Технические вопросы

[Hellion]

Насколько я знаю регламенту пофиг на способы сотрудничества команд, это их личное дело и как распорядится производственными и умственными ресурсами тоже решают сами команды. Клиентские шасси запрещены, потому Хасс не сможет просто купить чужой болид. Относительно шасси: наверняка есть ключевые параметры, кроме шильдика, фиксирющие индивидуальность разработки.

[Papaya]

Насколько я знаю регламенту пофиг на способы сотрудничества команд, это их личное дело и как распорядится производственными и умственными ресурсами тоже решают сами команды. Клиентские шасси запрещены, потому Хасс не сможет просто купить чужой болид. Относительно шассии: наверняка есть ключевые параметры, кроме шильдика, фиксирющие индивидуальность разработки.

Ну вот, в таком случае я не вижу отличий от 2014 года. Вместо вероятного расширенного сотрудничества Хаас и Феррари, на что делается упор в новостях, можно просто сказать что они могут заключить контракт на поставку силовых установок. Какие там еще готовые "ключевые узлы" можно приобрести, я не вижу. Разве что только Феррари даст воспользоваться своим программным обеспечением и оборудованием.

[Hellion]

Ну вот, в таком случае я не вижу отличий от 2014 года. Вместо вероятного расширенного сотрудничества Хаас и Феррари, на что делается упор в новостях, можно просто сказать что они могут заключить контракт на поставку силовых установок. Какие там еще готовые "ключевые узлы" можно приобрести, я не вижу. Разве что только Феррари даст воспользоваться своим программным обеспечением и оборудованием.

Подвеску спокойно могут продать. Гидравлику, коробку с приводами и силовую установку. Программное обеспечение. Остальное, без болида, пожалуй не имеет смысла.

[miniNexx]

Относительно шасси: наверняка есть ключевые параметры, кроме шильдика, фиксирющие индивидуальность разработки.

Приложение 6 спортиного регламента:)

[Bedal]

1. Ок, перефразирую вопрос. Знаем ли мы насколько политропа сжатия воздуха в компрессоре близка к адиабатной? Предположения мы то делаем, а как оно на самом деле?

Я - не знаю. Но то, что там делается всё возможное для приближения - очевидно.

2. ... идут ли патрубки с впускным воздухом к интеркуллеру? Или там используется сперва охлаждение водой, которая в свою очередь охлаждается в радиаторах?

Ты думаешь, что охлаждение водой - это не интеркулер? :-) И, по большому счёту, промежуточное использование воды _ничего_ не меняет в градиентах температур, это решение более компактное, но никак не более выгодное термодинамически.

3. А видим ли это на самом деле? Насколько меньше колесная база болидов Мерседес от той, кторую используют конкуренты?

А при чём тут база? Речь о моменте инерции. Хотя да, меньшая база - колёса и подвеска ближе к центру - момент инерции меньше. Собственно, потому-то все стараются сделать базу поменьше. Но... страдает устойчивость по рысканью (хуже держит траекторию) и по тангажу (начинает сильно меняться дорожный просвет на разгонах/торможениях), потому после периода моды на вёрткие короткобазки наступил период относительно длиннобазных, зато управляемых.

Эх, вот робот за рулём показал бы всем гонщикам, где раки зимуют... искусственную устойчивость устроить, вечные жалобы на избыточную/недостаточную поворотливость - чисто людская проблема.

Как ни крути, а главное сдерживающее звено в возможностях Ф1 - это прокладка.

[Yalex]

Bedal

Водяной интеркуллер сможет пропустить через себя бОльший тепловой поток чем воздушный. + снижение потерь при перекачке.

[Bedal]

вообще-то - не сможет при тех же температурах. Термодинамика, сволочь упрямая, не позволяет.

Ну и потери при перекачке меньше, когда ничего не качается, то есть при отсутствии воды.

Весь выигрыш - в том, что не надо тянуть воздуховоды туда-сюда, они толстые.

[Yalex]

Bedal

Теплоемкость воды больше воздуха. На единицу объема вода способна впитать больше тепла чем воздух и способна сделать это быстрее за счет теплопроводности.

В итоге температуропроводность воды 0,59 Вт/(мК), у воздуха 0,021 Вт/(мК).

Объяснитесь с "вашей особенной термодинамикой" которая вам "не позволяет".

[Bedal]

Не моя она, она просто есть.

Есть вход и выход тепловой системы. На входе горячий воздух (после компрессора), на выходе холодный (условно) наружный воздух. Интенсивность теплового потока зависит исключительно от градиента температур. Любая конструкция стенки на это не влияет - будь она из лебяжьего пуха, чиста серебра или с промежуточным водяным носителем. На что влияет, так это на скорость реакции при смене условий (температур). Если радиатор у нас из лебяжьего пуха, то до установления баланса пройдут многие дни, если из серебряной фольги, то доли секунды. Легко, думаю, догадаться, что увеличение количества металлических стенок и добавление промежуточного теплоносителя снижает скорость установления баланса.

Выгода от воды совсем в другом - в компоновке:

1. Радиатор в потоке горячего воздуха можно разместить там, где для этого есть место, заодно сделав воздуховод более выгодным (с меньшими, то есть, потерями).

2. Радиатор в потоке холодного воздуха - аналогично снижает потребность в объёме, занимаемом в понтонах чуть ли не вдвое. При этом выигрывается общее сопротивление, как за счёт общего уменьшения понтона в размере, так и за счёт уменьшения внутреннего сопротивления потоку охлаждающего воздуха.

Плата за это - увеличившийся вес. Хотя, за счёт уменьшения объёма конструкции и длины воздуховодов вес вырастит не так и много.

Собственно, всё похоже на разницу между двигателями жидкостного и воздушного охлаждения. Двигатель воздушного охлаждения в пересчёте на использованный поток охлаждающего воздуха охлаждается лучше, по массе конструкция заметно меньше но занимаемый объём и сопротивление - гораздо выше.

[azattt]

Извините, что вмешиваюсь, но вопрос о носовых обтекателях.

Вот все пытались задрать все выше и все такое, как я помню с 2008-2009 годов, но в 2009 на болидах БраунГП были низкие носы, но они все равно были быстры и вот сейчас Мерседес тоже быстр (правда сейчас это в большем объясняется мотором) с низким носом.

И еще Макларен 2012 года, тоже был с низким носом и тоже был быстр, а в конце самой быстрой...

Выходит, что поднятый нос не панацея? Можно быть быстрым и с опущенным носом?

[Hellion]

Конечно можно. Все зависит от грамотно реализованной общей концепции. И кстати Мак был не такой уж низкий.

[azattt]

Конечно можно. Все зависит от грамотно реализованной общей концепции. И кстати Мак был не такой уж низкий.

по сравнению с другими у них был низкий нос и ступеньки не было, я про это хотел сказать...

[gzipper]

Ну собственно все и движется в сторону безалкогольного пива, силиконовой груди и гламура. Если бы не некоторые персонажи типа Феттеля или Кими, то Ф1 превратилась бы в шоу на MTV с обсуждениям скандалов между гонщикам, обсуждениям костюмов их баб в общем всего чего угодно только не самих гонок. Настоящие гонки почти умерли и вы любители современной Ф1 меня в этом только убеждаете.

Helion

Вы вот мне расскажите почему нужно делать сверхфорсированный двигатель небольшого объема и пытаться расширить его ресурс? Где здесь логика? Не это ли есть перерасход денег? И повышает ли это стоимость участия? Может стоило увеличить объем, разрешить турбину, снизить максимальные обороты и резко уменьшить кол-во двигателей на год?

Я и не знал что есть такая интересная тема.. вам +1000. Я бы сказал что нужно в Ф1 перестать контролировать всё и вся. Пусть хоть на 10 литровых гоняются если им это поможет. Есть ведь Тильке... И можно создавать трассы где нужно нечто большее чем тупая мощь. Да я думаю можно еще многое придумать не придумывая всевозможных ограничений. Ондо но.. никому ОНО не нужно иначе придется упразднить половину бюрократов и саму ФИА и оставить "pure racing"... А если так..., кушать то им всем чего? :)

[gzipper]

Ну вот и неверно. На входе _нет_ сужения потока в явном виде. Обеспечение несколько более спокойного потока есть. Но именно из-за малого клиренса турбулентность на входе не сильно скажется на турбулентности потока под полом. Меньшие характерные размеры (клиренс, в данном случае) приводят к иным числам Рейнольдса. Образно говоря, вихри, образовавшиеся за передним крылом/колёсами просто не помещаются под полом, и поток становится менее турбулентным.

Кроме того, по банальным законам сохранения, сжатие потока на входе в сопло вызовет рост подъёмной силы в той же мере, что и падение под днищем вызовет рост прижимной силы.

Ну и, в конце-концов, можно просто посмотреть на иллюстрации и схемы: аэродинамические элементы носовой и боковой частей машин гонят воздух именно в боковые воздуховоды, а не под пол.

Плоский пол, именно потому, что он плоский, сам по себе не будет создавать прижимной силы. Он, при малом клиренсе, препятствует созданию подъёмной силы, которая возникла бы, если бы (sic!) под пол попадал избыточный воздух спереди. В этом смысле Ф1 ничем не отличается от гражданских машин, которые чем быстрее - тем ниже сидят.

Для того, чтобы генерировалась именно прижимная сила (понижалось давление под днищем), требуется эжектор сзади (дефлектор). Для работы эжектора нужен внешний поток побыстрее и поламинарнее. Потому делают такую сужающуюся задницу и потому гонят воздух спереди под носом-под понтонами-но над полом. То есть

Ещё раз - никакого сжимающего сопла на входе в подпол нет. Достаточно взглянуть на фото и схемы, чтобы это увидеть.

[gzipper]

Ну вот и неверно. На входе _нет_ сужения потока в явном виде. Обеспечение несколько более спокойного потока есть. Но именно из-за малого клиренса турбулентность на входе не сильно скажется на турбулентности потока под полом. Меньшие характерные размеры (клиренс, в данном случае) приводят к иным числам Рейнольдса. Образно говоря, вихри, образовавшиеся за передним крылом/колёсами просто не помещаются под полом, и поток становится менее турбулентным.

Кроме того, по банальным законам сохранения, сжатие потока на входе в сопло вызовет рост подъёмной силы в той же мере, что и падение под днищем вызовет рост прижимной силы.

Ну и, в конце-концов, можно просто посмотреть на иллюстрации и схемы: аэродинамические элементы носовой и боковой частей машин гонят воздух именно в боковые воздуховоды, а не под пол.

Плоский пол, именно потому, что он плоский, сам по себе не будет создавать прижимной силы. Он, при малом клиренсе, препятствует созданию подъёмной силы, которая возникла бы, если бы (sic!) под пол попадал избыточный воздух спереди. В этом смысле Ф1 ничем не отличается от гражданских машин, которые чем быстрее - тем ниже сидят.

Для того, чтобы генерировалась именно прижимная сила (понижалось давление под днищем), требуется эжектор сзади (дефлектор). Для работы эжектора нужен внешний поток побыстрее и поламинарнее. Потому делают такую сужающуюся задницу и потому гонят воздух спереди под носом-под понтонами-но над полом. То есть

Ещё раз - никакого сжимающего сопла на входе в подпол нет. Достаточно взглянуть на фото и схемы, чтобы это увидеть.

Зачем так длинно-то? Всё можно свести к тому, что изначально в нас есть - к красоте. Всё что красиво и есть правильно. Слишком просто, но в этом "просто" слишком всё не просто.

[gzipper]

Столько копий ломают вокруг минимального веса машины с пилотом - а почему бы не разделить? Минимальная масса пилота с сиденьем (в котором при необходимости находится балласт - так, чтобы с центровкой нельзя было играть) - достаточная, чтобы пилоты были живыми людьми. И минимальная масса собственно автомобиля.

Решение очевидное, но - уж очень всё в Формуле политизировано...

Да не ломают они ничего. Они придумывают то, что даст им "работу" т.е. ИБД за которую они конечно попросят далеко не ИБДшные еврозайчики. И будут весьма довольны.

[Bedal]

Насчёт предложений "а давайте ограничим так, а давайте эдак, но - разрешим любые движки" - невозможно. Производители двигателей не хотят делать ваши любимые десятилитровые атмосферники. То есть - альтернатива простая: или будут 1.6 турбо-гибриды, или Ф1 не будет вообще.

Но я бы всё-таки предложил согласно названию темы - обсуждать техническую сторону вопроса, а не "они хотят".

[Yalex]

Не моя она, она просто есть.

Есть вход и выход тепловой системы. На входе горячий воздух (после компрессора), на выходе холодный (условно) наружный воздух. Интенсивность теплового потока зависит исключительно от градиента температур. Любая конструкция стенки на это не влияет - будь она из лебяжьего пуха, чиста серебра или с промежуточным водяным носителем. На что влияет, так это на скорость реакции при смене условий (температур). Если радиатор у нас из лебяжьего пуха, то до установления баланса пройдут многие дни, если из серебряной фольги, то доли секунды. Легко, думаю, догадаться, что увеличение количества металлических стенок и добавление промежуточного теплоносителя снижает скорость установления баланса.

Выгода от воды совсем в другом - в компоновке:

1. Радиатор в потоке горячего воздуха можно разместить там, где для этого есть место, заодно сделав воздуховод более выгодным (с меньшими, то есть, потерями).

2. Радиатор в потоке холодного воздуха - аналогично снижает потребность в объёме, занимаемом в понтонах чуть ли не вдвое. При этом выигрывается общее сопротивление, как за счёт общего уменьшения понтона в размере, так и за счёт уменьшения внутреннего сопротивления потоку охлаждающего воздуха.

Плата за это - увеличившийся вес. Хотя, за счёт уменьшения объёма конструкции и длины воздуховодов вес вырастит не так и много.

Собственно, всё похоже на разницу между двигателями жидкостного и воздушного охлаждения. Двигатель воздушного охлаждения в пересчёте на использованный поток охлаждающего воздуха охлаждается лучше, по массе конструкция заметно меньше но занимаемый объём и сопротивление - гораздо выше.

Для системы воздух-воздух будет существовать предельный тепловой поток который можно будет отвести от стенки известной геометрии. Для системы воздух-вода значение этого предельного теплового потока будет выше.

Учитывая что температурный баланс в динамической системе интеркуллер-турбина никогда не наступает и температура воздуха в интеркуллере всегда будет выше температуры воздуха. Разница температур для системы с промежуточным водяным контуром будет меньше, чем у системы воздух/воздух. Естественно при прочих равных.

Но как вы правильно отметили водяной радиатор будет меньше. За счет более теплоемкого и теплопроводного теплоносителя. Тепловой поток не изменился, а радиатор стал меньше. И в таком случае вы говорите об отсутствии разницы? По-вашему получается нету зависимости работы охладителя от теплофизических характеристик теплоносителя.

К слову о двигателях. Сомнительно что у турбодвигателей, особенно форсированных малолитражных возможно воздушное охлаждения. Блок компактный, тепла много, поэтому используют жидкий теплоноситель. Если бы можно было сделать только воздушное охлаждение сделали бы. Я так и не смог вспомнить хотя бы 1 модель с турбодвигателем имеющим воздушное охлаждение. Может вы мне поможете?

[mobut]

1. Я - не знаю. Но то, что там делается всё возможное для приближения - очевидно.

2. Ты думаешь, что охлаждение водой - это не интеркулер? :-) И, по большому счёту, промежуточное использование воды _ничего_ не меняет в градиентах температур, это решение более компактное, но никак не более выгодное термодинамически.

3. А при чём тут база? Речь о моменте инерции. Хотя да, меньшая база - колёса и подвеска ближе к центру - момент инерции меньше. Собственно, потому-то все стараются сделать базу поменьше. Но... страдает устойчивость по рысканью (хуже держит траекторию) и по тангажу (начинает сильно меняться дорожный просвет на разгонах/торможениях), потому после периода моды на вёрткие короткобазки наступил период относительно длиннобазных, зато управляемых.

Эх, вот робот за рулём показал бы всем гонщикам, где раки зимуют... искусственную устойчивость устроить, вечные жалобы на избыточную/недостаточную поворотливость - чисто людская проблема.

Как ни крути, а главное сдерживающее звено в возможностях Ф1 - это прокладка.

1. Показатель обмена температуры -политропа процесса. И чем ближе она к адиабатной, тем меньше передача температуры от стенок компрессора к воздуху. А на это уже может повлиять скорость процесса, а она в данном случае очень велика, тип потока и тд. и тп. Поэтому то, что нам очевидно в реальности может быть не более 2-5% от общего нагрева от сжатия. Есть ли плюс? Согласен, какой то есть. А вот насколько он нужен?

2. Ну так все начиналось именно с этого момента. Компактность и потери на сопротивление воздуху в замысловатых впускных трубопроводах. Причем тут градиент температур?

3. Ну как тут причем база? Возможно центр масс турбокомпрессора Мерседеса несколько ниже, чем у конкурентов. Тут безспорно плюс. А вот если вспомнить о ограничении в процентах в развесовке болидов по осям, то единственный плюс турбокомпрессора двигателя Мерседес может быть только в более короткой колесной базе, так как развесовку следует соблюдать. И это уже можно как то сравнивать.

Пы.Сы. Мое мнение, есть у них в чем то определенный прогресс. И если это какая то новая радикальная иновация, то точно не в подобной конструкции турбокомпрессора. Это напоминает Lotus в 78-ом. Всем рассказывали о супер-дифференциале, а в действительности юзали граунд-эффект. А скорее всего доминирование команды Мерседес это результат незначительных улучшений в каждой области. Мне так кажется.

[Bedal]

... в реальности может быть не более 2-5% от общего нагрева от сжатия. Есть ли плюс? Согласен, какой то есть. А вот насколько он нужен?

Ну, в Формуле и не за такими процентами гоняются.

2. Ну так все начиналось именно с этого момента. Компактность и потери на сопротивление воздуху в замысловатых впускных трубопроводах. Причем тут градиент температур?

Воот, и я о чём - компактность размещения за счёт разделеной компоновки громоздких воздуховодов и есть выигрыш этой схемы.

3. Ну как тут причем база? Возможно центр масс турбокомпрессора Мерседеса несколько ниже, чем у конкурентов. Тут безспорно плюс. А вот если вспомнить о ограничении в процентах в развесовке болидов по осям, то единственный плюс турбокомпрессора двигателя Мерседес может быть только в более короткой колесной базе, так как развесовку следует соблюдать. И это уже можно как то сравнивать.

Боюсь, тут у вас путаницы полно, даже комментировать трудно.

...И если это какая то новая радикальная иновация, то точно не в подобной конструкции турбокомпрессора.

Тем не менее, разнос турбины и компрессора, как и разнесение радиаторов интеркулера - IMHO очень красивые и полезные идеи.

[Bedal]

...Для системы воздух-вода значение этого предельного теплового потока будет выше...

Так ведь система-то воздух-вода-воздух.

И, добавлю, при малом температурном градиенте.

В целом, даже если бы термодинамические выгоды от применения воды и существовали - они составляют только малую долю от выгоды компоновочной. Полазьте по справочникам, везде, где интеркулер с промежуточной водой, написано "из компоновочных соображений", "для удобства размещения воздуховодов" и т.п. Начиная от тепловозов - и до спортивных машин

[mobut]

1. Ну, в Формуле и не за такими процентами гоняются.

2. Воот, и я о чём - компактность размещения за счёт разделеной компоновки громоздких воздуховодов и есть выигрыш этой схемы.

3. Боюсь, тут у вас путаницы полно, даже комментировать трудно.

4. Тем не менее, разнос турбины и компрессора, как и разнесение радиаторов интеркулера - IMHO очень красивые и полезные идеи.

1. Там гоняются не за процентами, а за эффективностью работы всего в едином целом.

2. Так в чем компактность? Только что вам было обьснено, что при использовании водно-воздушного охлаждения впускного воздуха вся эта разделенность не играет никакой роли.

3. Ну какая может быть путаница? Что там не понятного? Если развесовка по осям должна быть одинакова в в процентном соотношении, то она будет одинакова для всех. Моменты инерции, в таком случае будут зависить только от величины рычага, тоесть колесной базы.

4. А почему никто про минусы сразу не подумал? Как думаете в этом есть минусы?

[Bedal]

1. Там гоняются не за процентами, а за эффективностью работы всего в едином целом.

вот за процентами этой эффективности в целом - и гоняются.

2. Так в чем компактность? Только что вам было обьснено, что при использовании водно-воздушного охлаждения впускного воздуха вся эта разделенность не играет никакой роли.

Огромная роль. В понтоне не будет воздуховода от компрессора. Ни туда, ни назад к движку, этот воздуховод тянуть не надо.

3. Ну какая может быть путаница? Что там не понятного? Если развесовка по осям должна быть одинакова в в процентном соотношении, то она будет одинакова для всех. Моменты инерции, в таком случае будут зависить только от величины рычага, тоесть колесной базы.

Простая путаница. В определении момента инерции база (если под этим всё же понимать расстояние между осями передних и задних колёс) играет роль только в смысле удалённости колёс/приводов/подвески от центра масс. Но мы обсуждаем другие элементы, и их расстояние от центра масс от базы, в принципе, не зависит (ну, компоновочно несколько зависит, но именно несколько)

4. А почему никто про минусы сразу не подумал? Как думаете в этом есть минусы?

Конечно, есть. Самый главный - это надо придумать суметь и реализовать, ведь длинный вал между турбиной и компрессором - это и необходимая для него прочность, и жёсткость, то есть плата массой. Впрочем, и здесь мерсы ухитрились бонус получить - у них есть сцепления по обе стороны от моторгенератора -и со стороны турбины, и со стороны компрессора. Опять масса, да, но зато:

- нет нужды делать всё строго жёстким, на сцеплениях крутильные колебания погаснут.

- можно раздельно работать с турбиной (подтормаживая её при высоких оборотах) и компрессором (раскручивая его для устранения турбоямы). То есть, на малых оборотах турбина с компрессором не связана вообще. Так моторгенератору легче раскручивать компрессор. Ведь, раскручивая турбину с компрессором вместе - мы заставляем турбину ускорять поток выхлопных газов, а это уже, можно сказать, нонсенс, чистая потеря.

Молодцы ребята, в общем.

По части воды в интеркулере - это не новое решение, надо было просто решиться, рискнуть на него. Недостаток - избыточная масса, усложнение (ведь ещё и насос нужен).

[mobut]

1. вот за процентами этой эффективности в целом - и гоняются.

2. Огромная роль. В понтоне не будет воздуховода от компрессора. Ни туда, ни назад к движку, этот воздуховод тянуть не надо.

3. Простая путаница. В определении момента инерции база (если под этим всё же понимать расстояние между осями передних и задних колёс) играет роль только в смысле удалённости колёс/приводов/подвески от центра масс. Но мы обсуждаем другие элементы, и их расстояние от центра масс от базы, в принципе, не зависит (ну, компоновочно несколько зависит, но именно несколько)

4. Конечно, есть. Самый главный - это надо придумать суметь и реализовать, ведь длинный вал между турбиной и компрессором - это и необходимая для него прочность, и жёсткость, то есть плата массой. Впрочем, и здесь мерсы ухитрились бонус получить - у них есть сцепления по обе стороны от моторгенератора -и со стороны турбины, и со стороны компрессора. Опять масса, да, но зато:

- нет нужды делать всё строго жёстким, на сцеплениях крутильные колебания погаснут.

- можно раздельно работать с турбиной (подтормаживая её при высоких оборотах) и компрессором (раскручивая его для устранения турбоямы). То есть, на малых оборотах турбина с компрессором не связана вообще. Так моторгенератору легче раскручивать компрессор. Ведь, раскручивая турбину с компрессором вместе - мы заставляем турбину ускорять поток выхлопных газов, а это уже, можно сказать, нонсенс, чистая потеря.

Молодцы ребята, в общем.

5. По части воды в интеркулере - это не новое решение, надо было просто решиться, рискнуть на него. Недостаток - избыточная масса, усложнение (ведь ещё и насос нужен).

1. Либо просто забивают на них не заморачиваясь, так как реально чуствительной выгоды может и не быть. И есть ли она в этом случае доказать трудно.

2. Представь себе схему всех трубопроводов. Что в одном случае будут трубки с водой к водяному радиатору интеркулера, что в другом. А впускной воздух как шел от компрессора через водный охладитель к цилиндрам внутри развала блока, так и будет идти.

3. Допустим есть два абсолютно одинаковых болида, но у одного некая деталь установлена ближе к геометрическому центру, а у другого чуть дальше. Будут ли они иметь одинаковую развесовку по осям?

4. Вот тут согласен, действительно хитрость видна сразу.

5. Ты действительно считаешь что воздушный радиатор будет меньше водяного? Ты действительно считаешь, что столь "маленький" воздушный радиатор будет создавать сопротивление гораздо меньшее, чем крыльчатка насоса?

[Весельчак_У]

Прототип двигателя PU106A гибрид:

:)