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.
Малайзия 29.09.17 05 11 17
Ближайшая гонка
практика 1
29 сентября 05:00 - 06:30
практика 2
29 сентября 09:00 - 10:30
практика 3
30 сентября 08:00 - 09:00
квалификация
30 сентября 11:00
ГОНКА
01 октября 09:00
ближайшие гран-при
29 сентября - 01 октября 2017
Гран-При Малайзии Расположение: Куала-Лумпур, длина трассы 5543 м, дистанция Гран-При 310.408 км

06 - 08 октября 2017
Гран-При Японии Расположение: Судзука, длина трассы 5807 м, дистанция Гран-При 307.471 км

20 - 22 октября 2017
Гран-При США Расположение: Остин, длина трассы 5516 м, дистанция Гран-При 303.380 км

Календарь 2017
Последние новости

Ф1 разрабатывает микрофон для выхлопа, чтобы улучшить звучание через телетрансляцию В Liberty Media разрабатывают специальный микрофон, который должен крепиться к ...

Ф1 покажет один из винтажных Гран При Малайзии на YouTube Ф1 на своем официальном профиле Twitter запустила голосование ...

FIA ужесточила правила старта в гонках На Всемирном совете по автоспорту в Париже были утверждены новые ...

FIA сократила количество двигателей на сезон-2018 до трех Международная автомобильная федерация не услышала призывы команд и внесла изменения ...

Командам разрешили выступать с боевыми машинами на демо-заездах Всемирный совет FIA по автоспорту одобрил изменения, нацеленные на помощь ...

О новостях

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

Даниэль Риккардо стал быстрейшим по итогам пятницы в Венгрии РБ, Феррари и Мерседес - в другой лиге.. Mark

Зак Браун: Mercedes и Ferrari не хотят помогать нам с мотором-2018 На ставить на моторы Запоражца тогда точно выирают Чемпионат !!!!yahoohidrinks 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

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

Нико Росберг достиг признания, но… не понимания Дык! В мире плебеев аристократ, одолевший хулигана, пусть и в честной борьбе, - не герой.Хотя мне кажется, что борьба Нико с Хамом не была уж совсем честной, о чем и пишет афтар. Люди с воспитанием и рефлексиями по жизни идут с грузом обязательств и условностей; и наоборот,  Шумахеры и Хамельтоны - лишены лишних условностей, им не в падлу ударить первым; дать и не сдержать слово; выбить соперника в последней гонке, лидируя в чемпионате; забить на работу с инженерами и лишний шемор на тестах...Поэтому - я опечален, что не увижу Нико, но и рад, что у многочисленных "пацанов" будет хороший шанс оценить то, что сделал он.  Говоря о "пацанах" я имел в виду, в т.ч., и того типа, который говорил в эфире, что Ботас - тот же Нико, только стриженный... Ну-ну! Особо прикольно, что сказано это было после разворота Ботаса... под saf-car -ом! ;))) ivd

Как дела?
  • 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 14:55
  • 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
  • Aliaze:   Что-то тут тихо последние время и все!!!
    25.06.17 23:45
  • Aliaze:   Просто браузер за глючил!!!
    25.06.17 23:33
  • Дима:   Не смішно. У людини накипіло, йому потрібно виговоритись.
    13.06.17 16:40
  • noteyu:   :D:D:D
    13.06.17 10:47
  • Дима:   І вам доброго дня, про всяк випадок. )))
    13.06.17 05:49
  • Aliaze:   Ð’ ОдеÑÃâ€ÅÃâ
    12.06.17 20:08
  • Aliaze:   В Одессе Формулу 1 можно посмотреть в кафе " Этаж " на ул. Армейской в 21:00 по Киеву!!!
    11.06.17 15:18
  • Дима:   Ал и Кубик.
    11.06.17 10:57
  • Aliaze:   Там Алонсо метит обратно перейти в Рено у него контракт в этом году заканчивается потому ещё неясно кто будет в Рено в конце лета узнаем!!!
    11.06.17 09:32
  • Aliaze:   Там Алонсо метит обратно перейти в Рено у него контракт в этом году заканчивается потому ещё неясно кто будет в Рено в конце лета узнаем!!!
    11.06.17 09:32
  • Дима:   «Встречаются 2 подруги:
    — Знаешь (восторженно), ко мне вчера Майкл приходил! Как мне с ним было
    чудесно, он потрясающий любовник, такой страстный, нежный!
    — А как же твой муж?
    — Муж, муж… А муж пришел и перетрахал все по-своему!»

    Немаэ більше за кого вболівати" Хем декілька сезонів ще залишится, Алонсо в меншій мірі мене цікавить(мабуть ще раніше залишить Ф1) та й усе. Інші пілоти не викликають особливого захвату, тому з нетерпінням чекаю на Роберта.
    11.06.17 06:10
  • noteyu:   Так, я ж чого ..., я тільки за. Але новини стримують оптимізм.
    10.06.17 22:33
  • Дима:   Тесты проводил? Было дело. Все довольны временем? Да.

    Рено еще пилотов не выбрало? Так что ждем Кубика.
    10.06.17 22:13
  • noteyu:   Діма, нажаль на офіційному сайті сказано: «This was a one-off event for Robert.» — «Це була одноразова подія для Роберта».
    10.06.17 21:39
  • Дима:   Кубица возвращаеться в Ф1. УРАААААААААААААААА!
    10.06.17 20:51
  • Aliaze:   Кими Райкконен выиграл квалификацию на Гран При Монако в первые за девять лет!!! И дубыль Феррари!!!
    27.05.17 23:26
  • noteyu:   У «підвалі» сторінки є контактний email.
    26.05.17 22:01
  • SergeyB:   А как в ЛС написать или писать тут?
    26.05.17 08:14

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