Сергей Сироткин: Анатомия машины Ф1: Подвеска

Сергей Сироткин: Анатомия машины Ф1: Подвеска

08.06.17 12:52

Формула 1 – технический вид спорта, где многое происходит за кадром. Но даже в тех случаях, когда элементы или системы машины видны невооружённым взглядом, понять принципы их работы без специальной подготовки порой непросто.

Мы попросили рассказать об этом резервного пилота Renault F1 и пилота программы SMP Racing Сергея Сироткина. Речь пойдёт о механических настройках – в частности, о подвеске...

Когда мы уверены, что аэродинамические элементы правильно подобраны и оптимизированы между собой, мы переходим к механическим настройкам. Проблема в том, что механические настройки, нужные для эффективной работы аэродинамики и для эффективной работы подвески, почти противоположны, что серьёзно осложняет жизнь инженерам, хотя степень этой сложности зависит от конкретной трассы.

Чтобы достичь максимальной аэродинамической эффективности машины, мы хотим, чтобы шасси сохраняло как можно более стабильное положение над трассой во время любых переменных нагрузок – на торможении, в быстрых поворотах и т.д. Если говорить более конкретно, мы хотим, чтобы машина постоянно сохраняла заданный нами и максимально аэродинамический эффективный рейк, клиренс спереди и сзади. В том числе в повороте клиренс машины должен оставаться одинаковым как под загруженной, так и под разгруженной стороной.

По сути, это значит, что подвеска должна быть полностью неподвижной, чтобы статические настройки машины не менялись под нагрузкой. Но в действительности такая «деревянная» подвеска будет эффективна только на идеально ровной трассе, а таких не существует. На остальных любая неровность будет подбрасывать машину, нарушать клиренс – и приводить к потере эффективности шасси. Кроме того, излишние колебания на кочках негативно влияют на пятно контакта, так что механическое сцепление с трассой тоже ухудшается.

На этой фотографии чётко виден угол развала передних колёс на машине Романа Грожана

Поэтому конструкторы при создании, а инженеры – при настройке подвески вынуждены искать компромисс, позволяющий шасси как можно дольше находиться в оптимальном положении относительно поверхности. Этот компромисс достигается при помощи правильного выбора настроек подвески, которая должна оказаться достаточно мягкой для сглаживания неровностей, но достаточно жёсткой для сохранения заданного клиренса.

Для максимизации механического сцепления с трассой мы, по сути, нуждаемся сразу в нескольких и в чём-то противоположных вещах. Первое и самое важное – работа с резиной. Именно шины связывают машину с асфальтом, дают нам так называемый «держак», и то, как машина передаёт нагрузку на резину – ключевой момент как для максимизации сцепления с трассой, так и для уменьшения износа резины. При этом используется разный подход при выборе настроек для квалификации и для гонки.

В квалификации потенциал новой резины надо использовать максимально, нужно передать ей достаточную нагрузку, то есть шасси должно быть достаточно жёстким, для чего выбираются соответствующие пружины, амортизаторы и стабилизаторы, а настройки делают агрессивными, для чего мы выставляем соответствующие значения сход/развал/кастер. На гоночной дистанции, наоборот, шасси должно поглощать часть энергии, чтобы она не передавалась резине. Это негативно отражается на максимальном уровне сцепления, но позволяет гораздо дольше сохранять резину в рабочем состоянии.

Всё это хорошо работает только в случае, если пятно контакта шин подобрано оптимально. Жёсткость шасси тут тоже важна, так как боковые крены машины напрямую влияют на пятно контакта. Оптимальное пятно контакта достигается правильным соотношением параметров сход/развал/кастер, но и тут нужно искать компромисс с оптимальными настройками для этой конкретной трассы с точки зрения передачи энергии на резину.

Пятно контакта

Далее, в зависимости от типа нагрузок, нам нужно принять решение, в каком сечении, продольном или поперечном, пятно контакта должно оказаться наиболее эффективным. Если трасса требовательна к торможениям и хорошему сцеплению на выходе из поворотов, то пятно контакта должно быть максимальным при продольных нагрузках. Если же на трассе много длинных скоростных поворотов, где велики боковые ускорения, то пятно контакта лучше ориентировать на поперечное сечение, лучше работающее при высоких боковых перегрузках.

Как уже говорилось, добиться оптимального пятна контакта под различными нагрузками нам помогают настройки подвески сход/развал/кастер. Со сходом и развалом, думаю, более или менее понятно, а что такое «кастер»? Если посмотреть на машину в профиль, то это отклонение, наклон подвески (как правило, передней) относительно вертикальной оси. Другими словами, то, насколько подвеска завалена назад (положительный кастер) или вперёд (отрицательный кастер) относительно вертикали.

Именно кастер (или кастор, оба варианта равнозначны), вместе со сходом/развалом, и определяют пятно контакта резины в разных условиях и при разном угле поворота колеса. Если немного упростить, то чем больше кастер, тем больше при повороте руля оба передних колеса наклоняются внутрь поворота.

Кастер, как и сход-развал, есть на многих транспортных средствах, как автомобилях, так и мотоциклах, но на обычных машинах он, как правило, невелик – от 0 до 4%. На машинах Формулы 1 кастер гораздо больше – в районе 9-12%. Почему же на гоночных машинах используют столь большие значения кастера? Давайте разберёмся подробнее.

Сход, развал и кастер

При создании или настройке гоночной машины наша задача – сделать так, чтобы пятно контакта передних колёс было всегда максимальным. Для этого мы выставляем некий развал колёс в расчёте на оптимальную работу шины в середине поворота. Но этот угол будет обеспечивать максимальное пятно контакта только при повороте колёс на определенный угол, а во время, например, торможения с прямым или почти прямым рулём, окажется избыточным, и пятно контакта будет слишком маленьким, а значит, замедление пройдёт неэффективно.

Вот тут на помощь нам и приходит кастер. Мы уменьшаем статическое значение развала, что даёт нам большее пятно контакта в тот момент, когда руль повёрнут прямо, и увеличиваем значение кастера, что компенсирует нехватку угла развала при повороте руля.

И не просто компенсирует, а работает даже эффективнее, потому что при увеличении развала в повороте у нас внешнее колесо будет сильнее наклонено внутрь поворота, а внутреннее, наоборот, наружу, что значительно уменьшает его пятно контакта. Кастер увеличивает наклон обоих передних колес внутрь поворота, то есть увеличивает пятно контакта как на внешнем, так и на внутреннем колесе, при этом снижая излишнее трение при прямолинейном движении.

В целом при настройке демпфирующих элементов задача инженеров стоит так: добиться максимально стабильного положения автомобиля над трассой, с максимально стабильным клиренсом, одновременно как можно лучше отрабатывая неровности и нагружая резину ровно настолько, насколько это необходимо, не больше и не меньше. Если эта задача будет выполнена, гонщик получит возможность полностью использовать потенциал шасси.

Но и это ещё не всё. Кроме всех вышеперечисленных настроек, машина должна оставаться механически и аэродинамически сбалансированной. То есть, иметь нейтральную поворачиваемость в как можно большем числе поворотов на трассе – а они, как правило, требуют от машины совершенно разных характеристик. Чтобы добиться этого, инженерам снова приходится искать компромисс.


источник
Krip

Только зарегистрированные пользователи могут добавлять комментарии.
США 19.10.18 00 21 08
Ближайшая гонка
практика 1
19 октября 18:00 - 19:30
практика 2
19 октября 22:00 - 23:30
практика 3
20 октября 21:00 - 22:00
квалификация
21 октября 00:00
ГОНКА
21 октября 21:00
ближайшие гран-при
26 - 28 октября 2018
Гран-При Мексики Расположение: Мехико, длина трассы 4304 м, дистанция Гран-При 305,354 км

09 - 11 ноября 2018
Гран-При Бразилии Расположение: Сан-Паулу, длина трассы 4309 м, дистанция Гран-При 305.909 км

23 - 25 ноября 2018
Гран-При Абу-Даби Расположение: Абу-Дабі, длина трассы 5554 м, дистанция Гран-При 305.355 км

Календарь 2018
Последние новости

FIA: Немає планів відкладати зміни до правил 2021 року Гоночний директор Ф1 Чарлі Вайтінг сказав, що незважаючи на те, ...

На трасі в Остіні встановили бордюри, щоб запобігти повторенню скандалу з Ферстаппеном Задля того, щоб не повторилася спірна ситуація, пов’язана зі зрізанням ...

Феттель виграє титул із Ferrari рано чи пізно — Аррівабене Попри критику Себастьяна Феттеля, який програє боротьбу за чемпіонський титул ...

FIA затвердила зміни до регламенту Ф1 2019 року Одночасно з календарем наступного сезону Ф1 Всесвітня рада автоспорту FIA ...

Ferrari привезе на Гран Прі США останні цьогорічні оновлення боліда Команда Ferrari фактично програла чемпіонат Mercedes, але хоче довести, що ...

О новостях

Лікарі трансплантували Лауді легені Це практично вирок. Тепер весь час на імунодепресантах та будь-яке навіть маленьке інфекційне захворювання може виявитися фатальним ... noteyu

У Michelin висунули дві умови задля повернення до Ф1 лишаться мішлени ні з чим. F1-re_spase

Red Bull отримала нову специфікацію пального для Угорщини чо редбулом не заправляються?))крила  ж надає)) F1-re_spase

Серджо Маркіонне помер у віці 66 років R.I.P. noteyu

ЛЬЮИС ХЭМИЛТОН: ИНТЕРЕСНАЯ ТАКТИКА СО СТОРОНЫ FERRARI А чому тоді він опинився третім у першому повороті після старту? Теж червоні винні? noteyu

О статьях

Нико Росберг: Наконец-то я свободен Классное интервью. не поленитесь, прочитайте.  olegoleg

Большое интервью с Льюисом Хэмилтоном без купюр good Tr@sh

Себастьян Феттель: Я убежден – у нас все получится Пам'ятаю заголовок 2012-го, перед гран-прі Іспанії: "Фернандо Алонсо: Я впевнений" rolleyes Mark

Тото Вольфф: Команда потеряла очень много очков Грамотное и адекватное интервью, но то, что Вольф подавлен и откровенно не знает, что делать и как поступить,- факт. В данной ситуации, Хэм откровенно посмеивается над руководством Мерсов. sheila

Мика Хаккинен: Кими должен найти подход А Матиаччи не плохо начал. Сразу подиум Алонсо, 3 место. Александр

мысли о мыслях

Полный привод в Ф1 – миф или неизбежная реальность? Хорошая статейка.  goodМного бы чего можно было бы внедрить(вернуть) в формулу 1, но полный привод, да еще и с таким поддекстом явно не нужен.  Tr@sh

Кто же виноват в произошедшем в Сингапуре? Неужели сам Феттель? Однозначно виноват Феттель! Федор

Кому нужен Фернандо Алонсо? Никому?! Не думаю так! Парня гнобят, а кому то это в кайф! Федор

Кому нужен Фернандо Алонсо? Никому?! Конструктивна критика набагато корисніша за приємні лестощі... yes noteyu

Кому нужен Фернандо Алонсо? Никому?! Думаю , что статья написана очередным дебилом, который ненавидит Фернандо Алонсо!))) Федор

Как дела?
  • Aliaze:   Формулу1 можно посмотреть в Одессе 02.09 в Кафе«Бремен» в 16:00 по Киеву приглашаем Всех!!!
    02.09.18 11:55
  • Дима:   Анюта держись и не надо свои куклы вуду расчехлять с горя.
    15.08.18 17:26
  • Федор:   Какая Формула1 без Алонсо!!!
    14.08.18 21:26
  • Aliaze:   Формулу 1 можно посмотреть в Одессе 29.07 в кафе «1794» на улице Деребасовкой 12 в 16:00 по Киеву!!!
    29.07.18 11:58
  • noteyu:   Можливо і так. У будь-якому разі все це виглядало дуже дивно.
    25.07.18 19:50
  • Дима:   Та не просто здається, так і треба. Можливо, він не одразу зрозумів, що проблеми з болідом, думав, що гальмує запізно, не знаю. Те, що він не розпізнав проблему прикро, але я веду до того, що йому немає чого псувати: помилки були до того і він їх визнавав, як наприклад, минулого сезону по сухому в стіну повернув.
    25.07.18 16:56
  • noteyu:   Дім, а тобі не здається дивним, що, якщо у боліда є певні проблеми, тобто «він не взмозі потрапити у поворот», то не варто продовжувати коло, а краще скинути швидкість та повернутись на піт-лейн?
    А якщо проблем з болідом не було, а був пошук межі можливостей, то це помилка.
    24.07.18 17:55
  • Дима:   Я квалу смотрел в повторе, не было ПК, то там видно, что болид не мог попасть в поворот еще в начале круга и все поребрики он обьезжал за треком, а остановился, когда его вынесло на поребрик и он не сумел отвернуть.
    24.07.18 05:58
  • noteyu:   Діма, щось мені підказує, що все там було добре з болідом і гідравліку було пошкоджено під час стрибків на поребрику.
    Але реноме чемпіона не стали псувати у команді…
    23.07.18 22:06
  • Дима:   Та в суботу ніби нічого не привозив. Він пошкодив свій болід поребриком уже після того як гідравліка відмовила чи внасідок того, що відмовила.
    23.07.18 17:06
  • noteyu:   Вчора привіз собі проблему, сьогодні переміг не без щедрого подарунку від головного суперника. Іронія ))
    22.07.18 22:45
  • Дима:   Пальця, промахнувся.
    22.07.18 19:21
  • Дима:   Але паоьця вона також не любила.
    22.07.18 19:21
  • Aliaze:   Формулу можно посмотреть в Одессе на ул. Деребасовкая 12 в КАФЕ«1794» в 16:00 по Киеву
    22.07.18 13:00
  • Aliaze:   У неё получается в нужный момент
    22.07.18 12:55
  • noteyu:   Напевно Аннета таки навчилася ворожити своєю лялькою-вуду. Гамільтон сам собі привіз проблеми…
    21.07.18 19:13
  • Aliaze:   Формула 1 в Одессе можно посмотреть 01.07 в Пабе «БРЕМЕН» на улице Дихресона/ТИРАСПОЛЬСКОЙ в 16:00 по Киеву
    01.07.18 14:23
  • Aliaze:   В Киеве можно посмотреть Формулу 1 в Пабе BESTia на улице Ковальца 44 Гонку; Квалификацию в Punkraft на Ул.Игоревска 14а все начинается в 16:00!!!
    26.05.18 12:40
  • Aliaze:   В Одессе Формулу 1 можно посмотреть 27.05 кафе «1794»ул. Деребасовкая 12 16:00 по Киеву!!!
    26.05.18 09:36
  • retaliator:   Где в Киеве будут транслировать Монако-2018?
    22.05.18 19:05
  • ssss25:  
    15.05.18 21:29
  • noteyu:   Солодка парочка =)
    14.05.18 22:53
  • Дима:   Я довго цього чекав, а то він щось занадто дивував — нікого не вибивав.
    14.05.18 21:19
  • noteyu:   На його виправдання (невеличке) йому трішки напарник «допоміг». Але навіщо було тиснути на газ? Грожан такий Грожан!
    13.05.18 22:34
  • Дима:   Грожан, якого ми всі знаємо, повернувся.
    13.05.18 16:16
  • Дима:   Ферстаппен затулив траєкторію Ріккардо, і той поцілив в зад Максу.

    Як звучить.
    29.04.18 16:44
  • Aliaze:   В Одессе Формулу 1 можно посмотреть в 29.04 в КАФЕ «БРЕМЕН» на улице Дихресона/ ТИРАСПОЛЬСКОЙ в 15:00 ПО КИЕВУ!!!
    29.04.18 11:57
  • Aliaze:   Концовка гонки
    16.04.18 15:49
  • Aliaze:   Концовка гонки
    16.04.18 07:48
  • noteyu:   Діма, ти ще не згадав про «штучний дощ». Можна також запропонувати встановити фари та ганятися у тумані… :D
    07.04.18 14:41
  • Дима:   Со всеми инновациями Liberty Media вспомнилось:
    Организаторы Формулы 1 озадачились потерей интереса к гонкам и провели анкетирование, в результате которого тремя самыми популярными предложениями стали:
    1. Напоить пилотов;
    2. Убрать тормоза у болидов;
    3. Налить масло на поворотах.
    04.04.18 19:52
  • Aliaze:   Первая Гонка первая Победа ФЕРРАРИ И ФЕТТЕЛЯ РАЙКОННЕН ТРЕТИЙ!!! УРА!!!
    25.03.18 09:59
  • Aliaze:   Первая Гонка первая Победа
    25.03.18 09:57
  • Дима:   ДРС — фуфло, нові боліди — також(в плані нових широких шин, ореолу). Ніяких обгонів, катаються один за одним.(((
    25.03.18 09:28
  • noteyu:   Побачимо, що він завтра зможе зробити… )). Але головна увага на перший та другий стартові ряди.
    24.03.18 20:30
  • Дима:   Можливо, просто намагався якнайбільше часу виграти, але залишити лише одне колесо на асфальті точно помилка.
    24.03.18 18:38
  • noteyu:   Всім привіт! Так, з початком! Діма, Боттас настільки погано заїхав у поворот, повз апекс взагалі, та при цьому тиснув на газ, було б дивно, якби його не розвернуло… Типова помилка новачка.
    24.03.18 17:00
  • Дима:   Всем привет! Поздравляю с началом сезона. Первая квала — просто супер, правда, Боттаса жалко.
    24.03.18 09:14
  • Aliaze:   Теперь Главное для Алонсо доехать до Финиша и не поломаться!!!
    24.03.18 07:27
  • Федор:   Феррари без Алонсо- просто конюшня!))) Верю в Макларен!!!
    11.03.18 21:32

Опрос

Как по твоему пройдёт первый сезон Haas F1 Racing в Формуле-1?

КОМАНДНЫЙ ЗАЧЕТ

Mercedes
Mercedes
(452.0) 7
Ferrari
Ferrari
(415.0) 5
Red Bull
Red Bull
(274.0) 3
Force India
Renault
Renault
(91.0)
Haas
Haas
(76.0)
McLaren
McLaren
(58.0)
Toro Rosso
Toro Rosso
(30.0)
Sauber
Sauber
(21.0)
Williams
Williams
(7.0)
Все команды

Хранители сайта

Александр
Александр Чемпион
Andrey
Andrey Чемпион
Marylyn
Marylyn Чемпион

Активные пользователи

skorpion
skorpion Чемпион
Sveta+F1
Sveta+F1 Чемпион
Гарик
Гарик Тест пилот
Helgcos
Helgcos Тест пилот
sheila
sheila Тест пилот
Evgen
Evgen Чемпион
Золотусик
Золотусик Тестер симулятора
Все пользователи