Эволюция правил. Как изменятся болиды «Формулы-1» в 2013 году
Ужесточение требований к жесткости передних крыльев
В 2012 году, несмотря на достаточно суровые испытания на жесткость конструкций передних антикрыльев, команды продолжали внедрять решения, которые позволяли этим элементам шасси менять угол наклона к дорожному полотну, приводили к уменьшению прижимной силы и снижению лобового сопротивления в передней части автомобиля на прямых.
При этом конструкторская мысль в прошедшем сезоне сосредоточилась на получении преимущества за счет изгиба элементов антикрыла в той части, которая находится ближе к колесам), за счет эластичности креплений и самих элементов конструкции.
Разумеется, все эти изменения геометрии происходят при движении на высоких скоростях, слабо видны на фото и видеозаписях, и трудно наказуемы, но они есть! При этом команды действуют в рамках технического регламента, а сами антикрылья проходят испытания на сертифицированных стендах ФИА. Ну, а все что не зафиксировано – прямая недокументированная выгода.
Напомним, в 2012 году антикрылья подвергались нагрузке в 1000 Ньютон (около 102 кг) на боковых «шайбах» конструкции (790 мм вперед от оси колеса). Если смотреть на машину сбоку, то точка приложения силы приходилась почти на центральную планку, на которую команды монтируют «рабочие» элементы.
Однако, начиная с 2013 года ведомство Жана Тодта вновь изменило подход к измерению жесткости конструкций – учитывая новые наработки команд в указанной области, – теперь эта часть автомобиля будет проверяться в двух точках на каждой боковой кромке (на рисунке F1 и F2 по очереди), что, по идее, сведет «на нет» прошлогодние хитрости гоночных коллективов.
Отныне нагрузка будет поочередно прикладываться в двух точках «шайбы»: в 675мм от центра оси болида (ближняя точка к колесу) – то есть именно там, где и происходит изгиб, – и в 975мм от центра оси (дальняя точка от колеса).
Статья 3.17.1 Кузов может отклоняться не более чем на 10 мм по вертикали при нагрузке в 1000 Ньютон, приложенной вертикально к ней в точках 675 мм и 975 мм спереди от центра переднего колеса и 790 мм от оси автомобиля. Нагрузка будет применяться в нисходящем направлении, при использовании 50-миллимитрового цилиндра, воздействующего на прямоугольной адаптер измерения 400мм х 150мм. Этот адаптер должен быть предоставлен командой, а также должен:
а) иметь плоскую верхнюю поверхность без углублений.
б) быть установлен на автомобиле таким образом, чтобы использовать всю нагрузку на кузов в контрольной точке, а не для увеличения жесткости деталей, проходящих испытания.
в) быть размещен с внутренней части параллельно краю от центральной линии автомобиля на расстоянии 400мм и перемещаться от нее до 715 мм.
…
г) быть помещен на его передней кромке на расстоянии 1025 мм спереди от линии центра переднего колеса.
Отклонение будет измеряться вдоль оси нагружения в нижней части кузова в этой точке и по отношению к базовой плоскости.
Как видно из измененной статьи, применение «гибких» антикрыльев с теми технологиями, которые находятся на вооружении команд, станет попросту невозможным.
ФИА толкает топ-коллективы к новым разработкам, стоимость которых наверняка намного превысит суммы, потраченные в минувшем сезоне
С одной стороны, это хорошее изменение – автомобили уравняются в аэродинамике, а плотность пелотона возрастет. Кроме того, стоимость разработки кузовных элементов для всех коллективов тоже уравняется. Однако, вспоминая прошлое, можно привести немало примеров, когда на помощь инженерным штабам приходили специалисты из вроде бы не связанных с автомобилестроением областей знаний, после чего рождались совершенно неожиданные решения.
Вот и сейчас осведомленные обозреватели намекают, что технологии изменения геометрии материалов существуют. Примером могут служить металлы с памятью – достаточно приложить к ним незначительный электрический ток и они примут ту форму, которую в них закладывают при изготовлении. И вернутся в первоначальную форму при отсутствии такого воздействия.
Так что, давая передышку в расходах командам среднего дивизиона, ФИА вновь толкает топ-коллективы к новым разработкам, стоимость которых наверняка намного превысит те суммы, которые тратились в минувшем сезоне. И, конечно, отбросит «середнячков» на привычные для них позиции.
Ступенчатые носы будут скрыты
Разрабатывая регламент для 2012 года, ФИА совершила небольшую ошибку, родив полезное правило с точки зрения безопасности, но при этом испортив внешний вид болидов. Речь идет о минимальной высоте передней части носового обтекателя (до колеса), препятствующей взлету машины при столкновениях.
В результате подавляющая часть команд выпустила на трассу монстров – уродливых ступенчатых носов были лишены разве что «Макларен» и «Маруся». При этом к концу сезона обтекатели и этих коллективов оказались задраны несколько вверх, до разрешенного уровня. Так и столкнулись интересы Федерации и здравого смысла аэродинамиков команд – чем выше нос, тем больше воздуха поступает под кокпит и далее.
И хотя к концу чемпионата зрители вошли в фазу привыкания, команды и ФИА договорились частично вернуть машинам привычные «красивые» формы, при этом не требующие повышенных расходов, и компромиссное решение вступит в силу с этого года.
Теперь у команд есть возможность установить небольшую пластиковую панель для спрямления «горба», ограниченную разрешенными размерами и кривизной.
Эта панель не будет являться частью корпуса – это будет скорее декоративный элемент, без аэродинамических изысков.
Введение этой статьи регламента – нужное с маркетинговой точки зрения мероприятие, однако по ходу сезона в нее, скорее всего, будут вписываться многочисленные поправки – пока не ясно, что произойдет с этой легкой панелью при аварии – не будучи структурным элементом кузова, она отлетит в неизвестном направлении и создаст риски здоровью пилотам и маршалам гонки.
Увеличение «сухого» веса машин
Специалисты «Пирелли» последовательно меняют модельный ряд резинотехнических изделий для «Формулы-1» год от года. Для сезона-2013 были разработаны шины, которые быстро входят в диапазон рабочих температур, а сам диапазон станет более широким. В результате шинники сообщили ФИА об увеличении веса комплекта на 2 кг, что повлекло техническое изменение общей массы автомобиля с 640 кг до 642 кг.
Разрабатывая это правило, Федерация очень внимательно отнеслась к мельчайшим деталям и практически полностью перекрыла возможные «серые» зоны и разночтения.
Так, к примеру, установлена новая «квалификационная» развесовка между передней и задней осью – не менее 292 и 343 кг соответственно, – а непосредственно сами измерения веса по осям будут производиться только с «сухими» шинами P-Zero, независимо от погодных условий за пределами технического бокса ФИА
Крэш-тесты
В новом сезоне вводятся ужесточенные нормативы, направленные на обеспечение безопасности пилотов. Изменений довольно много, и они в подробностях интересны скорее специалистам. Мы же отметим самое важное.
Теперь проверяться при полных нагрузках будет каждое шасси, построенное командой – ранее тестам подвергалось только одно шасси, а все последующие машины этой серии проверялись при 20-процентной щадящей нагрузке.
Команды будут успешно проводить крэш-тесты – найти ошибку в расчетах всегда дешевле, чем строить несколько прототипов
Каждая команда должна предоставлять подробные расчеты жесткости конструкции болида до крэш-теста, из которых должно быть видно, что он способен выдерживать критические продольные и фронтальные удары.
В целом эти изменения регламента, помимо соображений безопасности, носят и явный экономический характер. Скорее всего, теперь серия крэш-тестов будет проводиться с первой попытки – найти ошибку в расчетах всегда дешевле, чем строить несколько прототипов и пытаться пройти испытания «на авось». Увы, из года в год такие сообщения в прессе все же проскальзывают…
Двойные DRS
Ну и напоследок, самое вкусное! Закрывая тему технических изменений регламента, мы опишем то место, где инженерная мысль позволит выигрывать гонки и проигрывать чемпионат.
Уже с первых гонок 2012 года «Мерседес» представил публике вторую генерацию систем DRS. Это была конструкция прямого воздействия открытия закрылка заднего антикрыла на изменение аэродинамической эффективности в другой части машины. То есть активная DDRS. По невнятным причинам коллектив немецкого автопроизводителя полностью слил сезон, имея подобный девайс на борту.
Однако во второй части чемпионата идея нашла своих последователей из «Лотуса», где разработали третью генерацию DRS, которая посредственно воздействовала на машину, то есть воздух из боковых стоек управлял другим потоком, сам активно не меняя ни баланса, ни поведения машины на трассе. Эту систему аналитики назвали «пассивной DDRS».
Новая статья 3.18.1, введенная для сезона-2013, запрещает активные системы двойного назначения а-ля «Мерседес». Теперь нельзя использовать воздуховоды в торцевых платинах антикрыла, открывающиеся при активации подвижного закрылка. Также запрещено иметь начало подобных воздуховодов в любой части машины расположенных на расстоянии свыше 355 мм от центральной оси автомобиля.
Но конструкторам оставлена широченная лазейка: в рамках 355 мм от продольного центра команды вольны забирать воздух при активации DRS!
А это значит, что возможности развития есть. Расположив за закрылком отверстие воздуховода или используя полости неподвижной нижней части антикрыла, инженеры будут в своих расчетах забирать столько воздуха при активации системы, «сколько смогут унести», и применять его где угодно: направлять в диффузор, обдувать его боковые кромки снаружи или даже уменьшать эффективность неподвижной части антикрыла.
В общем и в целом, демократичность Федерации в этом вопросе создала интригу – вариантов развития будет много, каждый гоночный коллектив создаст свою систему взаимодействия с DRS, а значит, наступающий сезон явно не будет скучным.
Ну и, конечно же, введение этой статьи в подобной редакции никак не повлияет на стоимость разработок, как планировалось – гонка «вооружений» ни на цент не станет дешевле.
***
Реально новые инженерные наработки появятся на болидах ближе к третьей серии тестов, но еще до окончания презентаций гламурных муляжей мы обязательно порассуждаем о возможных направлениях развития болидов в этом году.
