Ежедневная доза Формулы 1
Вконтакте
Telegram

Лабиринты турбулентности

Зачем болиды Ф1 оборудуют S-каналами?

Опубликовано 7 августа 2019

S-канал появился в Формуле 1 в 2008 году. Первыми его придумали в Ferrari. В 2012 году его возродили в Sauber, а годом спустя – и в Red Bull. Но кто из наших читателей может четко сформулирвать его предназначение? Попробуем разобраться.

Что происходит?

В аэродинамике болида Формулы 1 самое главное то, что скрыто от всеобщего обозрения. Самая чувствительная зона находится под болидом, поэтому команды всячески пытаются перенаправить все возможные турбулентные потоки воздуха наружу вверх. Воздух попадает под носовой обтекатель, «цепляется» за поверхность, теряет скорость и после контакта с поверхностью болида становится турбулентным.

Далее воздух попадает на так называемые «поворотные лопасти», но прежде всего — под передний край днища болида. Чем «чище» воздух, то есть чем менее он турбулентный, тем эффективнее аэродинамика конструкций болида. В данном случае — тем эффективнее работа поворотных лопастей, боковых дефлекторов, днища и диффузора машины.

Итак, воздух под обтекателем «грязный», поскольку попал туда после преодоления переднего антикрыла. Чтобы успокоить его, форма обтекателя должна быть более объемной, что негативно влияет на аэродинамику болида, а точнее — на пограничный слой конструкции.

Пограничный слой

Что такое пограничный слой? Это тот слой воздуха, который движется непосредственно от поверхности конструкции. Его скорость всегда меньше, чем скорость более отдаленных от поверхности потоков. Он как бы затормаживается даже при контакте с максимально гладкой поверхностью.

Толщина этого слоя зависит от материала, с которым контактирует воздух. Пограничный слой существенно медленнее остального воздуха – образуются вихри. Чем меньше толщина слоя, тем меньше это создает проблем отделам аэродинамики команд.

Задача S-канала состоит в том, чтобы максимально уменьшить толщину слоя. «Грязный» воздух попадает во входящие отверстия канала и выталкивается через канал на верхнюю поверхность шасси, не позволяя ему «путешествовать» далее под машиной.

А дальше команда уже перенаправляет его на верхнюю поверхность обтекателя с помощью S-образного канала (отсюда и название S-канал), после чего воздух попадает в воздухозаборники боковых понтонов, нанося меньше ущерба аэродинамике болида. И «путешествует» под капотом.

S-канал Mercedes AMG F1 W10
S-канал Mercedes AMG F1 W10
f1i.fr

Носовой обтекатель оснащают одним или двумя S-каналами, которые иногда пересекаются. Их можно разместить, только если не изменять жесткость конструкции. Иначе придется проводить новые краш-тесты FIA.

Любые исследования S-каналов с изменением их профилей несут за собой расходы. Поэтому не все команды поскромнее имеют подобную конструкцию. К ним, например, относится Racing Point. А McLaren в этом году вообще решила отказаться от S-каналов.

S-канал приносит пользу, когда турбулентный воздух проходит через него и попадает на верхнюю поверхность шасси. Тем не менее сам по себе S-канал – не панацея, поскольку лучше всего работает в отсутствие ветра.

S-канал Mercedes AMG F1 W10
S-канал Mercedes AMG F1 W10
f1i.fr

Идеи последних лет

Итак, тема S-канала не нова. Но все же ее постоянно обновляют. Для уменьшения влияния S-канала в 2009 году FIA изменила правила. С тех пор первоначальный вид S-канала под запретом. Но команды нашли способ запрет обойти. С 2012 года FIA запретила использовать в носовом обтекателе входящие отвертия, кроме как для охлаждения пилота и не далее, чем в 150 миллиметрах от оси переднего колеса.

S-канал Ferrari F2008
S-канал Ferrari F2008
Motorsport.com

Именно это правило позволило Sauber, а затем и Red Bull, McLaren и Force India возобновить использование S-канала. Именно в 150 миллиметрах они установили входящее отверстие канала S-образной формы, хотя для аэродинамики лучше, если отверстие расположено ближе к переднему антикрылу.

S-канал Sauber C31
S-канал Sauber C31
Motorsport.com

Теоретически это невозможно, однако Mercedes и Toro Rosso нашли лазейку в 2016 году. Они установили полу-отверстие. Это, конечно же, не давало прежнего эффекта, но немного повысило эффективность болида. Удлинение канала позволило не только установить впускное отверстие в более удачном месте, но и сделало канал менее извилистым.

Большинство команд скопировали решение. Более того, в 2017 году Ferrari усложнила конструкцию. Скудерия не только оборудовала два канала, но и перекрестила их внутри носового обтекателя, что несколько улучшило работу конструкции S-канала (на заглавном фото). В 2018 году Renault создала более агрессивное решение размещения входных отверстий. Команда оборудовала три S-канала.

Тройной S-канал Renault R.S.18
Тройной S-канал Renault R.S.18
Motorsport.com

Различия в концепциях канала или же его отсутствие еще раз подчеркивают – независимо от того, насколько команды заимствуют решения друг друга, всегда есть тонкие различия, которые и формируют ту самую разницу в 0,1–1 секунды с круга на различных трассах.

Лучшее