Технический обзор Гран При Абу-Даби: гонка вооружений стартовала

Заключительный уик-энд в сезоне перед выходом на зимние каникулы дал командам возможность определиться с контурами технических инноваций в преддверии следующего года. Слово техническому эксперту AUTOSPORT Крэгу Скарборо...

Ни одна команда на финальный этап сезона в Абу-Даби не привезла обновлений для нынешнего шасси, что вполне понятно. Вместо этого они сосредоточили свое внимание на разработках с прицелом на сезон-2017, в котором произойдут серьезные изменения в техническом регламенте.

Поскольку первая пятничная тренировка проходила в условиях, далеких от тех, что были в квалификации и гонке, команды сконцентрировались на обкатке обновленных элементов для новых шасси и установке разнообразных датчиков для снятия важных показаний.

Сезон-2017 уже стартовал

Командам очень важно было оборудовать свои нынешние шасси дополнительными сенсорами даже в отсутствие новых элементов. Собранная информация полезна при установке критериев для обновленного шасси, а также позволяет убедиться в том, что данные, полученные на симуляторе, коррелируют с показателями непосредственно на трассе.

В основном у всех команд уже выработана концепция нового автомобиля – более того, все серьезные решения в отношении основных структурных элементов приняты еще несколько месяцев назад. Поскольку разработка силовой установки, монокока и коробки передач занимает самое большое количество времени, базовые решения по компоновке нового шасси необходимо было принять как можно раньше.

Обновленные правила обычно позволяют командам использовать те или иные области шасси по-новому, и определению габаритов элементов нужно уделять должное внимание, ведь именно в этом можно превзойти соперников. К примеру, монокок можно сделать длиннее, таким образом, высвободится пространство для установки более объемных боковых дефлекторов.

Когда все важные глобальные решения по основным элементам шасси приняты, команды приступают к обкатке более мелких конструкций и выработке общего аэродинамического баланса будущего автомобиля.

В сравнении с ключевыми компонентами разработка и производство этих более мелких деталей занимает не так много времени, и в принципе их можно обкатывать на любом шасси. Именно поэтому команды тестируют обновленные компоненты на машинах нынешнего года – чтобы убедиться, что их общая концепция шасси двигается в верном направлении.

Инженерам и конструкторам очень важно видеть, что их теории подтверждаются на практике – иначе одно неверное движение может поставить под угрозу конкурентоспособность целого шасси.

Некоторые команды уже в этом году начали потихоньку использовать концепции, разработанные в расчете на следующий сезон. К примеру, McLaren и Williams в гонках нынешнего чемпионата использовали компоновку элементов переднего антикрыла с прицелом на следующий год. Это позволяет инженерам на базе понять, что их усилия не проходят впустую, а данные с трассы подтверждают их догадки в отношении функционирования того или иного элемента.

Mercedes. Всё внимание на тормоза

На протяжении всего сезона команда Mercedes испытывала определенные проблемы с тормозами, а необходимость использовать 28-миллиметровые диски на предельных режимах приводила к их постоянному перегреву, а следовательно, и повышенному износу.

Несмотря на то, что в следующем году толщина дисков увеличится до 32 мм, само по себе это проблему не решит, поскольку машины станут тяжелее, а прижимная сила увеличится. Так что команде приходится искать способы снятия тепловой нагрузки с тормозов уже сейчас.

Карбоновые тормоза должны работать при температуре выше 400 градусов Цельсия, а если на протяжении продолжительного времени их температура превышает 900 градусов, поверхность дисков окисляется, что приводит к их чрезмерному износу.

При этом команды также не должны допускать ситуацию, в которой тормозные механизмы излишне охлаждаются на трассе за счет работы тормозных воздуховодов – во-первых, это может привести к критическому снижению рабочей температуры тормозов ниже 400 градусов, а во-вторых, большие воздухозаборники создают дополнительное лобовое сопротивление, что негативно сказывается на аэродинамической эффективности шасси.

В нескольких последних гонках команда Mercedes тестировала вспомогательные карбоновые пластины, расположенные на некотором удалении от поверхности тормозных дисков.

При этом пластины были установлены статично и не вращались вместе с колесом, а внешне были выполнены как повторение профиля выступающей части тормозных дисков, то есть в виде круга с вырезом под тормозной суппорт.

Похоже, что эти пластины выполнены из того же карбона, который идет на производство дисков, а также они содержат отверстия по периметру, как и диски.

В команде не говорят об истинном назначении дополнительных пластин в этой области. Можно предположить, что они служат своеобразным термопоглощающим буфером для тормозных дисков или попросту радиатором.

Во время интенсивного торможения, когда диск нагревается, лишнее тепло переходит на вспомогательную пластину, за счет чего снижается температура самого диска. При этом горячий воздух должен проходить сквозь отверстия в пластине, что предотвратит ее перегрев.

После завершения фазы активного торможения пластина сохранит некоторую часть тепла, что позволит поддержать рабочую температуру механизма до следующего поворота.

Таким образом, команда может предотвратить преждевременный износ тормозных дисков и одновременно сохранить рабочий интервал температур между точками интенсивного торможения.

Ferrari: упор на аэродинамический обвес

Будучи единственной командой, опробовавшей новинки в последних двух гонках, в Абу-Даби Ferrari привезла обновленные задние тормозные воздуховоды.

Новые элементы отличаются более объемными направляющими в передней части конструкции, к тому же, позади воздуховодов явно видны желобы отвода горячего воздуха.

Правилами позволено продлевать тормозные воздуховоды вперед максимум до линии передней кромки колес, так что в командах в основном используют воздухозаборники с "ковшами" для воздуха в виде направляющих, располагающихся вдоль боковины покрышки до ее передней границы.

До этого момента в Ferrari использовали очень короткие направляющие в этой области, однако новая спецификация их воздуховодов отличается предельной длиной и глубиной "ковша", что позволяет более эффективно направлять воздушный поток на тормозные механизмы и открылки.

В задней части тормозных воздуховодов обычно располагается череда открылков, занимающая всю допустимую область протяженностью в 120 мм.

В обновленной спецификации конструкция отвода воздуха имеет довольно высокий и узкий профиль, что оставляет достаточно места для открылков. Сам отвод предназначен для "утилизации" горячего воздуха из внутренней области колес.

Такую концепцию используют многие команды. Цель в этом случае состоит не в охлаждении тормозов, а в оптимизации (минимизации) пути прохождения горячего воздуха от колеса, что позволяет снизить перегрев шин.

При этом данную опцию можно использовать по выбору. Если задние шины перегреваются, устанавливается этот воздуховод, что сразу снижает переброс тепла на поверхность покрышки. Если же температура шин, наоборот, низкая, канал снимается.

В команде Ferrari признали, что испытывали серьезные проблемы с перегревом задней резины. Подобное решение может принести пользу в этой области.

McLaren и лобовое сопротивление

Как и в Ferrari, в команде McLaren также серьезно модернизировали конструкцию тормозных воздуховодов, но в их случае это коснулось передних тормозов, да и мотивы были иными.

В McLaren используют выдувные ступицы передних колес – концепцию, позволяющую выводить воздух, проходящий через тормозные воздуховоды, посредством полой оси.

Эта идея работает вкупе с передним крылом для отвода завихрений, возникающих в области колес, подальше от машины.

При этом большие тормозные воздухозаборники и выдувной эффект создает лишнее лобовое сопротивление, которое компенсируется за счет лучшей аэродинамики в задней части шасси.

В Бразилии команда McLaren тестировала закрытые ступицы передних колес и маленькие тормозные воздуховоды. И хотя это могло быть лишь временным решением конкретно для Интерлагоса, в целом они могут готовить эту концепцию с прицелом на следующий год.

Поскольку шины в сезоне-2017 станут значительно шире, лобовое сопротивление, создаваемое ими, также вырастет, так что командам придется компенсировать эти потери в чем-то еще.

В настоящее время выдувные ступицы колес способствуют снижению общего лобового сопротивления шасси, поскольку позволяют сделать заднее антикрыло меньшего размера.

Однако уже в следующем году заднее антикрыло не будет иметь решающего значения, поскольку большая часть прижимной силы будет генерироваться за счет увеличенного диффузора.

Это означает, что концепция выдувных осей в сезоне-2017 будет не столь эффективна, а дополнительное лобовое сопротивление, которое она создаёт, ничем нельзя будет оправдать.

Вместе с упрощенным дизайном торцевых пластин переднего антикрыла, который McLaren тестировала в последних гонках, команда, вероятно, опробует и концепцию шасси с низким уровнем лобового сопротивления, над которой накануне нового сезона работают и в других коллективах.

Все взоры на виртуальную реальность

Во время пятничных тренировок команды опробовали использование 360-градусных камер, установленных поверх кокпитов в рамках подготовки к внедрению в Формуле 1 инструментов виртуальной реальности.

На несколько машин были установлены небольшие – размером с теннисный мяч – устройства от Fly360 с возможностью записи полного панорамного видео для дальнейшего его использования.

И хотя на обычном видеопроигрывателе эти записи не посмотришь, при помощи соответствующего программного обеспечения и шлема виртуальной реальности можно восстановить события происходящего на трассе в полном объеме.

Это как если бы ваша голова во время гонки торчала из монокока впереди пилота, и вы могли бы вертеть ей по сторонам и осматривать окрестности.

Ожидается, что в будущем появится специальное приложение для просмотра Ф1 в формате виртуальной реальности.

Последние тесты "ореола"

В минувший уик-энд команды Ferrari и Toro Rosso опробовали систему защиты головы типа "ореол". При этом шасси STR11 было оборудовано дополнительными датчиками в районе верхнего воздухозаборника с целью проанализировать профиль воздушного потока, поступающего в эту область с использованием "ореола" и без.

Дело в том, что установка дополнительной конструкции серьезно влияет на распределение воздушных потоков в области над кокпитом.

Нынешние машины были спроектированы под чистый поток без лишних возмущений, а в будущем дизайнерам шасси придется учитывать защитную конструкцию вокруг головы пилота.

Во время первых тестов системы "ореол" пилоты Red Bull Racing смогли проехать всего несколько кругов из-за перегрева силовой установки, поскольку в верхний воздухозаборник поступало меньше воздуха. И в будущем инженерам придется серьезно потрудиться, чтобы оптимизировать воздушный поток с учетом этой защитной конструкции.

Перевел и адаптировал материал: Александр Гинько