6 мин.

Почему «поехал» «Мерседес»?

62

В Китае, при прочих равных, одновременно сработали три важных фактора: талант Нико Росберга, смещение повышенного износа с задних колес на передние (в отличие от Малайзии и Австралии) и решение конструкторов по устранению главного недостатка DRS-воздуховода.

И если первые два фактора не вызывают ни малейших сомнений, то третий нам стоит рассмотреть подробнее. Как команда «Мерседес» умудрилась за три недели справиться с потерями скорости в гонке и невероятным износом резины на дистанции?

Давайте разберемся подробнее с этим недостатком и тем, каким образом могла команда с ним справиться.

Минус стандартной DRS

Для начала, совершенно вкратце, (так как эта тема хорошо раскрыта тут), опишем главный недостаток стандартной DRS.

При активации системы заднее крыло разгружается, и задняя ось болида, лишенная части прижимной силы, приподнимается. Передок машины заваливается вниз, повышая лобовое сопротивление болида в целом. Баланс машины смещается вперед, задние колеса частично теряют сцепление, а передние – излишне нагружаются. Скорость вроде растет, но лобовое сопротивление спереди гасит часть прибавки скорости.

Желание инженеров немецкой команды избежать увеличения лобового сопротивления, повышенного износа шин и паразитного изменения баланса в течение примерно 500-800 метров дистанции круга и привело к созданию DRS-воздуховода.

DRS-воздуховод – плюс и минус

Суть этой конструкции в том, что при активации DRS-закрылка в боковых пилонах заднего антикрыла открываются входные отверстия воздуховодов, которые протянуты через весь болид до верхних закрылков переднего антикрыла.

Как только система активируется, воздух засасывается в пилоны и следует под переднее крыло, стремясь уравновесить давление над и под крылом. Передняя часть машины приподнимается почти одновременно с задней, сохраняя паритет в продольной развесовке (передняя-задняя оси).

Аэродинамический баланс машины сохраняется, а двигатель точнее передает крутящий момент через колеса дорожному полотну.

Все это приводит к прибавке скорости от 8 до 12 км/час, при этом шины нагружаются более равномерно, и их износ, по идее, должен снижаться.

Однако в первых гонках сезона «Мерседес» столкнулся с повышенным износом покрышек, и это выглядело странно. Резина «плыла» совершенно неожиданно, и гораздо раньше, чем у соперников.

Конечно, реальные гонки быстро выявили недостатки конструкций болидов разных команд, но в случае W03 проблема оказалась скрытой от посторонних глаз.

Росс Браун, к примеру, до последнего утверждал, что его команда просто не могла «попасть в настройки» – у шин этого года узкий диапазон температур, – и что конструкционных ошибок не было.

Однако, учитывая, что Браун всегда был весьма скрытным товарищем, верилось в это с трудом – как бы то ни было, все остальные команды и пилоты (за исключением Массы) более-менее угадывали с настройками…

Не очевидно, но проблема, возможно, была связана с этим самым воздуховодом DRS – в разработке конструкторов немецкой команды есть маленький минус, и на устранение этого минуса потребовалось время…

Дело в том, что система безупречно работает лишь в том случае, если воздуховод «прокачивает» воздушный поток в момент активации DRS и бездействует, когда DRS неактивна. Для того, чтобы воздуховод бездействовал, со стороны заднего антикрыла он должен быть герметично закрыт.

На практике же система герметичной в Австралии и Малайзии не была! Инженеры предусмотрели закрытие отверстий воздуховода самим верхним закрылком и каким-то уплотнителем, но его полная «непроницаемость» была возможна только в статичном режиме, когда автомобиль неподвижен.

Несмотря на солидные ребра жесткости, пилоны заднего крыла (при тряске или в повороте) все равно смещаются относительно подвижного закрылка и друг друга, постоянно приоткрывая щели. Закрыть их в этом месте нет никакой целесообразной возможности, поскольку:

– сделать дополнительный герметизатор на самом закрылке запрещает технический регламент;

– использовать электромагнитные воздушные клапаны для перекрытия тока воздуха внутри труб также нельзя, поскольку система перестанет быть полностью автономной от активатора DRS.

Быстрого в изготовлении решения вроде нет, а та самая «ложка дегтя» в это время творит чудеса: паразитный воздух, проникая в воздуховод, разгружает переднюю ось, смещая баланс назад, что приводит к повышенному износу задних шин. И этот процесс не линеен. Секунду назад поступил один литр воздуха, в этот момент – пять, а секунду спустя всего три, а потом отверстия снова более-менее закрылись, чтобы открыться вновь, когда им вздумается.

Проблема усугубляется тем, что воздуховодов два – левый и правый, и они не связаны друг с другом. При «протечке» через левый пилон разгружается левая часть переднего антикрыла и левое переднее колесо, и при этом по диагонали падает сцепление заднего правого колеса и наоборот.

Таким образом, шины задней оси находятся в непрерывно меняющихся условиях. И это пагубно отражается на их износостойкости.

Сделано для Китая

Итак, требования к герметизатору описаны выше – нужно перекрывать воздух в трубках, не используя ни пилота, ни электрические схемы.

Подумав немного, можно найти вариант того, как команда могла сделать это. Судя по всему, инженеры использовали подпружиненный воздушный клапан или аналогичное устройство.

Устройство представляет собой полый цилиндр, закрытый с одной стороны. Открытой стороной он устанавливается в трубопровод по току воздуха от входного отверстия, а сам трубопровод глушится. Между заглушкой и закрытой частью цилиндра устанавливается пружина. Промежутки между цилиндром и стенками трубы закрываются резиновыми кольцами-уплотнителями.

Далее, цилиндр в средней части имеет отверстие, а труба – отверстие в боковой стороне, где прикрепляют отвод – продолжение воздуховода. При «нерабочем» режиме пружина разгружена и совпадения щелей в цилиндре с отводной трубой нет – воздух под переднее антикрыло не поступает.

Открывание отверстий в пилонах создает в трубе избыточное давление, которое заставляет пружину сжиматься. При сжатии пружины цилиндр смещается, щели в нем совпадают с щелями отводного трубопровода и клапан открывается.

Такое устройство легко установить, но вот отрегулировать его чувствительность и сделать устойчивым к вибрациям – дело не одного дня. И судя по всему, только в Китае все заработало, как нужно.

Взмах зеленым флагом

Так или иначе, но в последней версии разработка «Мерседеса» стала привлекательной для остальных команд.

В случае начала разработок, они наверняка столкнутся с двумя вариантами: скопировать решение (что требует просто невероятных усилий не только на встраивание воздуховода, но и его регулировку) или создать что-то более элегантное и дешевое.

Это вполне возможно, используя все тот же принцип взаимодействия с DRS. Пропустив через болид не две трубы, а одну тоненькую трубочку, можно с помощью воздуха в ней управлять потоком, начало которого находится в отверстии на кончике носового обтекателя, а окончание – все там же, под верхним закрылком переднего крыла. Такая система будет равноценна решению немецкой команды, но обойдется на порядок дешевле.

А вообще, можно не тянуть никаких трубочек от кормы, а всю систему разместить в носовой части болида. Да и зачем привязываться к какой-то там DRS! Мы сделаем машину-мечту, быструю как мысль и маневренную как логика Мони Шаца! Для этого нам потребуется, записываем: дрель, пара саморезов…

Впрочем, об этом в следующий раз.