Технические аспекты "Формулы-1"

[don pelayo]

Только фрики о FRIC и говорят...

[Креатив]

Мне почему-то вспомнился Тиррол в связи с гидравлической подвеской.

[fda2000]

Lotus



В Lotus внедрили систему взаимосвязанной подвески раньше Mercedes. Однако, в отличие от системы FRIC, которую используют “Серебрянные стрелы”, в конструкции Lotus применены обычные пружины и стабилизаторы поперечной устойчивости для достижения большей эффективности. При этом гидравлическая связь используется только лишь в качестве дополнения к пружине, когда машина раскачивается вперёд-назад во время разгонов и торможений.

В этот уик-энд Lotus не скрывала изменений во внутренней конструкции подвески, что довольно необычно. Судя по всему, команда из Энстоуна решила последовать примеру своих немецких коллег и в дополнение к системе компенсации “раскачки” придумала аналогичное решение и для кренов

Хотя внешне E21 очень похожа на машину 2012 года, конструкция подвески была значительно усовершенствована.

Внутренние элементы подвески – такие, как балка поперечной устойчивости и торсионы – были перемещены глубже внутрь монокока и теперь их нелегко заметить, когда с машины снимают носовой обтекатель.

Благодаря фотографиям, сделанным во время уик-энда в Бахрейне, мы можем заглянуть во внутреннее пространство монокока и заметить, что команда по прежнему использует торсионы, связанные с реактивными тягами.

Это общее решение. Торсионы, управляемые рокерами подвески, не имеют жёсткой связи с шасси для подпружинивания колеса. Вместо этого они взаимодействуют друг с другом.

Применение подобного решения означает, что пружины компенсируют только продольную раскачку, но не влияют на крены. Это позволяет обеспечить боковую жёсткость независимо от торсионов.

Также мы можем видеть, что в конструкции подвески используется элемент, соединяющий нижнюю часть левого рокера с верхней частью правого.

Подобное решение уже использовалось в прошлом. Если установить в этом месте демпфер, он обеспечит затухание поперечных колебаний. В сочетании с механическим стабилизатором поперечной устойчивости это позволяет компенсировать крены независимо от продольной раскачки. Именно из-за этого диагонально смонтированного демпфера на верхней части корпуса машины заметны несимметричные выступы.

Ниже можно увидеть устройство золотистого цвета, похожее на демпфер, который является ключевым компонентом в конструкции машины, начиная с Гран При Германии 2009 года. Это элемент гидравлической связи, соединённый с таким же на задней подвеске.

Как и в системе FRIC от Mercedes, эти элементы препятствуют “кивкам” передней части автомобиля во время торможения.

Похоже, что на этом этапе в Lotus решили заменить передние и задние амортизаторы кренов и стабилизатор поперечной устойчивости на взаимосвязанные гидравлические элементы.

Это позволяет команде получить те же преимущества, что и у Mercedes, чьи машины благодаря мягкости подвески обеспечивают лучшее механическое сцепление в медленных поворотах. В то же время в быстрых виражах подвеска будет жёстче, что благоприятно скажется на аэродинамической эффективности машины.

MCLAREN

Команда связывает свои надежды в сезоне-2013 с пакетом обновлений, который дебютирует через три недели в Испании, поэтому в Бахрейне конфигурация машины мало отличалась от той, что мы видели в Китае.

В Шанхае на машинах команды мы заметили небольшое крылышко над задней структурой безопасности. Оказалось, что это был не аэродинамический элемент, а корпус датчика.

Внутри каплевидного устройства расположен оптический датчик для контроля боковых перемещений шин. Чаще всего подобные датчики используются в передней части машины для определения недостаточной поворачиваемости. В McLaren же теперь применяют их для контроля избыточной.

В Бахрейне это особенно критично, так как конфигурация трассы предполагает высокие нагрузки на задние шины. Чрезмерное воздействие на них в поворотах ускоряет износ, что пагубно влияет на время прохождения круга.

В дополнение к этому, в McLaren использовали датчики давления в корпусах арочной формы, установленных на задних воздухозаборниках тормозов, вероятно изучая таким образом поведение потока вокруг них.

Датчик, установленный внутри чёрного корпуса из углеродного волокна снимает показания с 16 трубок Пито. Поставляемое родственной компанией McLaren Electronics устройство имеет крошечные габариты (7см х 6см х 2 см) и весит всего 95 грамм, поэтому его влияние на аэродинамические характеристики машины во время исследований крайне мало.

Датчик с тонкими пластиковыми трубками устанавливается в воздухозаборники тормозов для измерения давления воздуха. Результаты, полученные с его помощью передаются в систему телеметрии машины через сеть стандарта CAN.

Остальные тут

[fda2000]

Интересно

А сколько литров масла требуется мотору V8 для нормальной работы, или для коробки передач?
- Двигателю требуются примерно семь литров - могу сказать, что за последние двадцать лет мы сократили количество необходимого масла вдвое. Коробке передач требуется 0,8 литра за гонку - а те же двадцать лет назад это количество составляло шесть литров!

Впечатляющий прогресс в области трансмиссии...
- Скажу больше - один из конструкторов вообще добился показателя в 0,4 литра! Сегодня достаточно, чтобы смазывались только окончания шестеренок, при этом распыление масла происходит тончайшей струйкой, и этого хватает, несмотря на колоссальные нагрузки.

...

Как осуществляется контроль за надежностью мотора Mercedes V8?
- Пилоту отводится восемь моторов за сезон. Мы находимся на гонках вместе с специалистами Mercedes. Такое устройство, как спектрометр, позволяет нам следить за состоянием металлов, отыскивая их микрочастички в масле. Речь идет о алюминии, железе, свинце... Контроль осуществляется каждый раз после того, как мотор заводится. Но степень износа металлов оцениваем не мы, а инженеры Mercedes. Именно они решают, когда именно мотор уже перестает быть надежным.

То есть, если в масле обнаруживается слишком много частичек меди, то значит, изнашиваются подшипники, а если больше титановых частиц, то значит, надо следить за клапанами. То есть, при помощи масла можно следить за тем, как себя чувствует та или иная зона мотора, когда износ достигает критической точки. Скажите, пожалуйста, каковы значения этих критических точек?
- Они зависят от материалов - для некоторых металлов значения составляют сто милиграмм на килограмм масла, для иных 200 милиграмм.

То же самое положение сохраняется и в случае с маслом для коробки передач?
- В принципе да, но нагрузки на масло в коробке передач несколько меньше. До 2008-го года использовались трансмиссии с углепластиковыми шестернями, но затем McLaren ввела сплав из титана и ванадия, который прижился для всех команд. Если в моторе обычно бывает до 100 милиграмм металлов в килограмме масла, то в трансмиссиях этот показатель составляет не более 5-7 милиграмм.

Фамилия конструктора не на Н начинается случаем?

[trinci]

там реклама прикольная
я так понял, что Хэмушка серет прямо на трек
впрочем, Роско тоже

[fda2000]

Секреты хорошей машины становятся известными по ходу сезона, постепенно - так происходит и с Lotus E21, котоую многие считают эталонной в смысле обращения с капризными покрышками Pirelli. Многие уже обращали внимание на то, что во время гонки днище E21 буквально скребет об асфальт, в то время как в случае с другими командами такого не происходит. Даже Red Bull и Ferrari ведут себя иначе. Почему?

По мнению Эдриана Ньюи, дело вот в чем - в нынешнем сезоне передние антикрылья автомобилей повысили свю эффективность, и к диффузору стало доставляться больше воздуха. Возник даже некий дисбаланс - ограничения на выдувное отверстие диффузора не позволяли эффективно распоряжаться всем объемом воздуха. Для решения подобной проблемы есть два подхода. Эдриан Ньюи избрал первый, приподняв днище машины и создав при помощи выхлопных газов "термоюбку" в районе задней подвески, что позволяет "изолировать зону, понизить давление в выдувной зоне диффузора, и, как следствие, помочь "внутреннему воздуху" быстрее и в полном объеме покидать его недра.

Совсем иначе решил проблему работавший в Lotus до мая текущего года Джеймс Эллисон, который вообще склонен искать радикальные пути (достаточно вспомнить его концепцию "переднего выхлопа" в 2011-м году, когда все вовсю доводили до ума эффективные "горячие диффузоры") - он, похоже, придумал систему, которая не просто срывает поток воздуха с заднего антикрыла (пресловутый двойной DRS команды), Эллисон придумал устройство, которое создает зону низкого давления прямо перед выдувным отверстием диффузора, добиваясь того же эффекта, что и Ньюи со своей "термоюбкой". При этом Эллисону нет необходимости повышать заднюю часть автомобиля (и это положительно сказывается на максимальной скорости), а избегающие контактов со струей выхлопных газов задние колеса гораздо дольше сохраняют свои оптимальные кондиции (потому-то и экономит Lotus покрышки куда лучше остальных машин-соперниц). Добавьте сюда и FRIC, который на машинах из Энстоуна функционирует даже лучше, чем на Mercedes, которая в свое время придумала это устройство и целый год доводила до ума.

Поэтому на тестах в Сильверстоуне внимательные глаза технических экспертов и инженеров-конкурентов направлены уже не на систему двойной DRS - сама по себе она потеряла интерес для них, после того, как стало ясно, что она просто-напросто скрывает более важное новшество. Дезинформация в Ф-1 всегда была столь же эффективна, если даже не более эффективна, чем попытки утаить все свои технические "ноу-хау". Пока в Ф-1 все гадали, как именно взаимодействует с задним антикрылом Е21 двойной DRS Lotus, команда наслаждалась его куда более важным, "теневым" эффектом.

Сдается мне у Феррари тоже есть нечто подобное, но менее эффективное.

[trinci]

да у Феррари всё есть, и деньги и лучшие гонщики
только это не работает, потому что лето

[fda2000]

Весьма любопытное вью:

Скрыто: открыть

Вчера Force India первой представила раскраску и внешний вид новой машины. Журналисты немецкого журнала Auto Motor und Sport обсудили ее технические особенности с техническим директором команды Энди Грином.

Вопрос: На фотографии новой машины мы видим носовой обтекатель, но сбоку. Как он выглядит спереди?
Энди Грин: Он очень узкий, как нос муравьеда.

Вопрос: Почему нельзя было просто опустить его вниз?
Энди Грин: Конечно, можно было создать такой же носовой обтекатель, как у старых моделей McLaren – мы тоже начинали с этого. В плане эстетики это лучшее решение, но не оптимальное с точки зрения аэродинамики. Для нас важнее функциональность, а не внешний вид. Мы всегда будем реализовывать на практике то решение, которое обеспечит лучшее время на круге и отвечает требованиям безопасности, а как оно будет выглядеть - не важно. Такой окажется не только новая машина Force India. В регламенте могло подразумеваться что-то иное, однако в данном пункте это не вполне четко прописано.

Вопрос: Что бы произошло, если бы носовой обтекатель был шире и без резких перепадов опускался вниз с высоты 18,5 см?
Энди Грин: Ухудшился бы воздушный поток под машиной, поскольку большая часть воздуха проходила бы над машиной, а мы хотим добиться обратного, чтобы сохранить эффективность диффузора.

Вопрос: Мы увидим много разных решений носового обтекателя?
Энди Грин: Я знаю уже три или четыре великолепных концепта. Наш вариант прагматичен и консервативен. Он позволил нам без проблем пройти краш-тесты и участвовать в первых тестах без риска, что решение окажется неверным.

Force India – небольшая и ограниченная в ресурсах команда, мы не можем так рисковать. Если риск не оправдается, последствия окажутся катастрофическими, поскольку затронут остальные узлы машины. Именно поэтому мы выбрали консервативный подход для первого раза. Для начала мы хотим собрать максимум информации о машине. Чтобы разобраться с новым мотором, нужно проехать определенную дистанцию. С аэродинамикой всё в наших руках, при желании мы можем что-то изменить, но в работе с двигателем мы зависим от пройденной дистанции.

Вопрос: Как долго вы будете использовать первую версию носового обтекателя?
Энди Грин: Вероятно, даже в первой гонке. Мы тестируем в аэродинамической трубе и другие решения, эта работа продолжится до начала гонок. Нам надо построить детали, чтобы проверить их на краш-тестах. После этого мы должны их приспособить к шасси, а затем произвести. Этот процесс займет скорее месяц, чем неделю. Кроме того, я хочу дождаться презентаций соперников.

Вопрос: Вы работаете в Формуле 1 с 1990 года. Если сравнить нынешние перемены в регламенте с теми, что произошли в 1998-м и 2009-м, когда машины потеряли больше прижимной силы?
Энди Грин: Машины серьезно теряли прижимную силу, но эти потери сопоставимы. Впрочем, есть одно серьезное отличие: сейчас заметно уменьшилось лобовое сопротивление, а эффективность машины практически не изменилась. Раньше мы теряли только прижимную силу, а лобовое сопротивление не менялось.

Вопрос: Значит, максимальная скорость должна вырасти?
Энди Грин: Да, я ожидаю, что машины окажутся быстрее на 15 км/ч.

Вопрос: Сейчас отсутствует эффект от выхлопной системы, которая прежде позволяла увеличить прижимную силу?
Энди Грин: Да, при полностью нажатой педали газа прижимная сила повышалась на 10-15%.

Вопрос: Как вы можете сейчас использовать систему выхлопа?
Энди Грин: Этот вопрос четко оговорен в правилах. Мы ограничены в использовании потока газов из выхлопной системы, из-за перемен в расположении выхлопа эффект будет небольшим. Кроме того, большая часть энергии выхлопных газов останется в турбонагнетателе. Если вы хотите это использовать, придется идти на компромиссы в других областях. Я сомневаюсь в целесообразности этого и не вижу особых преимуществ.

Вопрос: Увеличился крутящий момент двигателя, а прижимная сила уменьшилась. Как машина будет держаться на трассе?
Энди Грин: Это настоящая проблема. Из-за уменьшения числа оборотов мы будем использовать более "длинные" передачи.

Вопрос: Складывается впечатление, что задняя часть машины потеряет больше прижимной силы, чем передняя. Есть ли смысл использовать максимальную ширину переднего антикрыла, 165 см, для улучшения баланса машины?
Энди Грин: У нас нет проблем с прижимной силой в передней части машины – только с задней частью. Работая с передней частью машины, мы можем среагировать на всё, что получаем в задней части. Из-за более короткого антикрыла сложнее направлять воздушный поток вокруг передних колес – для этого пришлось бы кардинально изменить весь аэродинамический концепт. Используя антикрыло длиной 165 см, добиться этого сложно, но возможно. Нам надо было только всё оптимизировать в передней части машины, а с задней частью пришлось потрудиться.

Вопрос: Что произошло с задней частью машины?
Энди Грин: Верхняя плоскость антикрыла уменьшилась, а нижняя исчезла. Это повлияло на работу диффузора. Нижняя плоскость помогала отводить воздух в сторону диффузора и связывала его с верхним элементом антикрыла. Сложно добиться большой прижимной силы, стараясь не нарушить баланс.

Вопрос: Что это значит?
Энди Грин: Мы увидим много разных форм заднего антикрыла – каждый будет искать границы стабильности. Кроме того, важную роль сыграют воздуховоды задних тормозов: нам придется активнее их использовать, чтобы повысить прижимную силу в задней части машины – это наша новая сфера деятельности.

Вопрос: Вы будете использовать восьмиступенчатую коробку передач. Нельзя было ограничиться семиступенчатой?
Энди Грин: Мы проработали на симуляторе еще не все трассы, но судя по имеющимся данным, на некоторых автодромах потребуются четвертая, пятая, шестая и седьмая передачи. Крутящий момент настолько высок, что на низких передачах возможна пробуксовка. Восьмую передачу мы увидим, возможно, только в Монце и Спа. Первые три будут использоваться преимущественно на старте, а затем не потребуются.

Вопрос: Правила позволяют скорректировать длину передач. Есть ли крайний срок, к которому вы должны определиться?
Энди Грин: Вы можете это сделать в любой момент (??? Вроде говорили о том, что будет несколько фиксированных наборов передач на сезон...). Мне кажется, это изменение может касаться одной из нижних передач, чтобы оптимизировать старт. Проблема в том, что имитировать старт довольно сложно.

Вопрос: Сложно ли разместить все компоненты на машине?
Энди Грин: Очень сложно. Я еще никогда с этим не сталкивался. Новый мотор состоит из большего количества деталей, и каждая требует собственного охлаждения. Расположить всё это правильно было нелегко. К счастью, в Mercedes-Benz долго занимаются этой проблемой: они знали, что размещение всех компонентов может вызвать проблемы, поэтому создали сразу цельную систему, которая максимально подходила бы к шасси. Они отлично выполнили свою работу.

Вопрос: Как обстояли дела с весом?
Энди Грин: Нам не удалось сразу добиться оговоренного в правилах максимального веса – 690 кг. Проблема в том, что нам очень поздно сообщили вес некоторых деталей, и мы не могли рассчитать, где нужно сэкономить. Поскольку многие детали мы получаем от поставщиков, сложно добиться оптимальной развесовки. Чтобы сократить вес машины до разрешенного, нам пришлось предпринять кое-какие меры.

Вопрос: Похоже ли ваше расположение деталей на то, что использует Mercedes? Дали ли вам немецкие мотористы какие-либо ориентиры?
Энди Грин: Не думаю, что мы используем схожую компоновку – у каждого свое решение. Мне давно интересно, что сделали остальные. Конечно, у заводской команды есть преимущество, поскольку она раньше получала информацию о состоянии компонентов мотора. Они разместили двигатель так, как считают правильным. У меня нет ощущения, что это решение им посоветовали в Mercedes-Benz. Мы получили несколько замечаний, в частности, где должны быть установлены гибридные элементы, охлаждение двигателя и система смазки, но в остальном у нас была полная свобода действий.

Вопрос: Боковые понтоны получились больше, чем у прошлогоднего шасси?
Энди Грин: Наши – да. В этой области мы тоже выбрали консервативный подход, но я ожидаю, что по ходу сезона боковые понтоны уменьшатся. После трети сезона появятся кое-какие изменения. Мы постарались использовать максимально гибкий подход в этой области.

Вопрос: Насколько увеличилась нагрузка на систему охлаждения после перехода на турбомоторы и гибридные технологии?
Энди Грин: Сходу я бы назвал цифру 125% – по сравнению с прошлым годом.

Вопрос: На старых машинах с турбомотором воздухозаборник располагался над гонщиком. Можно ли иначе забирать воздух для охлаждения турбины?
Энди Грин: Нет, это запрещено. Правила четко оговаривают, где он должен размещаться, иначе мы бы использовали воздухозаборники в боковых понтонах.

Вопрос: Разрабатываете ли вы пассивную DRS?
Энди Грин: Сейчас нет. Заднее антикрыло немного уменьшилось, поэтому система может дать лишь незначительное преимущество. У нас пока нет решения, которое позволило бы стабильно направлять поток воздуха на заднее антикрыло.

Судя по симуляции, преимущество минимально, а затраты велики. Лучше сконцентрироваться на более важных вещах. За первые годы действия новых правил можно добиться большего, если использовать классический подход в работе с машиной. Если рисковать, придется наверстывать гораздо больше. Вероятно, через несколько лет будет интересно проработать эту систему, но только если вы добились успехов.

Вопрос: На первой серии предсезонных тестов мы увидим много поломок?
Энди Грин: Мне хотелось бы, чтобы всё было под контролем. Однако насколько надежной окажется машина – это большой вопрос. Я надеюсь, что в Хересе мы проедем достаточно кругов, чтобы собрать данные для нас и нашего поставщика моторов. Буду удивлён, если мы сможем проехать 300 км за день. Всё будет не лучше, чем у других. Посмотрим, насколько эффективной окажется машина. Возможны сюрпризы. Подобные вещи нельзя спрогнозировать – их можно узнать только на трассе.

[fda2000]

Хорошая статья Техника Ф1 в сезоне 2014 года: Новое в аэродинамике

...
Как мы уже сказали, в этой части высота шасси не должна превышать установленных 52,5 см, при этом команды пойдут на все, лишь бы пустить как можно большую часть встречного потока воздуха под поднятым участком шасси и направить его от переднего антикрыла под днище машины.

Выходом из этой ситуации стала ступенчатая конструкция монокока - его передний фланец находится на установленной высоте 52,5 см, дальше, как в прошлом году, следует резкий шаг вверх, а уж затем плавное снижение к кокпиту.

Получившуюся в результате ступеньку можно прикрыть сверху декоративной панелью, которые по-прежнему разрешенными в нынешнем сезоне, тогда как равновеликая ступенька снизу монокока может быть аэродинамически решена посредством формы носового обтекателя и открылков, которые команды привыкли размещать в этой области машины.

В следующем году лазейка со ступенчатыми шасси будет прикрыта путем регламентирования предельного угла наклона плоскости, идущей от передней оси автомобиля к кокпиту.

Походу муравьед первым под нож пойдет.

[батюшка]

М-да, оказывается все эти якобы экологичные гибриды - туфта на постном масле...

Эдриан Ньюи: В случае с гибридными машинами – а именно такое определение закреплено в регламенте – на производство аккумуляторов тратится большой объем ресурсов, потому конечный продукт получается весьма дорогим. А обеспечивает ли он положительный экологический эффект зависит от условий эксплуатации машины – сколько километров она проезжает, едет ли она с постоянной скоростью по шоссе, или в режиме старт-стоп в городе. Потому предпосылка, что гибридные машины автоматически считаются экологически чистыми, является упрощением.

Есть множество способов при определенных затратах сделать машины более эффективными с точки зрения расхода топлива. Можно поработать над аэродинамикой, сделать шасси легче – в этом специалистам Формулы 1 опыта не занимать, но после перехода на гибридные технологии машины стали на 10% тяжелее, так что с технической точки зрения результат несколько спорный.

Если говорить о спортивной составляющей, то эффективность, стратегия и экономия топлива скорее применимы к кузовным гонкам, где совершенно иной подход к соперничеству на трассе. Формула 1 должна быть, прежде всего, зрелищной: здесь машина и гонщик должны работать на пределе на каждом круге.

Если мы говорим о моторах, то дело даже не в том, какое количество топлива они расходуют при прочих неизменных параметрах – эти параметры как раз не зафиксированы. Не ограничены расходы, на создание новых силовых установок потрачены огромные средства. Если бы эти деньги были направлены на снижение массы, эффект оказался бы значительнее. С одной стороны, эти инновации идут во благо человечеству, но одновременно есть ощущение, что мы чего-то не учли.

F1News

[fda2000]

М-да, оказывается все эти якобы экологичные гибриды - туфта на постном масле...

Да когда то и обычные ДВС чадили как паровозы

[батюшка]

Угу, стал бы тогда Прохоров продавать свой "ё-мобиль" за 1 евро)

[David]

При современных условиях экологичность всех гибридо, электро, пиво, навозо и прочие -мобилей является фикцией и наглым подлогом.
При выработке, хранении, транспортировке, создании и т.д. всего что имеет к этому отношение наносится вред экологии в несколько раз больше, чем от применения ДВС на бензине и соляре.
Пропаганду никто не отменял. Читайте Маркса.

[ASD]

При современных условиях экологичность всех гибридо, электро, пиво, навозо и прочие -мобилей является фикцией и наглым подлогом.
При выработке, хранении, транспортировке, создании и т.д. всего что имеет к этому отношение наносится вред экологии в несколько раз больше, чем от применения ДВС на бензине и соляре.
Пропаганду никто не отменял. Читайте Маркса.

Точно!
Зришь в корень!

Аналогично с глобальным потеплением и озоновыми дырами!

[Juster]

При современных условиях экологичность всех гибридо, электро, пиво, навозо и прочие -мобилей является фикцией и наглым подлогом.
При выработке, хранении, транспортировке, создании и т.д. всего что имеет к этому отношение наносится вред экологии в несколько раз больше, чем от применения ДВС на бензине и соляре.

а маховик Вильямса?