Просто об аэродинамике

В начале истории чемпионатов Формула 1, а это было в 50-е годы, задачу увеличения скорости болидов команды решали за счет мощности двигателей. Когда же объемы и мощность двигателей были строго лимитированы правилами все усилия дизайнеров были направлены на аэродинамику. Именно революция в этой области могла дать и дала болидам Формулы 1 те скорости, которыми они обладают сейчас.
В основу аэродинамической концепции была положена общая теория аэродинамики, которая заставляет самолеты подниматься в воздух. Из физики Вы помните (впрочем я повторюсь), что если поток воздуха пропустить сквозь трубу сужающуюся посредине, то воздух в узкой части будет двигаться быстрее, что создаст соответствующее понижение давления. На выходе из трубы через широкий участок, скорость потока воздуха уменьшается и давление нормализуется.

В соответствии с этим принципом крыло самолета сделано так, что поток воздуха над крылом движется быстрее чем под ним, что создает перепад давления, которое меньше в верхней части крыла. Пытаясь компенсировать давление, воздух под крылом, имея избыток давления, устремляется вверх и поднимает крыло.

В автоспорте аэродинамическая задача абсолютно противоположна авиационной. Чтобы удерживать машину на высокой скорости в поворотах ее нужно как можно сильнее прижимать к полотну трассы, не дать ей подниматься вверх и терять сцепление колес с асфальтом.

Что для этого нужно? Правильно, взять авиационное крыло и перевернуть его вверх ногами. Создать низкое давление снизу, а высокое сверху. Именно этим и занимаются крылья болида: вначале переднее, которое как бы разрезает воздушный поток, а затем заднее, которое принимает поток воздуха на себя и создает прижимную силу.

Однако трассы есть разные: быстрые, где много скоростных прямых и мало поворотов; медленные, где много сложных поворотов и минимум скоростных участков; комбинированные и т.д. Для того чтобы болид был конкурентоспособным, имел высокую скорость и на медленных и на быстрых трассах, перед каждой гонкой крылья подлежат настройке.

Так, увеличивая площадь крыла и угол его наклона можно создать повышенную прижимную силу и наоборот, уменьшение этих параметров создает недостаток прижимной силы, что увеличивает скорость на прямых участках.

А когда трасса комбинированная, самое сложное - это найти такой компромисс в прижимной силе, чтобы пилот чувствовал себя уверенно и был быстр как на медленных участках трассы, так и на быстрых прямых. И здесь многое зависит от компетенции пилота, его умения чувствовать машину, точно анализировать ее поведение на разных участках трассы.

Сегодня дизайнеры не стоят на месте. И внешний вид болидов все меньше напоминает автомобиль. Создается множество дефлекторов, больших и маленьких. Меняется внешний вид крыльев. Специальные временные насадки на заднем крыле увеличивают прижимную силу в дождь, а сложная конфигурация дефлекторов за передними колесами использует направляемый ими воздух для передачи его в охладительную систему, одновременно уменьшая его давление на задние колеса и, как следствие, уменьшает сопротивление воздуха в этой части болида.

Да и множество секретов скрывают дизайнеры и конструкторы команд друг от друга и от нас с Вами, заставляя только удивляться и догадываться, почему именно так выглядит теперь ЭТО, называемое болид Формулы 1!

Автор материалов в рубрике "Подробнее о Формуле 1" - Сергей Маленицкий (malenitsky.narod.ru).