Настройки игры F1 Challenge 99-02
Аэродинамика является одним из наиболее важных аспектов современного болида Формулы-1. Огромная часть бюджетов команд тратится на моделирование воздушных потоков обтекающих машину сверху, снизу и по бокам. Задачей этих исследований является не только добиться от набегающего потока создания прижимной силы при минимальном коэффициенте сопротивления, но также заставить его (поток) работать на охлаждение некоторых систем, включая тормоза, двигатель и трансмиссию. В основном, во время проведения Гран-При, из аэродинамических элементов регулировкам подвергаются углы установки крыльев и высота дорожного просвета (клиренс).
Крылья
Крылья на машине Формулы-1 на самом деле не являются крыльями в прямом значении, так как они не создают прижимную силу исключительно за счёт разности скоростей обтекающих их воздушных потоков (на автомобилях американских серий CART и IRL на суперспидвеях действительно используются профилированные крылья). Крылья в Формуле-1 являются скорее спойлерами, рассекающими и завихряющими набегающий воздушный поток. Этот воздушный поток, таким образом, создаёт прижимную силу за счёт аэродинамического сопротивления (трения).
Охлаждение двигателя и тормозов. Те же самые потоки воздуха, что обтекают машину во время движения, перенаправляются на охлаждение радиаторов и тормозов. Воздухозаборники охлаждения тормозов (cooling ducts) расположены внутри каждого колёсного узла, и слегка выступают вперёд. Они необходимы для усиления и направления воздушного потока на тормозные диски, и имеют семь вариаций размера. Позже, в разделе, посвящённом износу тормозов, мы рассмотрим также их (тормозов) температуру и охлаждение. По бокам машины расположены воздухозаборники радиаторов двигателя и трансмиссии. В зависимости от условий трассы и размеров радиаторов, сечение воздухозаборникров может изменяться. Чем меньше отверстие, тем меньше сопротивление воздуха создаётся при прохождении набегающего потока сквозь конструкции кузова, но и тем хуже охлаждаются радиаторы. Здесь также следует заметить, что двигатель работает наиболее эффективно при рабочей температуре 107.3 °C. Перегрев двигателя наступает при температуре 110.6 °C, а при 113.9 °C срок службы мотора уменьшается вдвое. Дорожный просвет (клиренс) и задний диффузор. Поток воздуха, протекающий под кузовом машины, также создаёт прижимную силу, в основном в задней части автомобиля. Воздух, находящийся у земли, тщательно распределяется под и вокруг специальной планки, прикреплённой к днищу машины. Из-за небольшого просвета между дорожным полотном и планкой давление этого потока резко возрастает (эффект "вентури"). Отсюда, благодаря конструкции заднего диффузора, воздушный поток резко ускоряется. Конструкция диффузора позволяет дозировать количество воздуха под машиной, а затем, за счёт формы выходного сечения увеличивать его объём на выходе. Примерно так же крыло самолёта создаёт подъёмную силу из-за разности скоростей и, соответственно, давлений воздушных потоков обтекающих его сверху и снизу, так и диффузор создаёт пониженное давление под машиной за счёт ускорения воздушной струи. Это "присасывание" обеспечивает бесплатную (т.е. без увеличения сопротивления – прим. переводчика) прижимную силу. Тем не менее, она очень и очень эффективна. Эта прижимная сила возрастает при уменьшении клиренса машины. Именно поэтому мы стремимся, чтобы дорожный просвет был как можно меньше, не допуская вместе с тем значительного износа планки из-за шкрябания днищем об асфальт. Грубо клиренс определяется жёсткостью пружин, которая в свою очередь определяется исходя из желаемой жёсткости подвески. Более точно желаемый дорожный просвет настраивается с помощью ограничивающих ход подвески буферов (см. рис. на следующей станице). Такимобразом, каждое колесо контролируется независимым комплектом, состоящим из пружины, амортизатора и буфера. Но, даже не смотря на то, что все четыре колеса подвешены к кузову независимо, большинство регулировок этих компонентов выполняется симметрично относительно продольной оси автомобиля. То есть параметры для передних пружин/амортизаторов и для задних пружин/амортизаторов устанавливаются одинаково. За счёт этого подвеска великолепно отрабатывает нагрузки связанные с трансфером веса вперёд-назад, а также вызванные неровностями дорожного полотна. Но при этом она не очень хорошо справляется с нагрузками, возникающими в повороте, при переносе веса с внутренних колёс на наружные. В результате, при прохождении поворота внутренние колёса разгружаются и теряют сцепление с дорогой, в то время как внешние перегружены. В этот момент и начинают работать стабилизаторы.
Стабилизаторы разных размеров | Место крепления заднего стабилизатора | Предний стабилизатор, установливается в носу машины |
Распределение веса по осям Минимальный разрешённый ФИА вес автомобиля Формулы-1 составляет 600 кг, но все конструкторы, стараются, чтобы автомобиль весил меньше этой величины. Во время официальных соревнований недостающий вес добирается за счёт балласта, с помощью которого, можно точнее регулировать распределение веса по осям машины. Так что во время тестов, большинство машин Формулы-1 весят даже меньше чем машины Формулы-3. С введением более жёстких правил безопасности в последнее время, для предотвращения травм пилота при аварии, расположение кокпита было смещено ближе к задней оси. Это в свою очередь привело к увеличению веса, приходящегося на заднюю ось. Казалось бы, возникший дисбаланс можно компенсировать за счёт перемещения балласта, но это на самом деле не так, и вот почему. Правилами установлено, что балласт должен быть жёстко закреплён на машине, и не может перемещаться. Это означает, что машины Ф-1 не могут получить дополнительного преимущества, за счет применения систем изменяющих центровку машины, а напротив, балласт должен быть распределён по автомобилю в специальных отсеках. Это некоторым образом ограничивает возможности. Идеальным материалом для балласта являются пластины обеднённого урана или малория. Эти вещества обладают очень высокой плотностью, и их высокий вес при малых размерах, является идеальным способом для команд, соблюсти требования регламента, при этом оставляя некоторые возможности для варьирования их размещения как можно ближе к передней оси. Вписывание отсеков для балласта в компоновку машины – задача весьма не простая. Большинство отсеков расположено в носу машины, под ногами пилота. Заднее расположение двигателя и трансмиссии, делает применение балласта в задней части машины бессмысленным, так как основной вес и так приходится на заднюю ось.
Поэтому
распределение веса – занятие очень не простое. Обычно вес улучшает сцепление с дорогой той оси, в сторону которой он сдвинут. Это значит, что если вес смещён в сторону задней оси, то на переднюю будет приходиться меньшая нагрузка, в итоге увеличивая недостаточную поворачиваемость машины. Сдвиньте его вперёд, и меньше веса будет
передаваться на задние колёса при ускорении. И конечно, это всё зависит напрямую от того, насколько хорошо сбалансирована подвеска машины, в первую очередь пружины и амортизаторы. С учётом этого, распределение веса является инструментом окончательной, "точной" настройки машины. Обычно, установка распределения веса это один из финальных штрихов настройки, и порой это последнее небольшое усилие превращает неповоротливую машину в послушную лапочку.
В симуляторе изначальные развесовки машин различны. Это объясняется различным весом двигателей и конструкциями шасси. Балласт можно сдвигать на 5% вперёд или назад.
Резюме:
Угол заднего крыла: определяет баланс между прижимной силой и максимальной скоростью на прямых.
Угол переднего крыла: определяет баланс между передней и задней частью автомобиля.
Дорожный просвет: следует устанавливать как можно меньшее значение, не допуская при этом, что бы нижняя планка задевала асфальт.