Ежедневная доза Формулы 1
Вконтакте
Telegram

Ручки да ножки

Как работает подвеска болида Формулы 1 – Часть 1

Опубликовано 18 сентября 2019

Мы уже ознакомились с передним антикрылом болида Формулы 1. Продолжаем копаться во внутренностях самой быстрой автогоночной машины. Настало время поговорить о подвеске.


Три кита

Снаружи подвеска кажется довольно простой. Она выполняет несколько функции. Во-первых, поглощает неровности и ухабы трассы, обеспечивая при этом равномерное распределение сцепления колес. Во-вторых, подвеска регулирует поведение шасси на торможении, при ускорении и изменении направления движения. В-третьих, главное – подвеска призвана правильно расположить шасси относительно потоков воздуха.

Подвеска испытывает колоссальные вертикальные нагрузки — буквально в несколько тонн на высоких скоростях. Положение шасси относительно поверхности необходимо контролировать, поскольку оно значительно влияет на аэродинамику. Болид Ф1 очень сложный. Изменение положения на один миллиметр существенно изменяет движение потоков воздуха и может сделать днище и диффузор менее эффективными. Поэтому важно контролировать клиренс и угол наклона, чтобы заложенные проектом решения раскрыли свой потенциал.

Передняя подвеска Red Bull
Передняя подвеска Red Bull

У болида достаточно жесткая передняя подвеска и чуть мягче задняя, поскольку задние колеса приводят машину в движение. Это связано с тем, что необходимо постоянно обеспечивать сцепление шин с трассой, несмотря на все неровности.

=Анатомия
Triangle supérieur — верхний V-образный рычаг, triangle inférieur — нижний V-образный рычаг, barre antiroulis — стабилизатор поперечной устойчивости, ressort de plongée — пружина вертикальной устойчивости, amortisseur de plongée — амортизатор вертикальной устойчивости, tirant — тяга, porte moyeu — узел крепления колеса, amortisseur de virage — гаситель колебаний в виражах
=Анатомия Triangle supérieur — верхний V-образный рычаг, triangle inférieur — нижний V-образный рычаг, barre antiroulis — стабилизатор поперечной устойчивости, ressort de plongée — пружина вертикальной устойчивости, amortisseur de plongée — амортизатор вертикальной устойчивости, tirant — тяга, porte moyeu — узел крепления колеса, amortisseur de virage — гаситель колебаний в виражах

Чтобы это все работало, подвеска состоит из многих деталей. Их можно разделить на три группы: внутренние, внешние и подверженные воздействию потоков воздуха. К первой группе относятся торсионы, амортизаторы, стабилизаторы поперечной устойчивости. Они соединены с элементами, на которые воздействует воздух: рычаги, толкатели, тяги. И уже к ним присоединяются внешние элементы (крепежи, ступицы и так далее).

V-образные рычаги передней подвески McLaren
V-образные рычаги передней подвески McLaren

У каждого колеса есть по два V-образных рычага (верхний и нижний), которые крепятся к монококу. Их форма – компромисс между динамической и аэродинамической функциями. Они напоминают крылья самолета и направляют поток воздуха, что в дальнейшем имеет существенное влияние на аэродинамические элементы болида. Передняя подвеска опускает потоки воздуха к днищу болида, задняя – поднимает для лучшего взаимодействия с диффузором. Около двух процентов прижимной силы болида создается передней подвеской, около трех – задней. Толкатели и тяги соединяют узел крепления колеса с рычагом, который расположен в середине монокока и взаимодействует со стопором, торсионом и амортизатором.

Передняя подвеска Renault. Triangle supérieur — верхний V-образный рычаг, triangle inférieur — нижний V-образный рычаг, poussoir — толкатель, bielette de dirrection — рулевая тяга
Передняя подвеска Renault. Triangle supérieur — верхний V-образный рычаг, triangle inférieur — нижний V-образный рычаг, poussoir — толкатель, bielette de dirrection — рулевая тяга

Торсион – это стержень, который скручивается. Они установлены внутри монокока по одному на каждое колесо. Один конец закреплен, а другой присоединен к коромыслу. Эти стержни закручиваются вокруг своей оси и работают лучше, чем обычные торсионы в виде пружин (рессор). Сопротивление скручиванию этих стержней «приостанавливает» инерционную массу шасси.

Передняя подвеска  Alfa Romeo. Barre de torsion — торсион
Передняя подвеска Alfa Romeo. Barre de torsion — торсион

Газовые амортизаторы компенсируют внезапное ослабление торсионных стержней и установлены по одному на колесо. На некоторых болидах, например, Red Bull стабилизаторы поперечной устойчивости заменяют амортизаторами поперечной устойчивости. Некоторые команды используют так называемые инертеры, которые гасят колебательные скачки шин.

Передняя подвеска Toro Rosso. Amortisseur de roulis — амортизатор торсиона
Передняя подвеска Toro Rosso. Amortisseur de roulis — амортизатор торсиона

Стабилизатор поперечной устойчивости обычно имеет u-образную форму и служит для сдерживания поперечных движений. Он ограничивает массообмен болида и влияет на баланс машины на поворотах. Стержни изменяют жесткость в зависимости от скорости в поворотах. Они становятся жестче ближе к середине поворота и мягче – на выходе из него. Замена стабилизатора на болиде – достаточно долгий процесс.

Передняя подвеска Red Bull. Barre de torsion — торсион,  barre antiroulis — стабилизатор поперечной устойчивости
Передняя подвеска Red Bull. Barre de torsion — торсион, barre antiroulis — стабилизатор поперечной устойчивости

Амортизатор вертикальной устойчивости поддерживает массообмен между передней и задней частью болида. Он контролирует «пикирование» болида на торможении и «взлет» – на разгоне, а также высоту просвета, изменяемую под действием аэродинамичной нагрузки. Этот элемент позволяет передней подвеске влиять на угол наклона переднего антикрыла относительно поверхности трассы. Он работает совместно с рулевым управлением. У Mercedes он полностью гидравлический, а у Ferrari оснащен еще и пружиной.

Передняя подвеска Racing Point. Amortisseur de plongée — амортизатор вертикальной устойчивости
Передняя подвеска Racing Point. Amortisseur de plongée — амортизатор вертикальной устойчивости

У Mercedes он полностью гидравлический, а у Ferrari оснащен еще и пружиной.

Передняя подвеска Mercedes. Amortisseur de plongée — амортизатор вертикальной устойчивости
Передняя подвеска Mercedes. Amortisseur de plongée — амортизатор вертикальной устойчивости

Таково общее строение подвески. Задача инженеров состоит в том, чтобы все эти элементы работали слаженно только с помощью механики и гидравлики – никакой электроники, поскольку активные подвески запрещены. Но это не все их проблемы…

Продолжение следует

Источник

Лучшее