрупкими.
«Нам нужно повышать эффективность машины и избавляться от излишнего веса, — добавил Фрай. — Понятно, что главное – улучшить результаты на круге, но действовать надо продуманно. В ближайших двух-трех гонках на нашей машине появятся обновления. Все они задумывались еще до того, как мы присмотрелись к автомобилям соперников. В дальнейшем обновлений будет больше, ведь все теперь увидели интересные решения у других команд».
«Альпин» занимает четвертое место в Кубке конструкторов по итогам двух этапов чемпионата мира. В Бахрейне Эстебан Окон финишировал седьмым, а Фернандо Алонсо девятым. В Саудовской Аравии француз занял шестое место, а испанец сошел из-за технических проблем.
Проблемы с новыми машинами Формулы-1: что такое дельфинирование и почему оно возникает
Революционные изменения в регламенте Формулы-1 неизбежно означали, что новые болиды будут вести себя по-другому. Заранее предполагалось, что с новой аэродинамикой машины будут хуже держать трассу в медленных поворотах, но отыгрывать время в скоростных, где на полную будет работать граунд-эффект. А вот влияние новых правил на поведение машин на прямых, похоже, все недооценили: в итоге главной темой обсуждения на тестах в Барселоне стало так называемое «дельфинирование». Что это, почему возникло и насколько легко побороть?
Леклер как дельфин
Давайте сразу покажем видео, которое наглядно показывает дельфинирование в действии. В главной роли — Шарль Леклер и его «Феррари» на стартовой прямой «Каталуньи». Если «Инстаграм» у вас не грузится, видео можно посмотреть на YouTube-канале Формулы-1.
Итак, дельфинирование (кто-то предпочитает термин «козление») — нежелательное колебание болидов на прямых, когда они словно копируют поведение дельфинов. Как вы понимаете, когда болид таким образом прыгает по асфальту, это плохо сказывается на работе аэродинамики и бьёт по самочувствию гонщика.
Дельфинирование уже существовало в Ф-1 в конце 70-х — начале 80-х — то есть во время первой эпохи граунд-эффекта. Как и в те времена, суть эффекта достаточно проста: днище машин в какой-то момент начинает генерировать столь сильную прижимную силу, что ещё сильнее прижимается к асфальту — просвет становится слишком небольшим, воздуху негде циркулировать и днище резко перестаёт работать. Когда происходит срыв воздушного потока, уровень прижима резко понижается, чтобы потом вновь начать повышаться — и так по кругу, пока машина не начнёт тормозить. Колебания прижимной силы продольно раскачивают болид, поднимая зад и вновь его опуская — вот вам и дельфинирование.
Учитывая, что машины Ф-1 уже превращались в дельфинов 40 лет назад, нельзя сказать, что возникновение такого эффекта стало для нынешнего поколения инженеров совсем уж сюрпризом. Но столь сильное дельфинирование всё-таки смогло удивить. Кого-то оно задело сильнее, кого-то меньше, но проблемы возникли у всех.
«Думаю, большинство из нас недооценило эту проблему, — признал глава «Феррари» Маттиа Бинотто. — Машины раскачиваются сильнее, чем ожидалось. Думаю, решить проблему можно довольно легко, но вот сделать это без вреда для скорости уже сложнее. Я уверен, что в какой-то момент каждая из команд найдёт решение. Те, кто справятся быстрее, получат преимущество на старте сезона».
«Устранить проблемы нетрудно. Но нужно сделать так, чтобы автомобиль сохранил прежнюю эффективность, — вторит Бинотто Фредерик Вассёр из «Альфа Ромео». — Однако уверен, что к третьему-четвёртому этапу мы уже не будем обсуждать эту тему на пресс-конференциях».
Почему команды недооценили проблему?
В последние годы инженеры Формулы-1 достигли невероятно точного уровня симуляций в аэродинамических трубах и системах компьютерного модулирования. И всё-таки это просто симуляции, на которых невозможно стопроцентно воспроизвести поведение гоночных болидов на реальной трассе. К тому же у инженеров Ф-1 практически не было опыта работы с граунд-эффектом.
Да, теоретически в аэродинамической трубе можно было максимально уменьшить клиренс 60-процентной модели и добиться срыва воздушного потока — вот только ценой повреждения инфраструктуры трубы, а конкретно – роликового стенда, по которому «едет» модель.
«То, как работает днище в аэродинамической трубе, особенно при низком клиренсе, делает изучение этой области непростым, — отметил технический директор «Альфа Таури» Джоди Эггинтон. — «Ред Булл» точно не понравилось бы, если бы мы испещрили полосами их роликовый стенд. Так что тесты в Барселоне стали первой возможностью откалибровать данные и увидеть, как днище на самом деле ведёт себя при очень небольшом клиренсе».
Что нужно сделать?
Самый простой рецепт — просто увеличить дорожный просвет. Тогда болид не будет так сильно присасываться к трассе на прямых, дело не дойдёт до срыва потока, а значит, до раскачивания. Но при этом болид потеряет прижимную силу и эффективность. Конечно, команды постараются найти способ избавиться от дельфинирования или уменьшить его до разумных пределов, не прибегая к увеличению клиренса.
Поэтому в ход идут другие варианты — в частности, уже на тестах в Барселоне команды начали создавать в зоне днища впереди задних колёс небольшие вырезы. Да, решение неидеальное (уменьшение площади днища = уменьшение прижимной силы), но бьёт по скорости меньше, чем если просто поднять машину. Та же «Феррари» считает, что благодаря вырезам уже взяла проблему под контроль к концу тестов.
Вырез у заднего колеса позволяет выпустить «лишний» воздух и убрать дельфинирование.
Фото: Hasan Bratic/Getty Images
Сейчас, в преддверии тестов в Бахрейне, конструкторские бюро всех команд разрабатывают более изощрённые решения, которые позволят найти золотую середину между уменьшением дельфинирования до безопасных пределов и сохранением максимальной прижимной силы.
Оставить всё как есть нельзя: представьте, что пилотов так будет шатать по трассе полтора часа на протяжении гонки. Очевидно, что тогда в дело вмешается ФИА и с помощью оперативной поправки в правила или внедрения технической директивы положит опасному дельфинированию конец.
«Лично у нас этот эффект был не слишком серьёзным, но приятного мало, — отметил новичок «Мерседеса» Джордж Расселл. — Как я видел на примере других машин, возникают опасения насчёт безопасности, так что эта проблема должна быть решена так или иначе. Но у нас на стартовой решётке очень много умных людей, так что я уверен, что все команды рано или поздно справятся».
Формула-1 — без России, но с граунд-эффектом. Итоги сезона-2022
Сергей Иванов
Мы несколько лет не рассказывали о Формуле-1. Меж тем в прошедшем сезоне-2022 новый технический регламент и 18-дюймовые шины подложили конструкторам команд… свинью. Морскую тупомордую свинью. Она же буртук, мутор и хамсятник.
К аждый уважающий себя битломан знает ответ на вопрос «Правда ли, что Ринго — лучший ударник в мире?». Из уст острого на язык Леннона вполне мог бы прозвучать легендарный ответ, придуманный фанатами: «Нет, он даже не лучший ударник в The Beatles!» Так вот, прославленный Льюис Хэмилтон оказался кем-то вроде Ринго Старра. Он сейчас не просто не лучший гонщик мира. Он даже не лучший гонщик в команде Mercedes…
Два однозначных неудачника сезона — Льюис Хэмилтон и Даниэль Риккьярдо
Помните 2019 год? Льюис тогда был главной звездой всех времен — хотя болельщики Михаэля Шумахера, наверное, с этим не согласятся. Но в 2022-м второй раз подряд чемпионом стал Макс Ферстаппен. Теперь именно он устанавливает рекорды — например, по числу побед за сезон: их набралось аж пятнадцать!
А началось все из-за коронавирусной пандемии.
Весной 2020 года команды приехали в Австралию, разгрузили имущество… и не стартовали из-за нескольких заболевших в паддоке. Героическими усилиями тот «ковидный» чемпионат все-таки провели. Тринадцать Гран При пришлось отменить, на подиум выходили в масках, а в календаре неожиданно появились Стамбул, Муджелло и португальская трасса Алгарве. Побочным эффектом всей этой свистопляски стали огромные суммы, недополученные командами от FIA. Бюджеты трещали по швам, многие просто-напросто не успевали доделать шасси будущего сезона. Поэтому было решено на год отложить введение нового технического регламента, изюминкой которого должны были стать низкопрофильные шины.
FIA объявила войну «дельфинированию»: Mercedes пострадает больше всех
В федерации услышали жалобы Льюиса Хэмилтона, но принятые меры вряд ли понравятся семикратному чемпиону мира Формулы 1.
В прошлый уик-энд Гран При Азербайджана пилоты и команды Формулы 1 изнывали от сильной раскачки машин и призывали Международную федерации поскорее что-то сделать с негативным последствием граунд-эффекта. Что же, не прошло и недели: призывы приняты во внимание и пакет мер вступит в силу уже на этапе в Канаде.
«Дельфинирование» признано опасным
В новой технической директиве c индексом TD039 федерация открытым текстом признала, что вертикальная раскачка машин или так называемое «дельфинирование» может привести к проблемам со здоровьем гонщиков и даже чревато ошибками в пилотировании и авариями.
«На скорости за 300 км/ч пилот должен быть предельно сконцентрирован, а усталость и боль могут привести к потере внимания. Также в FIA обеспокоены последствиями для их здоровья, ведь после предыдущей гонки многие гонщики жаловались на проблемы со спиной», – говорится в официальном заявлении.
По факту теперь машины, за рулём которых гонщики теряют концентрацию внимания, признаны опасными. А согласно Статье 1.3 технического регламента машина, которая классифицируется как опасная, может быть попросту не допущена к заезду. Новые требования безопасности вступают в силу немедленно, т.е. с Гран При Канады, который пройдёт в ближайший уик-энд.
Льюис Хэмилтон после финиша гонки в Баку с трудом покинул кокпит Фото: Mercedes-AMG F1 / LAT Images
Дедлайн – третья тренировка
Пока в федерации не определились с тем, какие показатели «дельфинирования» можно считать допустимыми. Для их оценки на пятничных свободных заездах в FIA проанализируют так называемый «сигнал Az» – величину вертикального ускорения, которая по телеметрии с машин передаётся в блок управления FIA. Таким образом, в федерации в режиме реального времени смогут следить за тем, насколько сильно автомобиль ударяется днищем об асфальт на высоких скоростях. К третьей тренировке понимание допустимого предела раскачки должно быть достигнуто.
Чтобы проверить полученные данные, каждый гонщик в заключительной части свободных заездов в субботу утром будет обязан проехать три подряд круга с отключенной DRS. В случае, если пилот попадёт в трафик или просто проедет слишком медленно, попытка не будет засчитана.
Кристиан Хорнер наблюдает за машиной Льюиса Хэмилтона на пит-лейне в Баку Фото: Red Bull Content Pool
Изменение на 10 мм – штраф
Итак, к концу третьей части свободных заездов комиссары FIA определили, скажем так, безопасную настройку для каждого автомобиля. Что дальше? До конца уик-энда будет запрещено менять высоту дорожного просвета, жёсткость пружин и настройки амортизаторов, а также аэродинамическую конфигурацию. Предусмотрены исключения на случай, если:
1) Клиренс можно поднять ещё выше
2) Изменилась погода
3) Требуются корректировки настроек для улучшения эффективности системы охлаждения
4) Нужно изменить давление в шинах
5) Требуется регулировка настроек переднего крыла
Однако прежде чем что-то менять, команда обязана предоставить FIA гарантии, что новые регулировки безопасны. Если же колебания, что в первой вариации, что во второй, по мнению комиссаров небезопасны, то участник обязан использовать настройки, максимально близкие к пределу. Причём уже после того как зафиксированы параметры хода подвески и аэродинамической конфигурации, требуется поднять ещё на 10 мм дорожный просвет сзади.
Нарушение параметров FIA может привести к снятию машины с Гран При Фото: Ferrari
Ничего хорошего для Mercedes и отличные новости для Red Bull
Новая директива вполне может перевернуть расклад сил в пелотоне с ног на голову. И как ни странно, больше всех пострадают команды, и так настрадавшиеся от раскачки машины на прямых и подпрыгивании на кочках. Касается это прежде всего Mercedes, которая активнее других жаловалась на «дельфинирование» в Баку неделю назад.
«На самом деле было бы гораздо хуже, если бы FIA изменила правила в пользу тех, кто не сможет справиться с раскачкой. То же самое касается ситуации с минимальным весом и лимитом расходов. И если ваша машина чутко реагирует на неровности и подпрыгивает, то просто увеличьте дорожный просвет», – говорит источник в одной из команд.
Почему новые требования ударят именно по действующим чемпионам командного зачёта? Дело в том, что чем выше клиренс, тем медленнее машина, а, к примеру, Mercedes W13, наоборот, эффективна только при небольшом клиренсе. Чуть больше свободы в выборе высоты дорожного просвета у Ferrari, тогда как у Red Bull Racing вообще нет проблем с вертикальной раскачкой, и в Милтон-Кинсе могут быть только рады директиве.
Найдутся бенефициары и в средней группе. Модернизированная машина Aston Martin одинаково хороша при любой высоте дорожного просвета, Alfa Romeo и Alpine с самого начала сезона были в числе тех, кто не страдал от подпрыгиваний. А вот McLaren и AlphaTauri, скорее всего, не ждёт ничего хорошего, учитывая их серьёзные проблемы и жалобы на Гран При Азербайджана.
Перевёл и адаптировал: Иван Беликов
Источник: Auto Motor und Sport
Mercedes откатится ещё дальше? Узнаем в ближайший уик-энд в Монреале Фото: Mercedes-AMG F1 / LAT Images