Прежде всего хочу извиниться за долгий режим тишины. Для поддержания читателя в курсе последних доработок проведем их краткий обзор. Регламент остается относительно неизменным уже третий год и модернизация идет малыми темпами с целью повышения стабильности поведения болида, требуемого баланса и уменьшения износа резины. Поэтому кардинальных изменений или прорывных решений ожидать не приходится. Тем не менее, именно эта работа делает современные болиды быстрее от гонки к гонке.

Mercedes остается впереди — особенно это касается квалификации. Несмотря на все старания конкурентов, команде удается поддерживать адекватный темп развития и оставаться на шаг впереди. При прочих равных прямого конкурента у W07 нет. Команда отлично поработала зимой и имеет великолепную базу во всех трех составляющих: шасси, мотор и аэродинамика. Исключая последний инцидент в Барселоне и некоторые проблемы с надежностью на машине Хемильтона команда работает как отлаженный механизм, и не случись ничего экстраординарного, завоюет кубок конструкторов и чемпионат пилотов. В Монако команда опробовала новое крылышко Y100: тут болиды настроены на максимально возможную прижимную силу и новая деталь должна дать прибавку. Крыло имеет п-образную форму, расположено относительно высоко и крепиться непосредственно к КПП. Как и у всех предыдущих версий, назначение нового элемента — использовать энергию выхлопных газов с целью повышения эффективности работы заднего антикрыла на малых и средних скоростях.

Ferrari испытывает значительное давление со стороны руководства концерна FIAT и присутствие его главы на последних гонках лишь усиливает напряженность. Сам болид значительно дорабатывают и в России команда впервые представила переднее антикрыло, рассчитанное на большую прижимную силу. Новинка имеет бОльшую аэродинамическую тень и раздвоенное верхнее крыло. В целом оба пилота демонстрируют отличный гоночный темп, но в квалификации не могут навязать борьбу команде из Бракли. Перед Монако у команды три проблемы: наступающий на пятки Ред Булл, не сдающий позиций Мерседес и отсутствие побед.

Haas бодро начал сезон и был захвален до выпадания из очков. У болида есть скорость, но нет надежности. Также есть проблема с поиском настроек по ходу свободных заездов. Сказывается отсутствие опыта. Из положительных моментов — инженеры начали работать над вверенной им базой и предлагать новые технические решения. В Китае они представили усовершенствованное переднее антикрыло, которое не вписывается в существующие тренды и явно в стороне от вектора материнской команды. Инженеры попытались найти компромисс между перенаправлением воздушного потока от центра во вне и дополнительным антикрылышком для увеличения прижимной силы.В сотый раз повторюсь, период становления любой организации сложен и требует времени, но то, с какой скоростью эта молодая «американская» команда двигается вперед, настраивает на оптимизм.

В Renault не скрывают, что сосредоточены на подготовке к 2017 году. Однако небольшая модернизация шасси идет, и силовая установка должна прибавить им скорости. Это должно помочь команде зарабатывать очки. В Монако они, как и Red Bull. опробуют новую силовую установку на одной из машин. Так же идут поиски конфигурации переднего антикрыла. В Китае команда представила новый вариант дополнительного каскада. Большой прибавки в скорости это не дало, но по всей видимости болид стал в целом стабильнее.

Чтобы пламя из расположенных по бокам реактивных сопл не подожгло фанерный фюзеляж, изобретатель установил металлические отражатели. Но когда самолет начал разбег, Коанда с изумлением увидел: щитки, вместо того, чтобы отражать пламя, наоборот, присасывают его к фюзеляжу. Сделанное в столь необычных условиях открытие едва не стало причиной аварии. Однако Коанда хотел подробнее изучить данное явление.

Он отправился к известному аэродинамику фон Карману, который сразу оценил важность открытия. Эффект заключается в том, что струя жидкости или газа прилипает к поверхности твердого тела. Искусно подбирая форму этой поверхности, можно изменить направление струи и даже повернуть её в обратную сторону.

Коанда установил, что изгибаемая воздушная струя присасывает (тянет за собой) воздух из окружающей среды. Он измерил давление в разных точках обтекаемой поверхности, и оказалось, что оно ниже атмосферного. Выходит, что атмосферное давление, давящее на противоположную стенку поверхности, создает силу, способную перемещать аппарат.

Наглядный пример эффекта Коанда:

Или же в данном посте: http://pikabu.ru/story/yeffekt_koanda_4048902

Теперь перейдем к применению.

В машинах Формулы-1 эффект Коанда применяется во всех частях машины: от носового обтекателя до боковых понтонов и задней части машины. Но обо всем по порядку.

1. S-воздуховод в носовом обтекателе

Прародительницей множества S-образных воздуховодов, применяемых сейчас, можно назвать Ferrari F2008.

Базовый принцип прост: воздушный поток, проходящий под носовым обтекателем, перенаправляется наверх через специальные отверстия на стыке "носа" с передним фланцем шасси.

Выгода здесь двойная: улучшается аэродинамическая эффективность в нижней части машины, а выходящий сверху воздух благодаря эффекту Коанда протекает вдоль изгиба передней верхней части машины.

Он увлекает проходящие в этой области потоки, не давая им срываться и уходить выше. Это тоже позитивно сказывается на показателях аэродинамики.

В 2009-м правила скорректировали – и "серые" зоны, допускавшие использование S-образных воздуховодов первого поколения, были закрыты.

Борьба продолжилась в 2012-м. Mercedes применила хитрую двойную DRS, перенаправлявшую воздух от заднего антикрыла к переднему. FIA в ответ уточнила, что любые "проколы" в носовой части машины могут быть предназначены лишь для охлаждения кокпита. Причем, находиться они должны не дальше, чем в 150 мм впереди оси передних колес.

Но эти условия не помешали еще ряду команд – в их числе Sauber, Red Bull, McLaren и Force India – обзавестись в последние годы собственными воздуховодами.

S-воздуховод на Sauber C31 2012 года:

На представленной выше иллюстрации впускное отверстие располагается точно на 150-миллиметровой отметке, а канал имеет изогнутую форму, похожую на латинскую S (отсюда и его название), чтобы вывести воздух в нужной точке.

На первых тестах 2016-го многие отметили, что у Mercedes и Toro Rosso впускные отверстия значительно смещены вперед – с точки зрения аэродинамики такое решение является куда более предпочтительным.

S-воздуховод на Toro Rosso STR11 2016 года:

Разумеется, в теории это есть прямой выход за очерченные правилами границы. Вот и на этот раз грамотно сделанные углубления в форме ложки позволяют трактовать такое решение как единый элемент без отверстия: при взгляде перпендикулярно к поверхности она выглядит цельной, а прокол, уходящий в бок, формально ничего не нарушает.

Кроме того, Mercedes и Toro Rosso разместили входные отверстия в той области обтекателя, где нет ничего другого – это позволило спрямить путь воздушного потока внутри машины.

S-воздуховод на Mercedes W07 2016 года:

2. Выхлопная система болидов 2012 года

В данном случае струя горячего отработанного воздуха направляется в "нужное" место в задней части болида, используя эффект Коанда, который помогает направить воздух вниз и вдоль стенок диффузора, невзирая на то, что выхлопные газы выходят под углом вверх.

Red Bull RB8:

McLaren MP4-27:

На данный момент в регламенте 2016 года использование эффекта Коанда для отвода выхлопных газов запрещено, и выхлоп выглядит так:

Про маленькие трубки по бокам расскажу возможно в другой раз :) А пока идем дальше.

3. Форма боковых понтонов

Ну и, на мой взгляд, самое очевидное использование - боковые понтоны. Сама их каплевидная форма направлена на минимизацию аэродинамического сопротивления и позволяет лучше работать с потоками воздуха в задней части машины.

Необычная форма понтонов была у McLaren MP4-26 2011 года:

А это McLaren MP4-28 2013 года. На фотографии наглядно показано направление воздушного потока: понтон "присасывает" потоки воздуха и направляет их на заднюю подвеску. Это позволяет увеличить прижимную силу в задней части машины.

В календаре Формулы-1 максимальная скорость диктует свои правила на этапах в Монце, Китае и Спа-Франкоршаме. На этих супер быстрых трассах команды пытаются снизить аэродинамическое сопротивление болидов настолько, насколько это вообще возможно, при этом не слишком жертвуя прижимной силой. Это приводит к созданию специальных аэродинамических пакетов для машин с маленькими антикрыльями и небольшими охлаждающими каналами.

Антикрылья гоночных машин создавались для того, чтобы прижимать машину к гоночному полотну. Но есть обратная сторона - лобовое сопротивление воздуха. Большие антикрылья используются, к примеру, в Монако, при этом сильно урезая максимальную скорость болидов. Но на этой трассе нет длинных прямых, к тому же она одна из самых коротких в календаре, поэтому на первый план там выходит не скорость, а прижимная сила. Для каждой трассы команды стараются найти золотую середину в настройках.

Предлагаю рассмотреть 5 способов, с помощью которых команды (не только из Ф1) пытались увеличить максимальную скорость своих машин и этим самым получить преимущество над конкурентами.

1. Антикрыло, установленное наоборот.

В 2002 году на итальянском этапе чемпионата International F3000 в Монце какой-то умный парень из команды Petrobras грамотно прочитал правила и понял, что в них нигде не сказано, каким образом крылья должны крепиться к машине. Поэтому ради уменьшения лобового сопротивления инженеры перевернули один из закрылков и отправили пилота Пиццония гоняться!

Увы, но их гениальная задумка не сработала, и пилот не заработал в гонке ни одного очка.

2. Передние покрышки на все 4 колеса

Tyrell 024 со стандартно установленными колесами. Фотография наглядно показывает, насколько передние шины уже задних.

В 1996 году в календаре Формулы-1 было две супер быстрых трассы: Монца и Хоккенхаймринг (старого образца). Последняя вообще состояла из очень длинных прямых и всего нескольких шикан.

Хоккенхаймринг старого образца:

У команды Tyrell (уже знакомой вам по прошлым постам) на руках было не очень удачное шасси 024 и не самый мощный двигатель Yamaha.

Все вы наверное знаете, что задние покрышки на гоночных машинах обычно шире, чем передние. Соответственно, они создают бОльшую турбулентность. Этим и воспользовались в Tyrell, поставив на обе оси передние колеса!

Машины команды успели проехать в таком виде практику, но поставщик резины Goodyear сообщил FIA о том, что передние колеса не подходят для того, чтобы ставить их на заднюю ось (кто бы сомневался). FIA быстро заблокировала эту концепцию.

3. Эксперименты с формой рычагов подвески.

Опять Tyrell, опять 1996 год. На этот раз в Монце команда представила оригинальное решение, которое некоторые гоночные коллективы используют до сих пор, но уже в измененном виде.

Tyrell представила кожух для рычагов подвески, который обладал меньшим аэродинамическим сопротивлением.

Но, как уже можно было догадаться, FIA опять прикрыла калитку.

В 2016 году похожие решения используют сразу несколько команд.

Нижние рычаги на Red Bull RB12:

Нижние рычаги на Mercedes W07:

4. Накладки на колёсные диски. 

Накладки на Ferrari F60 (2009 год):

На протяжении нескольких лет команды из сразу нескольких гоночных серий эксперементировали с накладками на колесные диски. Они оказывали огромное влияние на аэродинамику и были широко распространены в Формуле-1 вплоть до конца 2009 года, когда они были запрещены.

5. Кому вообще нужно заднее антикрыло?

В 2009 году на трассе Норисринг, где проходил этап чемпионата европейской Формулы-3, команда ART выкатила на стартовую решетку свои машины без верхнего элемента заднего антикрыла.

Остальные команды сразу же подали протест. Они жаловались на то, что команда поставила неправильные торцевые пластины. Однако французская команда ответила, что да, это не такие торцевые пластины, но все стикеры (спонсоров команды, чемпионата, номер машины) были приклеены к пластинам, а те, в свою очередь, закреплены на машине, так что правила не нарушены.

В итоге судьи разрешили команде стартовать. Гонщик ART Жюль Бьянки выиграл первую гонку, а другой пилот команды Валттери Боттас установил лучший круг первой гонки.