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.
ОАЕ 24.11.17 04 11 36
Ближайшая гонка
практика 1
24 ноября 11:00 - 12:30
практика 2
24 ноября 15:00 - 16:30
практика 3
25 ноября 12:00 - 13:00
квалификация
25 ноября 15:00
ГОНКА
26 ноября 15:00
ближайшие гран-при
24 - 26 ноября 2017
Гран-При Абу-Даби Расположение: Абу-Дабі, длина трассы 5554 м, дистанция Гран-При 305.355 км

Календарь 2017
Последние новости

Дженсон Баттон покинет McLaren в конце 2017 года Чемпион мира-2009 Дженсон Баттон покинет McLaren в конце 2017 года. Действующий ...

Ferrari сорвала планы Red Bull Racing по изменению регламента на моторы Команда Ferrari загубила попытку Red Bull Racing внести изменения в ...

Росс Браун: Чтобы не было штрафов, нужно снизить стоимость силовой установки Спортивный директор Формулы 1 Росс Браун считает, что в ситуации ...

Машина Ferrari F2001 Михаэля Шумахера продана на аукционе за рекордную сумму Вторая чемпионская машина Ferrari Михаэля Шумахера продана на торгах в ...

Михаэль Шумахер возглавил список лучших гонщиков Ferrari, Себастьян Феттель — 10-й Семикратный чемпион мира Михаэль Шумахер признан лучшим гонщиком в истории ...

О новостях

На Гран При Абу-Даби Фелипе Массу заменит Роберт Кубица? Після такої тривалої перерви Роберту буде вкрай складно щось показати kozak noteyu

Уверенная победа Льюиса Хэмилтона в Японии и сход Феттеля Оу еее!   yahoo Tr@sh

Льюис Хэмилтон завершил шинные тесты на Поль-Рикаре Вслепую, не вслепую. Бабка надвое сказала, но опытный пилот, в даном случае еще и титулованный, сможет, я думаю, примерно оценить тип шин по их поведению на трасе и скорости. Дима

Кими Райкконен: Это был бессмысленный штраф Кими надо было сразу минять и шины или заехать где-то на 27 круге!!!!  Aliaze

Анализ: Насколько реален переход Фернандо Алонсо в Williams в 2018 году? Скорее. Всего Алонсо будет в Вильемсе!!!  Aliaze

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?
  • Дима:   Товарищ цыферный, Вам пытаются объяснить, что Вам ЗДЕСЬ НИКТО НИЧЕГО НЕ ДОЛЖЕН.
    17.11.17 17:24
  • 411422:   noteyu еее, я знов в незрозумінні як вам пояснити і так зрозумілі речі. От уявіть йдете ви по вулиці а там хлопчина на заборі графіті малює. І от ви у нього запитуєте а чого в тої дівчини що ти малюєш чотири вуха — так же не гарно, а він вам у відповідь — дядя це не комерційний проект і критикувати кожен зможе, а якщо конструктивно то бери балон та намалюй цій дівчині гарні цицьки… Що ви йому відповісти зможете?
    17.11.17 16:52
  • noteyu:   Ще раз повторюсь. Моя мета надати ентузіастам майданчик на якому вони б могли ділитися інформацією, вести блоги, підтримувати актуальний стан календаря та заліків тощо.
    Те що ви взялися повчати інших щедро здобрюючи свої пости нецензурною лайкою, то не є конструктивно. Повчати когось та висувати якісь вимоги та претензії — це найлегше.
    А конструктивно — це взяти наприклад календар, залік та підтримувати їх. Але, як я бачу, це конкретне питання ви старанно обходите стороною…
    17.11.17 11:09
  • 411422:   noteyu у це ж інтернет тут міліарди сайтів як комерційних так і не дуже і люди їх роблять нормально, а не так як ви, вони теж нікому нічого не винні але стараються щоб їх контент був якісним і правдивим, враховують побажання та скарги… але якщо вже у вас таке переконання що «якщо я то роблю то [censored] на всіх як напишу так і буде» ну дак зробіть десь в шапці сайту банер, що це робота інтузіастів за те що ми робимо не відповідаємо, якщо накосячимо то [censored]… бо це не комерційний проект, і взагалі пішли всі [censored] бо ми нікому нічого не зобовязанні. Маю глибоке переконання що якщо я за щось взявся то потрібно зробити то якісно ібо [censored] було братись...і без різниці чи за це мені платять гроші чи я роблю то для свого задоволення
    17.11.17 10:19
  • noteyu:   Ні добродію. Вам нижче написали, що це просто майданчик для ентузіастів. Якщо ви до них не відноситесь — просто пройдіть повз. Це не комерційний проект, я не отримую від нього ніякоо зиску, тільки витрати.
    У мене немає ніяких обов'язків ні перед вами, ні перед кимось ще. Маєте бажання зробити добро собі та іншим — зробіть, не маєте — проходьте далі без зайвих емоцій…
    14.11.17 12:50
  • 411422:   noteyu — я вот не знаю что даже вам ответить, потому что вы пишете дикий [censored], если вас завтра бухой водила собьет на пешеходном переходе вы ему наверное предложите свою помощь в обучении вождению, а когда ваш подчерненный накосячит когда вы его предупреждали об этом вы наверное его пошлете на курсы повышения квалификации? нет сука это не так работает — есть понятие обязанность, зона ответственности и т д… либо делай то что ты делаеш хорошо либо имей мужество признать что ты накосячил и извинится, никто тебе не обязан ни помогать ни принимать участие, ты сам за это взялся, и имей стойкость за это отвечать — ось це конструктивно, а те що ви пишете [censored]
    14.11.17 09:08
  • noteyu:   411422 (Рома), замість лайок та бруду на вентилятор пропоную взятися за наповнення новинами та відслідковування дат та часу етапів. Це конструктивніше.
    13.11.17 22:42
  • 411422:   в голове кучу мусора — когда вчера была квала, в то же время сегодня гонка или не в тоже, когда можно за 20 сек открыть сайт и посмотреть точное время но злой админ
    13.11.17 19:56
  • Дима:   Квала и гонка обычно начинается в одно время. И позавчера тоже была на час раньше.
    13.11.17 16:59
  • 411422:   квалу смотрел но у них как бы время другое. На этот сайт заходил лиш для того чтоб посмотреть время по киеву, новости то давно на руских сайтах читаю, тупо чтоб время гонки на нестандартных гп посмотреть но даже в таком простом деля админ налажал…
    12.11.17 20:30
  • Дима:   Полегче! Сайт держится только на энтузиастах, за личный счет админа. Это не оправдание, но смотрел бы вчера квалу, понял что на сайте ошибка.
    12.11.17 20:18
  • 411422:   из за вас пол гонки просрал. какого хеера у вас гонка в 19,00? мозгов нет даже правильно росписание написать
    12.11.17 19:18
  • Aliaze:   Привет Всем!!! Формулу 1 в Одессе можно посмотреть 29.10 в КАФЕ БРЕМЕН Тираспольской угол Дихресона в 21:00 по Киеву!!!
    29.10.17 16:07
  • Aliaze:   Фёдор: Где. Пропал долго тебя не было видно!!! Страсти уже. Не те что были. Раньше народ мало пишут!!!!
    01.10.17 13:14
  • noteyu:   Скоріше за все помилка, календар наповнювали ще навесні… Дякую.
    29.09.17 11:21
  • Федор:   Особый привет AWN! Ах где былые страсти?!)))
    28.09.17 16:19
  • Федор:   А время гонки указано правильно? Тут в 9.00, а в соседней стране в 10.00. Время то ещё не переводили!)))
    28.09.17 16:16
  • Федор:   Скорее всего Фернандо останется с Макларен.
    24.09.17 19:15
  • AWN:   Может Рено и поможет, а под этот движок надо и шасси, вообщем еще года 2… красава, терпите болельщики и ждите. Они так угробят успешную в прошлом и сомнительно перспективную в будущем команду. Болельщиков жаль…
    23.09.17 20:37
  • Aliaze:   Макларен следующего. Сезона на Рено переходят вот Алонсо и остался!!!
    23.09.17 08:28
  • Дима:   Извините все меня за это, но не могу больше смотреть на такой Макларен.
    23.09.17 08:26
  • Дима:   AWN, сразу всплыло: Маки, маки — достали до сраки.
    23.09.17 08:25
  • AWN:   Всем приветик!!! Федор ну тебе особо!!! По существу… не думаю что останется, хотя пути господни неисповедимы.Маки Маки как же все это досталоооооооо
    22.09.17 19:28
  • Федор:   Скорее всего Фернандо останется с Макларен.
    20.09.17 15:12
  • Дима:   Хэм — 3 победы, 3(4)титула?
    17.09.17 17:53
  • Дима:   10 гонок. Себ — 4 победы, 4 титула. Алонсо — 2 победы, 2 титула. Росберг — 1 победа, 1 титул.

    Хэм — 3 победы, 2(3)титула?
    17.09.17 17:23
  • Aliaze:   Сумасшедшая начала гонки. Было в Сенгапуре. Два сефти кар и двойной сход Феррари!!!
    17.09.17 16:20
  • Дима:   Всі на перегляд Сингапуру — дуже цікаво.
    17.09.17 15:08
  • Федор:   Уже известно, что Макларен расстается с Хондой.
    04.09.17 17:58
  • Дима:   Йо-хо-хо и бутылка рома всем Вам!!!
    02.09.17 19:48
  • Andrey:   И вам Здрасте!!!
    02.09.17 12:30
  • Anneta:   Всем привет))
    31.08.17 16:19
  • Aliaze:   В Одессе. Можно посмотреть Формулу 1 в кафе Этаж на ул. АРМЕЙСКОЙ 18/1 В 15:00 По Киеву!!! Ждём. Всех Любителей Формулы 1!!!
    27.08.17 11:00
  • Andrey:   Привет. И на море отдыхаем и гонку не пропустим. Просто у Формулы 1 каникулы и мы отдыхаем. А потихоньку вернемся.
    26.08.17 10:34
  • Aliaze:   Народ куда все пропали. Или все на море отдыхают!!! Воскресенье. Гонка Просыпайтесь от летней спячки!!!
    25.08.17 10:58
  • Aliaze:   Кими может сделать Хемильтона на старте если не протормозит на старте!!!
    16.07.17 14:44
  • Дима:   Aliaze, пора сменить браузер.
    09.07.17 17:27
  • Aliaze:   Формулу 1 можно посмотреть в Одессе в кафе «Этаж» в 15:00 по Киеву на ул.Армейской 18!!!
    09.07.17 12:39
  • Дима:   Тихо, потому что нет никого. Гонка получилась.
    26.06.17 05:24
  • Aliaze:   Гонка в Баку была интересной и захватующей чего стоит 3 машины безопасности и один красный флаг!!!
    25.06.17 23:50

Опрос

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

КОМАНДНЫЙ ЗАЧЕТ

Mercedes
Mercedes
(250.0) 4
Ferrari
Ferrari
(226.0) 3
Red Bull
Red Bull
(137.0) 1
Force India
Williams
Williams
(37.0)
Toro Rosso
Toro Rosso
(33.0)
Haas
Haas
(21.0)
Renault
Renault
(18.0)
Sauber
Sauber
(5.0)
McLaren
McLaren
(2.0)
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