Выдувные диффузоры
Несмотря на то, что понятие «диффузор» в «Формуле-1» присутствует очень давно, расположение в конструкции шасси, а также технические особенности сделали этот элемент машины не самым простым для понимания обычных болельщиков. Однако, после того как инженеры «Хонды» и «Супер Агури» разработали двойной диффузор, а конюшня «Браун» отлично справилась с наработками японцев и начала выигрывать одну гонку за другой, общественности поневоле пришлось выяснять технические подробности нашумевшей детали.
Впрочем, когда к сезону-2010 все команды построили новые шасси вокруг двойных диффузоров, показалось, что ничего нового в этой области конструкторы и инженеры «Формулы-1» уже не придумают. Но усилиями команды Эдриана Ньюи из «Ред Булл», вернувших в спорт понятие «выдувной диффузор», тема обрела новую жизнь.
Прежде чем подходить к разъяснению новинки австрийской конюшни, следует напомнить читателям о том, что вообще такое диффузор. В прошлом году этот вопрос прекрасно осветила Наталия Дмитрук в блоге «Драйв», поэтому в начальной части нашего материала ограничимся лишь определением диффузора и ключевыми положениями, дающими представление о его работе.
Диффузор в «Формуле-1» – это конструкция в задней части болида, в которой воздушный поток, проходящий под днищем болида, расширяется. Диффузор оптимизирует поток таким образом, чтобы увеличить его скорость под днищем, создавая тем самым прижимную силу, и уменьшая аэродинамическое сопротивление автомобиля.
Благодаря деятельности ФИА, стремящейся сократить прижимную силу еще со времен «граунд-эффекта», размеры и формы диффузоров менялись неоднократно, что вынуждало команды раз за разом искать обходные пути для того, чтобы добиться большей эффективности болидов. Например, в последние два десятилетия серьезная работа с воздушным потоком была проделана в передней части машин (антикрылья, дефлекторы, непосредственно начало днища). Однако еще большего прогресса в поиске прижимной силы удалось достичь в области над самим диффузором. Поместив вертикальную планку в конце выдвинувшейся конструкции, инженеры сделали так, что воздушный поток, проходящий над диффузором, стал завихряться, таким образом помогая потоку, идущему под днищем автомобиля, создавать еще больше прижимной силы.
Чтобы не вдаваться в аэродинамические дебри, отметим, что к сезону-2010 за счет увеличившихся размеров боковых понтонов воздушный поток, идущий над диффузором, сократился, поэтому задача отвоевать еще немного прижимной силы, и так каждый год мучившая технические коллективы, в этот раз встала более остро. Парни Эдриана Ньюи в очередной раз оказались молодцами, вспомнив хорошо забытое решение: они пустили воздушный поток на диффузор из выхлопной системы.
В 1983 году команда «Рено», по сути, первой реализовала идею выдувного диффузора
Идея, действительно, оказалась не новой. В 1983 году, вскоре после запрета «граунд-эффекта», команда «Рено», по сути, первой реализовала идею выдувного диффузора: французские инженеры разъединили выходящие из турбокомпрессора трубы на три части, и направили их к тому месту, где плоское днище принимает форму диффузора. Затем эту идею приняли на вооружение остальные команды, а затем в течение двадцати лет активно ее эксплуатировали.
Но, после того как «Формула-1» перешла от турбомоторов к атмосферным двигателям, выхлопной поток перестал быть «сглаженным» (турбодвигатель работал с небольшой задержкой), и стал более резким – количество прижимной силы менялось от того, насколько сильно гонщик давил на педаль газа: чем сильнее был газ, тем больше создавалось прижимной силы, и наоборот. Понятно, что это создавало определенные проблемы, поэтому в один прекрасный день (в 1998 году) в «Феррари» первыми решились вывести выхлопные трубы наверх, разъединив их с диффузором.
В «Макларене» и «Минарди» дольше остальных пытались сохранить систему, но под давлением мотористов, желавших сделать выхлопные трубы короче, парни из Уокинга все же отказались от идеи выдувного диффузора и пошли по пути Скудерии, сделав перископические отверстия.
Однако полностью идея забыта не была. В 2002 и 2003 годах Эдриан Ньюи, работавший над инновационным, но так и не появившимся в гонках болидом «Макларена» MP4-18, попытался сделать новую версию выдувного диффузора, уже без прямого соединения с мотором с помощью труб, однако столкнулся с новыми проблемами: горячие выхлопы негативно влияли на углеволоконные элементы шасси.
Вернуться к реализации этой идеи Ньюи смог лишь в «Ред Булл», вписав выдувной диффузор в конструкцию нынешнего RB6. Секретное оружие команды было проверено в действии на последних предсезонных тестах: выхлопные отверстия расположились практически у днища RB6, а чуть выше механики прилепили фальшивые выхлопы в виде наклеек.
При этом идея «Ред Булл» переместить выхлопные отверстия появилась не во время создания RB6, а раньше. Об этом говорит тот факт, что поперечные рычаги задней подвески болида образца 2010 года сместились вверх еще на прошлогоднем RB5. Подобное решение позволило избежать проблем с перегревом углеволокна подвески, хотя, стоит признать, что у соперников, которые сейчас копируют решение «Ред Булл», вряд ли возникнут серьезные осложнении – рычаги можно укрепить керамическими наростами, а также другими специальными защитными покрытиями.
Разместив выхлопные отверстия внизу автомобиля, Ньюи также сделал два отверстия в диффузоре. Благодаря отверстиям воздушный поток проходит не только над диффузором, но и под ним.
Понятно, что основная функция выдувного диффузора – создавать еще больше прижимной силы в задней части болида, что позволяет гонщикам чувствовать себя более уверенно за рулем, поскольку многим из них нравится, когда задок машины ведет себя стабильнее. Однако низкий выхлоп влияет и на другие вещи. Поскольку отверстия расположены очень близко к шинам, на некоторых трассах существует риск перегрева резины. В «Ред Булл» решили эту проблему очень просто – установив небольшую перегородку между выхлопным отверстием и покрышками. Впрочем, на Гран-при Канады, где многие конюшни мучились с прогревом покрышек, подопечные Кристиана Хорнера эту перегородку убрали. Неизвестно, насколько хорошо подобное действие помогло команде в прогреве шин, но можно предположить, что на следующих «прохладных» этапах команда из Милтон-Кейнса наверняка поработает над расположением и самим видом перегородки.
Соперники, понятное дело, не прохлаждаются. К Гран-при Европы выдувной диффузор скопировали «Феррари», «Рено» и «Мерседес», а «Макларен» обещает привезти новинку на Гран-при Великобритании, однако нет гарантий, что подобная система разом позволит догнать конкурентам «Ред Булл» по чистой скорости. Выдувной диффузор, судя по всему – просто хорошее дополнение к и без того прекрасному автомобилю, красивый и эффективный штрих, лишь подчеркивающий превосходство гения Эдриана Ньюи над конкурентами.
По материалам блога Крейга Скарборо, F1 Technical и Autosport.