Первую статью цикла можно посмотреть тут.

Шасси

Шасси это центральный компонент болида BMW Sauber F1.06. Задача шасси состоит не только в том, чтобы определять форму и внешний вид машины. Шасси главным образом определяет аэродинамическую эффективность болида, очень важную характеристику гоночного автомобиля. Шасси работает как основной несущий компонент автомобиля, на который установлены двигатель, подвеска и крылья. Ядром шасси, является уже известный нам монокок, изготовленный из углеволокна, что делает шасси очень прочным и невероятно легким.
Аэродинамика

Аэродинамика – это одна из наиболее важных наук в Формуле 1. Когда аэродинамика применяется при создании самолетов, конструкторы стремятся добиться того, чтобы набегающий поток поднимал самолет вверх от земли. В Формуле-1, стремятся добиться полностью противоположного эффекта: чем сильнее прижимающая сила, действующая на BMW Sauber F1.06 на треке, тем более безопасно и более устойчиво болид движется на высоких скоростях.

Основы аэродинамики

Болиду Формулы-1, чтобы показать лучший результат, необходимо обладать наилучшей аэродинамической эффективностью, то есть иметь оптимальный баланс между прижимающей силой и аэродинамическим сопротивлением. Уловка состоит в том, чтобы выровнять эти оба фактора настолько точно, насколько это возможно, причем учитывая особенности каждого гоночного трека. Основной принцип заключается в том, что чем прижимающая сила выше, тем более устойчиво машина будет чувствовать себя в поворотах, но меньшую скорость развивать на прямых участках. Если уменьшить прижимающую силу, соответственно уменьшится аэродинамическое сопротивление, это приведет к тому, что машина будет менее устойчивой в поворотах, но зато сможет развивать большую скорость на прямых участках.

Прижимающая сила

Прижимающая сила – так называется сила, которая прижимает машину к треку, в моторных видах спорта это играет важную роль. Чем больше нисходящее на машину давление, тем лучше она держится на поверхности, и быстрее проходит повороты, что позволяет показывать более низкое время прохождения кругов.

Воздушный поток

Аэродинамика болида Формулы-1 начинает работать наиболее эффективно приблизительно со скорости в 80км/ч. Соответственно, чем быстрее машина перемещается, тем больше воздуха поступает на крылья болида и, следовательно, прижимающая сила существенно увеличивается. Крылья болида обеспечивают наиболее оптимальное распределение воздушного потока.

Эффект влияния земли

Воздух, ускоряющийся под болидом BMW Sauber F1.06, выпускается через диффузор с управляемой скоростью. Это создает под машиной отрицательное давление, которое присасывает болид к земле. Это и называется «эффект влияния земли».

Действие сил

На болид Формулы–1 воздействуют различные силы, причем не только те, которые создает двигатель BMW P86. Ключевыми, конечно же, являются аэродинамические силы, оказывающие огромное воздействие на автомобиль и водителя. На скоростях более 300 км/ч, силы весом более 1,5 тонн, придавливают болид к треку. Это создает центробежную силу до 5g, т.е. пятикратную гравитацию. Это означает, что в отдельно взятый момент водитель весом 75 кг фактически будет весить 375кг.

Крылья

Крылья болида Формулы-1 работают по тому же принципу, что и самолетные, только наоборот. Воздух проходящий, над верхней поверхностью крыльев, движется медленней, чем воздух, проходящий под крылом. Это создает низкое давление воздуха ниже крыла, что прижимает крыло книзу. Этот эффект не только гарантирует, что машина будет твердо держаться на земле даже на скоростях превышающих 300 км/ч, но и дает гарантию уверенного руления в поворотах на этих скоростях.

Переднее крыло

Переднее крыло создает 25 процентов прижимающей силы. Однако аэродинамика передней части автомобиля приводит к завихрению потоков воздуха. Это означает, что у автомобиля следующего сзади переднее крыло не может функционировать в полной мере, что делает очень проблематичным преследование и обгон. Этот эффект также называют «грязный воздух».

Заднее крыло

Заднее крыло создает больше половины прижимающей силы и существенно влияет на общее лобовое сопротивление. Поэтому команда BMW Sauber F1 устанавливает заднее крыло, учитывая индивидуальные особенности каждого трека. По правилам гонок заднее крыло не должно состоять более чем из двух элементов.

Нижняя часть корпуса

Нижняя часть корпуса BMW Sauber F1.06 обеспечивает ускорение воздушного потока, который проходит под машиной. Воздушные потоки направляются через диффузор к задней части машины. Таким образом, в задней части машины создается присасывающий эффект, что позволяет машине держаться на треке.

Избыточная и недостаточная поворачиваемость (Oversteer и understeer)

Так же основная работа шасси состоит в том, чтобы создать максимально возможную управляемость для болида BMW Sauber F1.06. В идеальном сценарии автомобиль должен четко следовать рулению создаваемому водителем, даже в самых быстрых поворотах. Но полностью нейтральная управляемость невозможна и часто вообще нежелательна. Некоторые водители, предпочитают использовать небольшой «оверстир», то есть эффект избыточной поворачиваемости. Что при прохождении поворотов будет давать передней части болида меньшее сцепление с трассой, чем задней. Используя «андерстир», т.е. эффект недостаточной поворачиваемости, основной акцент идет на заднюю часть автомобиля. Поэтому, вместо вхождения в поворот создается такое ощущение, что автомобиль движется вперед по прямой траектории.

Система охлаждения

Воздушный поток, попадающий в боковые обтекатели, играет главную роль в системе охлаждения BMW Sauber F1.06. В обтекателях расположены водяной и масляный охладители. Что касается аэродинамической эффективности, то сохраняется наилучшее отношение между гармоничностью конструкции, и небольшим потреблением боковыми обтекателями полезной части воздушного потока. Специальные воздушные дефлекторы, называемые «борта баржи», проводят воздушный поток не только под машиной в направлении диффузора, но также направляют его прямо в боковые обтекатели. С тех пор как системы охлаждения в Формуле-1 зависят от воздушного потока, создаваемого собственным движением автомобиля, необходимость в использовании вентилятора для охлаждения полностью отпала.

Топливная система

Остановка на дозаправку – это одно из самых важных событий в гонках Формулы-1. В зависимости от выбранной стратегии, команда будет дозаправлять болид BMW Sauber F1.06 где-то от одного до трех раз в течение Гран-при. Это требует, чтобы команда техников пит-стопа, инженеры и водители, работали очень профессионально и слаженно, ведь на счету каждая десятая доля секунды.

Крышка топливного бака

Процесс дозаправки начинается, когда пилот ведет машину по проезду в зону пит-стопов. На этом этапе пилот нажимает кнопку ограничителя скорости на руле, которая так же открывает крышку топливного бака.

Заправка топлива

Когда машина прибывает на пит-стоп, топливное оборудование помещается в топливный клапан. В процессе дозаправки потоки топлива поступают в бак машины со скоростью большей, чем 10 литров в секунду.

Бак

Топливный бак установлен в собственной структуре безопасности, расположенной в шасси позади водительского кресла. Сам бак состоит из нескольких слоев резины, среди других материалов, которыми усилен бак снаружи, важную роль играет кевлар, который гарантирует, что бак не разорвет в случае чрезвычайного происшествия.

Еще хотелось сказать несколько слов о средствах, оборудовании и инструментах, без которых блеск технологического совершенства и человеческой мысли не был бы возможен. Эти средства играют наиважнейшую роль в создании болида.

Аэродинамическая труба

Ультрасовременная аэродинамическая труба BMW Sauber F1 Team находится в Хинвиле. Аэродинамическая труба была введена в эксплуатацию в 2004 году и с тех пор стала одним из самых передовых сооружений подобного вида. Здание, в котором расположена аэродинамическая труба, уже снаружи производит впечатление. Непосредственно в самой аэродинамической трубе электродвигатель мощностью 3000кВт вращает гигантский вентилятор. В круге, достигающем общей длины 141 метр, 66 тонный винт, оборудованный карбоновыми лопастями, разгоняет воздушный поток до скоростей превышающих 100 км/ч. Это означает, что BMW Sauber F1 Team может моделировать любые скорости, которые могут быть достигнуты на гоночном треке. В испытательной секции – сердце всего комплекса можно испытывать не только целые автомобили, но и реалистичные модели автомобилей, 60-ти процентные масштабные копии, внешне полностью соответствующие реальному автомобилю. Новые знания об аэродинамике, полученные по результатам испытаний в аэродинамической трубе могут быть внедрены в автомобиле в очень короткий срок в течение сезона.

Испытательные программы

Испытательные программы – это очень важные мероприятия для каждой команды Формулы-1. Они – то, где новые компоненты для автомобиля, новые параметры настройки, варианты шин и новые технические решения для будущих Гран-при могут быть проверены. Знания, полученные, в ходе выполнения испытательных программ гарантируют, что BMW Sauber F1 Team может реагировать на последние вызовы в Формуле-1 в очень короткий срок.

ALBERT

Анализ данных полученных в результате аэродинамических испытаний одна из самых сложных задач стоящих перед командой BMW Sauber F1, в непрерывном развитии и строительстве болида BMW Sauber F1.06. Именно для этой цели команда использует суперкомпьютер ALBERT, который расположен на первом этаже здания аэродинамической лаборатории. Благодаря точности вычислительной газодинамики, ALBERT один из самых важных инструментов в работе аэродинамической лаборатории. Компьютер весом 18 тонн длиной 10м может производить 2332 миллиарда вычислений в секунду. Суперкомпьютер выполняет 2.3х109 оп/с, имеет 1 Тбайт оперативной памяти и 11 Тбайт дискового пространства.

Моделирование

Компьютерное моделирование приобрело огромное значение в стремительном мире Формулы-1. Суперкомпьютер ALBERT дает такую возможность, например, рассчитывать сложные конструкционные компоненты и моделировать различные ситуации движения, без таких расчетов BMW Sauber F1.06 не проехал бы и метра по гоночному треку. Данные, полученные после испытаний в аэродинамической трубе, могут подсказать различные полезные идеи, которые в будущем можно реализовать на автомобиле в различных ситуациях движения. Здесь вычислительная газодинамика играет важную роль в развитии переднего и заднего крыльев, а так же системы охлаждения двигателя и тормозной системы.

Продолжение следует….

В следующей серии цикла вас ждет рассказ о двигателе BMW P86, которым оборудован болид команды BMW Sauber F1. Оставайтесь с нами!

Клуб BMWPOWER.MSK

Перевод и работа с текстом Андрей Bugs (BMWPOWER.MSK) статья подготовлена по материалам официального сайта команды BMW Sauber F1