24.04

Пилотаж в Формуле 1

В данной статье речь пойдет о нюансах гоночного мастерства и его основных составляющих, апекса/траектории, торможении, техниках пилотирования, и использовании шин. Параллельно в тексте приведены примеры пилотажа Михаэля Шумахера, что позволяет более наглядно отразить суть теоретического материала.

Геометрический апекс это вершина траектории, точка ее наибольшего перелома. Однако в автоспортивной терминологии апекс это часть траектории, в которой автомобиль ближе всего находится к внутренней кромке поворота.

Апекс не всегда совпадает с идеальной траекторией. Можно ехать параллельно средней линии трассы, снаружи или внутри, как в заокеанской серии NASCAR. В первом случае увеличивается дистанция, но меньше потери в скорости, во втором случае уменьшается дистанция, однако теряется скорость. Что бы сократить время прохождения поворота, в Ф1 имеет смысл применять более замысловатые кривые. В поисках преимущества гонщики как бы режут повороты, смещая апекс наружу или внутрь, этим и определяется манера пилотажа.

Апекс может располагается ближе к выходу из поворота — поздний, или в центре, совпадая с геометрическим апексом. От положения апекса зависит минимальная скорость в повороте, скорость выхода из поворота, и главное время его прохождения. Сложнее всего найти оптимальное решение в связках, где нужно определиться с несколькими апексами и скоростью движения по той или иной траектории.

Стирлинг Мосс: «В отличие от дорожной машины гоночный автомобиль в повороте никогда не направлен точно вдоль той линии, по которой он движется. Он всегда чуть скользит, его всегда немного сносит вбок, он постоянно несколько развернуть относительно точки в которую движется. И гонщик должен использовать этот снос для быстрейшего прохождения поворота.»

Джим Кларк: «Я предпочитаю входить в поворот немного раньше, чем другие гонщики. Большинство заходят в поворот достаточно глубоко, прежде чем повернуть руль. Это позволяет им полностью оттормозиться в процессе прямолинейного движения, как их учили. Но мне больше нравится нырять в поворот достаточно рано, еще в процессе торможения. При этом мой автомобиль направлен как бы мимо апекса. Но я давлю на газ и использую боковой снос для того что бы выйти на правильный апекс.»

Подобную, требующую филигранного мастерства технику прохождения поворотов использует и Михаэль Шумахер.

Все восхищаются тормозами Формулы 1, но они лишь замедляют вращение колес, а на самом деле автомобиль тормозят шины. По большому счету характеристики шин и обуславливают динамику снижения скорости. Именно по этому главное грамотно распорядится возможностью покрышек.

Торможение любой машины обеспечивается два вида сил сопротивление воздуха и трение между колесами автомобиля и дорогой. У машин Ф1 в отличие от дорожных собратьев, предельные силы трения гораздо выше, в режиме наиболее жесткого торможения, так как в этот момент на автомобиль воздействует максимальный вес.

Интенсивность торможения дорожной машины практически не зависит от скорости. А вот болид Ф1 отнюдь. Первые 100км/ч гасятся менее чем за секунду, а последняя сотня за полторы. Объясняется это зависимостью аэродинамической силы и предельных сил трения. Из этого вытекает важная особенность, для удержания автомобиля на грани блокировки требуется изменять давление на педаль тормоза в сторону уменьшения, выдавая на колеса усилия не превышающие сил трения. Таким образом блокировка колес вероятнее на медленных скоростях.

Найти тормозной баланс представляется нелегкой задачей. Несмотря на то что в состоянии покоя большая часть веса давит на заднюю часть болида, соотношение тормозов обычно составляет 60/40(перед/зад), так как при торможении машина «наваливается» на передние колеса. Из-за потребления топлива и разного износа шин, баланс по ходу гонки меняется.

Еще сложнее дело обстоит с торможением в повороте, так как кроме тормозного усилия, на болид действует центробежная сила инерции, съедая скорость, что требует гораздо более плавного и точного нажатия на педаль тормоза, так как если затормозить слишком сильно увеличивается риск заблокировать колеса. В идеале для каждого поворота существует свой тормозной баланс.

«Круг трения», точно описывает различия между стилями пилотажа гонщиков. В действительности он имеет эллиптическую форму. Вертикальная ось означает ускорение и торможение. По горизонтали отмечают величину боковой перегрузки при правом и левом поворотах. Эллипс представляет собой максимальное сцепление которое может обеспечить шина. На этих графиках приводится два наиболее отличающихся друг от друга подхода к прохождению поворота.

Гонщик номер один равномерно двигаясь входит в зону торможения. Кривая на его графике поднимается вверх до максимальной тормозной нагрузки, а затем опускается до 0 перед тем как в шинах возникает боковая нагрузка. При переходе от торможения к повороту, возникает короткая пауза когда шины практически не работают.

Гонщик номер два напротив заставляет свои шины испытывать боковую нагрузку уже в момент максимального торможения. Как только торможение пошло на убыль, пилот начинает все больше нагружать шины в боковом направлении, почти выходя за пределы эллипса. Пилот старается предельно использовать возможности своих шин.

На третьем графике представлен типичный маневр Михаэля Шумахера. Метки на кривой обозначают неровность трассы, чуть более резкое движение руля. Момент когда Михаэль ловит свой болид в небольшом заносе, изображен петлей.

При срыве задних колес Михаэль резко перекладывает руль в противоположном направлении- А, слегка приподнимает ногу с педали газа-Б, выравнивает руль-В, и затем прибавляет оборотов -Г.

Шумахер входит в поворот используя шины не только для торможения, заставляя их работать с боковой нагрузкой. Другие пилоты делают неощутимую паузу между торможением и поворотом. Непрерывность перехода от торможения в боковую силу при повороте главное условие оптимального использования шин. Этой непрерывности невозможно достичь если весь процесс торможения автомобиль движется прямо.

Михаэль Шумахер: «Вcе чему я научился в картинге пригодилось мне в Формуле форд и кениг. Я умел ехать не допуская чрезмерного скольжения. То же самое было и в Ф1 и мерседесовских спорткарах, там я научился использовать мощность боковые ускорения, тормозить двигателем. До прихода в Мерседес(Заубер) я многого не знал, а попав в Ф1 я уже мог тормозить в последний момент сохраняя при этом контроль над машиной. Я прошел хорошую школу, что качается чувства скорости, машины и обращения с шинами.»

Воспоминания конструктора Ferrari Джона Барнарда:<< Шумахер работал с болидом иначе, и у меня впервые появилась возможность разобраться, насколько иначе. Мы думали: отлично, сейчас он сядет в десятицилиндровую машину и поедет еще быстрее, потому что реакция от ее двигателя была куда менее заметна. Можно было смело бросать газ без каких либо последствий. Кроме того на задок приходился меньший вес, и это должно было положительно отразится на управляемости.

Оказалось это не так. Шумахер отдал предпочтения модели двенадцать, потому что он вел ее, работая газом, а как ему это удавалось, я понять не мог, пока не увидел сам. Он так настраивал передок, чтобы тот ввинчивался в поворот, словно карт: одно движение рулем — и машина пошла куда надо. При этом он удерживал машину в сбалансированном состоянии, работая газом от входа до выхода, так что ему нужна была возможность тормозить двигателем — это позволяло контролировать поведение машины.

Он играл педалью газа! Можно было слышать, как он это делает — Совсем как Сенна когда-то.

Шумахер хотел что бы возможность тормозить двигателем осталась, а для этого нужно было входить в поворот на более высокой передаче. Он сказал, мне нужна семиступенчатая коробка передач, потому что я хочу иметь более точный выбор передачи в повороте и при этом сохранять возможность подтормаживать двигателем. Если двигатель будет крутить на более высоких оборотах я смогу больше использовать его для торможения.>>

Искусство Гран При это искусство находить преимущество, тут и там крошечное преимущество, получая в сумме заметный выигрыш.

Герхард Бергер: «Особенность пилотирования Шумахера заключается в сверхчувствительном управлении, он хочет что бы машина вела себя так, будто нее вовсе нет задней части. То есть на малейшее движение руля откликалась мгновенным заныриванием в поворот.»

Для обозначения такого поведения есть специальны термин — избыточная поворачиваемость. Это вообще-то, недостаток, с которым конструкторы борются. А для Шумахера это достоинство. Если посадить Шумахера за руль болида, настроенного нормально(по мнению любого другого пилота), то его поворачиваемость и чувствительность рулевого управления будут казаться немцу недостаточными. Беда в том что эти характеристики сложно в больших пределах изменить в помощью настройки шасси. Но можно повлиять на стадии проектирования!

История показала, что на специально подготовленной машине Михаэль ездил быстрее всех.

Таким образом мы узнали, что одни гонщики тормозят, двигаясь по прямой, входят в поворот очень поздно и выходят из него демонстрируя просто поразительное чувство равновесия. Другие думают только о том, как бы затормозить и повернуть одновременно, используя более короткую траекторию, чем гонщики тормозящие по прямой. Эта разница является определяющей для работы шин и тормозов, характеризуя их износ.

Умение по максимуму использовать потенциал шины, находить баланс тормозов и оптимальные траектории для разноплановых поворотов, задействуя при этом различные техники пилотажа, как раз и есть то самое мастерство — идти на пределе возможностей отличающее великих пилотов от остальных.

 

При написании статьи использовались материалы журналов F1Racing, Формула, книга Кристофера Хилтона в переводе Андрея Ларинина Шумахер Fast life*, статьи Питера Виндзора, Рассела Льюиса, Евгения Юданова, Артема Краснова.

Copy Protected by Chetan's WP-Copyprotect.