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.
Европа (Азербайджан) 27.04.18 07 14 17
Ближайшая гонка
практика 1
27 апреля 11:00 - 12:30
практика 2
27 апреля 15:00 - 16:30
практика 3
28 апреля 12:00 - 13:00
квалификация
28 апреля 15:00
ГОНКА
29 апреля 14:00
ближайшие гран-при
27 - 29 апреля 2018
Гран-При Европы Расположение: Баку, длина трассы 6006 м, дистанция Гран-При 306 км

11 - 13 мая 2018
Гран-При Испании Расположение: Барселона , длина трассы 4655 м, дистанция Гран-При 307.104 км

24 - 27 мая 2018
Гран-При Монако Расположение: Монте-Карло , длина трассы 3340 м, дистанция Гран-При 260.520 км

Календарь 2018
Последние новости

ИТОГИ СОБРАНИЯ СТРАТЕГИЧЕСКОЙ ГРУППЫ В ПАРИЖЕ Во вторник, 17 апреля, в штаб-квартире FIA состоялась встреча представителей ...

СЕБАСТЬЯНУ ФЕТТЕЛЮ НЕ ПОНРАВИЛСЯ МАНЕВР ФЕРНАНДО АЛОНСО Гонщик Ferrari Себастьян Феттель остался недоволен жестким маневром Фернандо Алонсо ...

ХЕЛЬМУТ МАРКО: ФЕРСТАППЕН ПРЕКРАСНО ЗНАЕТ, ЧТО ЛИШИЛСЯ ШАНСОВ НА ПОБЕДУ Спортивный консультант Red Bull Хельмут Марко считает, что Макс Ферстаппен ...

НИКИ ЛАУДА: СКЛАДЫВАЕТСЯ ОЩУЩЕНИЕ, ЧТО ДО ФЕРСТАППЕНА ВСЕ ТУГО ДОХОДИТ Трехкратный чемпион мира Формулы 1 и нынешний неисполнительный директор Mercedes ...

ЛЬЮИС ХЭМИЛТОН: ЕСЛИ НЕ УСТРАНИМ ПРОБЛЕМЫ, ТО ПОТЕРЯЕМ ЕЩЕ БОЛЬШЕ ОЧКОВ Четырехкратный и действующий чемпион мира Льюис Хэмилтон остался расстроен своим ...

О новостях

СЕБАСТЬЯН ФЕТТЕЛЬ ПЕРЕХИТРИЛ ЛЬЮИСА ХЭМИЛТОНА И ВЫШЕЛ В ЛИДЕРЫ На этот раз стратегия Феррари сработала вовремя это радует!!! drinks Aliaze

На «Первом автомобильном» стартует сезон Формулы-1! Одно порадовало что гонка на 1автобильном было без рекламы чем на Матч Тв!!!! Папов был в шоке когда Сиротин сошел !! drinksyahoo Aliaze

На «Первом автомобильном» стартует сезон Формулы-1! сумніваюсь що буде hd,але це радість  для нас)) F1-re_spase

На «Первом автомобильном» стартует сезон Формулы-1! Интересно, а качество картинки какое? Или Матч ТВ будет получше?! Федор

Феттель: Необхідно повернути титули Ф1 до Маранелло Давно пора уже начать выигравать!!!  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?
  • 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
  • Aliaze:   Первая гонка все покажет!!!
    07.03.18 08:08
  • Vj54:   18…
    05.03.18 12:12
  • noteyu:   Даремно імхо. Я б переймався питанням чи вдалося «червоним» підвищити швидкість. В іншому разі сезон знову буде провальним.
    05.03.18 11:20
  • Федор:   За «красных» не особо переживаю!))) Главное, чтоб Макларен завязал борьбу лидерам!
    04.03.18 10:26
  • Дима:   100 дней до приказа?
    03.03.18 14:11
  • Vj54:   19…
    03.03.18 09:43
  • Vj54:   20…
    02.03.18 17:49
  • noteyu:   Так, вітаю! Сподіваємося, що «червоні» все зробили добре!
    01.03.18 11:04
  • Федор:   Всех поздравляю с началом тестов!
    28.02.18 10:19
  • noteyu:   З Новим Роком!
    01.01.18 10:12
  • Andrey:   Привет
    30.11.17 20:36
  • Дима:   Привет!
    26.11.17 13:27
  • Aliaze:   В Одессе Формулу 1 можно посмотреть 26.11 а кафе БРЕМЕН на ул. ДИХРЕСОНА /ТИРАСПОЛЬСКОЙ. В 15:00 ПО КИЕВУ!!! ЖДЁМ ВСЕХ ПРИХОДИТЕ.!!!
    26.11.17 10:31
  • Aliaze:   Привет Всем!!! Меня Неделю не было сдесь такая активность!!! Привет
    26.11.17 10:22
  • Дима:   )))))))))
    24.11.17 17:28
  • Anneta:   Димка, человек какашка, но мы с лопатой)))
    24.11.17 00:39
  • Дима:   А мне всегда было интересно, как назвать такого человека? Человек — задница?
    23.11.17 17:40
  • Anneta:   Вот мне всегда было интересно, чем руководствуются люди, когда им что то не нравится, прийти и обгадить, вместо того чтобы молча уйти!
    Мне если не нравится место, я посещать его не буду, и сеять негатив незачем!
    23.11.17 13:51
  • Дима:   Так зразу сказали, що є помилка, але наголосили, що не треба так бурхливо реагувати. Вас тут ніхто не тримає.
    21.11.17 17:03
  • 411422:   Дима які люди? який чат? та ви то стрічку полистайте до мого срачу у вас був 2 коменти в місяць… Ну шож ви за люди такі ну накосячили ну скажіть так накосячили бо в нас мало рук/людей/мізків чи ми не знали/не хотіли/забули, дак ні вони з піною з роту будуть доводити, що ні ми не накосячили, а якщо і накосячили то не ми, а якщо і ми то то так треба бо то не баг а фіча така… ну [censored] дак зберіть свої крихітні яйця в крихітний кулачок і майте мужність визнавати свої помилки, ладно фіг з вами продовжуйте все робити так як ви робите конструктивно без лайки та чераз жопу, і буде у вас чудовий сайт і буде все меньше контента зате більше няшних людей, адью…
    21.11.17 09:11
  • Федор:   Поздравляю Хэма с чемпионством! Рад, что Феттель просрал Чемпионат! Побед Алонсо в следующем году! Лучший он всегда будет Лучшим!!!
    20.11.17 20:52
  • Дима:   А он нормально сделан. Главное не контент, а люди. И в основном это люди, которые отмечаются в чате, а видеть ваши оскорбления здесь приятного мало.
    20.11.17 18:05
  • 411422:   Anneta — дак потому что тут контента кот наплакал — единственое толковое что было на этом сайте время гонки по Киеву
    Дима: Товарищ цыферный, а я вам пытаюсь объяснить что то что мне ничего не должны это ни разу не повод делать сайт через ЖОПУ…
    20.11.17 09:03
  • Anneta:   411422-как новости читать, так на других российских сайтах, а время гонки посмотрел именно здесь?! А ну кыш туда, откуда пришел!!!
    Приперся откуда то и еще и учит.
    20.11.17 00:47
  • 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

Опрос

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

КОМАНДНЫЙ ЗАЧЕТ

Ferrari
Ferrari
(65.0) 2
Mercedes
Mercedes
(55.0)
McLaren
McLaren
(22.0)
Red Bull
Red Bull
(20.0)
Renault
Renault
(15.0)
Toro Rosso
Toro Rosso
(12.0)
Haas
Haas
(10.0)
Sauber
Sauber
(2.0)
Williams
Williams
(0.0)
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