Мне немного неловко заниматься дилетантским репостом, но все же думаю, на русскоязычном форуме лучше зайдет репост с готовым переводом, чем простая ссылка на f1technical или linkedin.
https://www.linkedin.com/pulse/uncovered-secrets-red-bull-rb19-f1-part-i-vanja-hasanović/
У автора вообще много интересного материала о Феррари и Мерседес. Вот, настала очередь Ред Булл. Делюсь свежим разбором RB19 от Vanja Hasanović. Технически грамотные сербы с техникала, они такие... Трудолюбивые Итак, впереди многабукофф.
Согласно техническим правилам 2022 года, F1 вернула поверхность днища с граунд эффектом, заменив плоские днища, введенные в обязательном порядке с начала 80-х годов. Это изменило все для команд и считается самой крупной технической перестройкой в 73-летней истории Формулы 1. Больше всего изменились аэродинамические характеристики днища, поскольку снова разрешено добавлять особые профили и изгибы, чтобы улучшить характеристики болида в поворотах и снизить аэродинамическую чувствительность при следовании за другим болидом.
Теперь днища расположены как можно ниже к земле, что полностью противоположно тому, как в Red Bull проектировали и использовали свои болиды с 2009 года. До 2022 года машины Red Bull отличались приподнятой задней частью - так называемыми рейками, придававшими болиду очень выразительный вид, при торможении он почти нырял, даже стоя на месте.
Еще одним важным отличием является устойчивость к крену, которая намного выше на всех болидах с 2022 года, и RB19 особенно впечатляет в этом отношении. Болиды предыдущего поколения не требовали такой жесткости подвески.. Очевидно, что RB19 отличается ее превосходной конструкцией, и в результате срок службы шин в гонке также превосходен.
Итак, болид RB19 имеет явное преимущество перед остальными. И первое, на чем мы остановимся подробнее - скоростные возможности, которые на голову выше конкурентов.
Для этого есть ряд причин, и мы кратко остановимся на всех из них:
- очень низкое (если не самое низкое) лобовое сопротивление шасси
- большая выпуклость и угол наклона крыла, приводящий к относительно высокому сопротивлению (и прижимной силе) заднего антикрыла с опущенным закрылком
- как со средней и, так и с низкой прижимной силой, обе конфигурации антикрыльев имеют низкий угол наклона основной плоскости для минимального сопротивления при поднятом закрылке.
- возможное влияние воздушного потока антикрыла с поднятой заслонкой на поток из "пушки" воздухозаборника, что приводит к снижению его внутреннего сопротивления.
- лучшая СУ с самой длительной отдачей энергии на трассе.
1) Низкое сопротивление шасси
Эта часть, возможно, спорна, однако общее мнение технических экспертов Формулы-1 (а также всех руководителей команд) заключается в том, что RB19 и его предшественник, RB18, имеют шасси с наименьшим лобовым сопротивлением на стартовой решетке. Есть несколько ключевых признаков, связанных между собой, и мы рассмотрим их, сначала исключив из уравнения заднее антикрыло - для его отдельного анализа позже. Из этого анализа будет полностью исключено сопротивление шин, поскольку это очень сложная тема. Однако правила для 2022 года и будущих автомобилей Формулы-1 требуют, чтобы болид имел форму, которая оказывает незначительное влияние на воздушный поток вокруг шин - выражаясь очень замысловатым техническим языком, - поэтому мы можем предположить примерно одинаковое сопротивление шин у всех машин на стартовой решетке.
Начиная с самого начала, Red Bull до сих пор использовала очень неглубокое переднее антикрыло, явно более мелкое, чем у прямых конкурентов. Несмотря на то, что поле давления на всех трех крыльях разное, лобовая зона является важным фактором общего лобового сопротивления, поэтому можно с уверенностью сказать, что переднее антикрыло RB19 определенно не отличается высоким лобовым сопротивлением и, скорее всего, спроектировано с низким лобовым сопротивлением.
Сравнение переднего антикрыла в гонке
Переходя к средней части болида, отметим, что форма боковых понтонов RB19 - это эволюция дизайна RB18, еще более узкая, чем раньше, и более обтекаемая. По сравнению с более объемным подрезом Ferrari и воздухозаборником Mercedes, который доходит до самого днища, можно с уверенностью предположить, что RB19 обеспечивает низкое лобовое сопротивление в этой области.
Сравнение боковых понтонов в гонке
Ранние боковины RB18 были проанализированы с помощью CFD очень грубым, но очень информативным образом. Базовая модель была предоставлена jjn9128 и Vission с f1technical форума, в то время как автору удалось переработать боковые понтоны и провести очень простое исследование CFD. На самом первом этапе удалось добиться полностью обтекаемого потока, даже если использовалась недостаточно точная геометрия боковых понтонов, демонстрируя очень "обтекаемую" геометрическую концепцию реального болида. Помимо низкого давления спереди, в задней части имеется приличное давление, переходящее от наклона боковой опоры к рампе диффузора. Оба эти аспекта оказывают очень позитивное влияние на общее сопротивление болида.
RB18 CFD сайдподов - полностью оптимизированный поток воздуха под вырезом с очень низким давлением
Наконец, дизайн задней части корпуса и крышки двигателя, похоже, свелся воедино в 2023 году. Единственными, кто будто превзошел в этом аспекте, стали Ferrari и Haas. У этих двух болидов очень маленькие воздухозаборники и очень, очень узкие крышки двигателя, что означает крайне низкое сопротивление. Однако обе эти машины имеют самые широкие бока на стартовой решетке, что, несомненно, сводит на нет низкое сопротивление крышки двигателя в целом. С учетом сказанного, RB19 на самом деле имеет вторые по величине воздухозаборники, так что даже в этой области команда Red Bull внесла некоторые улучшения.
В заключение - все основные аспекты шасси указывают на очень низкое лобовое сопротивление автомобиля RB19.
2) Конструкция заднего антикрыла и крыла DRS
RB19 превозносится всеми как ракета на прямых. Однако здесь есть непроизносимая обычно часть - с включенной системой DRS. DRS - это система снижения лобового сопротивления, используемая в Формуле-1 с 2011 года и введенная для облегчения обгонов в гонке. Причина в том, что "грязный" поток воздуха от машины впереди оказывает очень большое негативное влияние на следующую машину, и обгон практически невозможен даже при огромной разнице в темпе гонки. DRS состоит из подвижной заслонки заднего антикрыла, которая открывается как почтовый ящик и уменьшает лобовое сопротивление - настолько, что обеспечивает увеличение максимальной скорости до 25-30 км / ч. Это огромное число, и для достижения его без DRS потребовалось бы примерно на 25-30% больше мощности двигателя (то есть примерно на 300 л.с. с современными гибридными силовыми установками F1).
Red Bull имеет особенно эффективную систему DRS, которая увеличивает максимальную скорость примерно на 5, а иногда и на 10 км / ч по сравнению с другими автомобилями. Эти 5 км / ч звучат не так уж много и сами по себе таковыми не являются с точки зрения времени прохождения круга. Однако в гонке есть разница между обгоном при первой возможности и потерей круга за кругом, застряв за более медленной машиной. Излишне говорить, что RB19 пока что ни разу за 5 гонок не попадал в пробку.
Квалификационная сессия Гран-при Майами 2023, сравнение максимальных скоростей Ferrari и Red Bull, любезно предоставлено f1-tempo.com
Для наилучшей оценки эффективности DRS в основном следует учитывать только квалификационные круги. Во время гонки маневр обгона включает в себя значительное увеличение скорости потока скольжения (дальнейшее снижение сопротивления при очень близком следовании за машиной впереди), и это, как правило, легко искажает показатели. Давайте затем сравним задние крылья, использованные Red Bull и Ferrari в гран при Майами в прошлые выходные.
2023 Miami GP - задние крылья Red Bull и Ferrari
В Майами Red Bull использовала заднее антикрыло с низкой прижимной силой, в то время как Ferrari использовала антикрыло средней прижимной силы, и это сравнение действительно показывает разницу. Наиболее значимой частью является оранжевая область на крыле Ferrari, которая, по сути, является центральной областью их овала (синие линии), где аэродинамические поверхности крыла имеют большой локальный угол падения (или попросту наклон). Это означает, что эта часть основной плоскости крыла создает хорошую прижимную силу, но также и большое лобовое сопротивление. Поскольку основная плоскость неподвижна, этот угол задан как есть, и конструкция создает лобовое сопротивление даже при поднятом закрылке DRS.
Однако это еще не все. Угол наклона крыльев DRS (зеленые линии) и лобовая область крыльев - внешне одинаковые, но на самом деле немного больше у Red Bull, что наиболее важный фактор общей эффективности DRS. Здесь Red Bull установила крыло под гораздо большим углом, чем Ferrari, а само крыло использует аэродинамические профили с большим изгибом (белая линия посередине). Все эти факторы увеличивают прижимную силу и лобовое сопротивление, создаваемые крылом Red Bull с опущенными закрылками, что означает гораздо большее влияние на снижение лобового сопротивления при их поднятии. RB19 также использовал заднее антикрыло средней прижимной силы (в гонках в Бахрейне и Австралии), и его конструктивная особенность такая же, как у крыла с низкой прижимной силой - единственное отличие заключается в гораздо большем изгибе основной плоскости для создания большей прижимной силы.
Итак, вкратце - в конструкции заднего антикрыла Red Bull используется агрессивное крыло DRS для создания прижимной силы при опущенном закрылке, в то время как основная плоскость удерживается под очень низким углом наклона, чтобы уменьшить общее лобовое сопротивление в любых условиях. Мы даже можем с уверенностью сказать, что конструкция заднего антикрыла RB19 обладает гораздо большим сопротивлением, чем у конкурентов с опущенными закрылками. Почему? Во время гонки, когда DRS не активна, RB19 развивает те же максимальные показатели скорости, что и его ближайшие конкуренты. Реальное преимущество в максимальной скорости достигается только при открытой заслонке DRS.
3) Задний выпускной раструб системы охлаждения
RB19, как и RB18, имеет очень большое заднее охлаждающее отверстие, расположенное прямо перед задним антикрылом. Это решение не очень часто встречалось на стартовой решетке в 2022 году, в то время как в этом году 8 из 10 автомобилей используют этот дизайн. Только Ferrari и Haas по-прежнему привержены тому, чтобы выпускные отверстия для охлаждения находились полностью в боковых решетках.
RB18 sidepod CFD - обратите внимание на падение давления возле выхода системы охлаждения
Эта конструктивная особенность оказывает небольшое влияние на снижение лобового сопротивления при поднятом закрылке DRS. При опущенном закрылке заднее антикрыло создает под собой очень сильное поле низкого давления (отрицательное), и это поле давления распространяется вверх по потоку, улучшая охлаждение благодаря большому выпускному отверстию "пушки" воздухозаборника. Когда открывается заслонка DRS, всасывание уменьшается, и поэтому давление внутри корпуса немного увеличивается. Это приводит к небольшому снижению внутреннего сопротивления, что также повышает максимальную скорость.
4) Мощный силовой агрегат Honda
Red Bull использует СУ Honda уже несколько лет и выиграл с ним два пилотских титула. Сам по себе двигатель - потрясающая технология, как и все четыре используемых сейчас силовых агрегата Формулы-1. Что отличает его, так это способность использовать гибридную мощность дольше и на протяжении почти всего круга, чем у любого другого конкурента. Эта особенность лучше всего видна на графике квалификации в Майами выше - силовая установка Ferrari начинает снижать мощность еще до того, как водитель начинает тормозить, в то время как болид Red Bull и силовая установка Honda продолжает движение все время. Это не является существенным преимуществом автомобиля RB, но оно имеет свое место в анализе максимальной скорости RB19.
БОНУС - разрушение мифа
Превосходство автомобилей Red Bull в максимальной скорости второй год подряд побудило многих технических экспертов Формулы-1 объяснять это поиском хитростей и лазеек, которые Red Bull мог бы использовать. Самая известная из них - теория тройного DRS. Вкратце теория гласит, что открытие заслонки DRS на RB19 создает поле потока, которое удерживает антикрыло (низкое заднее антикрыло над диффузором), которое также поддерживает диффузор для значительного снижения лобового сопротивления.
Предположение о феномене тройного DRS
Хотя теоретически это явление возможно, применить его на практике практически невозможно:
элементы нижнего заднего крыла должны быть установлены более чем на 70 ° с почти перпендикулярной задней кромкой - и ни одно нижнее заднее крыло на решетке не спроектировано таким образом.
Для возникновения описанного явления зазоры между элементами и самим диффузором должны быть намного меньше, чем разрешено правилами, и FIA уделяет особое внимание тому, чтобы не допускать подвижных аэродинамических устройств, отличных от DRS.
Использование крыла в таком "остром" состоянии сделало бы его уязвимым для любого нарушения потока даже при закрытой заслонке DRS, поскольку она была бы спроектирована так, чтобы останавливаться при минимальном изменении поля давления - и это, безусловно, создало бы всевозможные нарушения для диффузора и днища во время прохождения болидом поворотов.
Shubham Sham Sangodkar выложил прекрасный видео анализ этой темы, на который я настоятельно рекомендую взглянуть.
В своей следующей статье автор обещает разобрать, как RB19 генерирует так много прижимной силы.
