Интересные дизайнерские решения в Формуле-1

Формула-1 - это больше, чем просто гонка. Это самое быстрое и технологичное шоу на планете, где победу решают сотые доли секунды, а цена ошибки измеряется не только в миллионах, но и в потере драгоценного преимущества. Сегодня каждая букмекерская контора предлагает пари на этапы Гран-при, поскольку они пользуются громадным интересом у аудитории. Каждый сезон десять команд ведут титаническую борьбу не только на трассе, но и в аэродинамических трубах, на вычислительных кластерах и в конструкторских бюро. Инженерная мысль здесь постоянно ищет обходные пути, лазейки в регламенте, иногда - гениальные, а иногда - откровенно безумные идеи, способные перевернуть расстановку сил. История «королевских гонок» пестрит такими находками. Некоторые из них становились легендарными, другие - курьезными, но все они без исключения демонстрируют погоню за скоростью, граничащую с искусством. Ведь Формула-1 - лучшее из искусств, которые задействованы на трассе.

Аэродинамическая алхимия: рождение «граунд-эффекта»

В конце семидесятых годов прошлого века мир Формулы-1 пережил настоящую революцию, и имя ей было «граунд-эффект». До этого инженеры в основном работали с крыльями, создающими прижимную силу за счет сопротивления воздушного потока. Но гениальность новой идеи заключалась в том, чтобы использовать сам воздух под днищем машины, превращая болид в своего рода перевернутое крыло.

Пионером этого подхода стала команда «Лотус» под руководством Колина Чепмена. Инженер команды, Питер Райт, предложил радикальную концепцию: сделать боковые понтоны автомобиля в форме перевернутых крыльев, а само днище - вогнутым, напоминающим лодку. Принцип работы был простым и сложным одновременно. Воздух, проходящий под машиной, ускорялся в этих узких каналах, создавая область очень низкого давления. Атмосферное давление сверху буквально прижимало автомобиль к асфальту, как гигантская присоска. Чем выше была скорость, тем сильнее становилось прижатие. Это была магия, не требующая увеличения массы или лобового сопротивления.

Машина «Лотус 79», воплотившая эту идею, доминировала в сезоне 1978 года. Она проходила повороты на скоростях, казавшихся немыслимыми для соперников.

Вслед за «Лотусом» все команды бросились разрабатывать свои версии «граунд-эффекта». Днища автомобилей становились все более сложными, появились подвижные «юбки» по бокам для лучшей герметизации.

Пилоты новой эпохи отмечали невероятную прижимную силу, но и огромные перегрузки. Управление такими машинами требовало недюжинной физической подготовки.

Лепестки, щупальца и крылышки: эра аэродинамических «прибамбасов»

Середина 2000-х - начало 2010-х годов стали золотым веком для микроаэродинамики. После запрета многих сложных электронных систем и введения ограничений на основные элементы, инженеры обратились к мельчайшим деталям. Машины стали обрастать десятками, если не сотнями маленьких дополнительных элементов, каждый из которых выполнял свою микроскопическую, но важную функцию. Это была эстетика сложности, порой граничащая с биомеханикой.

• Передние антикрылья превратились в произведения инженерного искусства. Помимо основных плоскостей, они обросли:
• Вилки-перегородки (cascades) - набор вертикальных пластин, направляющих воздух вокруг передних колес для уменьшения сопротивления.
• «Лепестки» и «каналы» - маленькие поверхности, которые управляли вихрями, создаваемыми передним крылом, направляя их точно вдоль боковых понтонов.
• «Слоновьи уши» - обтекатели вокруг пилонов крепления крыла, также формирующие потоки.

Задняя часть машины и зона вокруг воздухозаборника над головой пилота тоже не оставались без внимания. Появились «обезьяньи сиденья» - маленькие кронштейны-крылышки, «вихревые генераторы» в виде крошечных шипов. Каждая команда искала свой путь. «Макларен» в 2012 году представил радикальную концепцию «U-образных» боковых понтонов, а «Ред Булл» довел до совершенства выхлопную систему, которая не просто выбрасывала газы, а направляла их для создания дополнительной прижимной силы - так называемый «выпускной эффект».

Эти «прибамбасы» были красивы, но имели серьезный недостаток. Создаваемые ими воздушные потоки были очень хрупкими. Как только машина попадала в турбулентный след от болида соперника («грязный воздух»), вся эта сложная система нарушалась, и пилот терял огромное количество прижимной силы. Это делало обгоны невероятно сложными. Гонки часто превращались в процессию, где решающим фактором была позиция на старте. Зрелище страдало. Это привело к очередному ужесточению регламента, который с годами стал все больше ограничивать свободу творчества в аэродинамике, стремясь вернуть гонкам остроту борьбы на трассе.