Прижимная сила в Формуле-1 — ключевой элемент аэродинамики. Этот эффект буквально придавливает болид к трассе, позволяя проходить повороты на запредельных скоростях без потери управления. В отличие от обычных автомобилей, где аэродинамика направлена на минимизацию сопротивления, в Ф1 баланс между downforce (прижимной силой) и drag (сопротивлением воздуха) определяет успех на трассе.
Для чего нужна прижимная сила в Формуле-1
Создание идеального баланса между прижимной силой и аэродинамическим сопротивлением — это искусство, сочетающее высокие технологии, экспериментальные данные и творческий подход. Инженеры команд Формулы-1 используют целый арсенал решений, чтобы максимизировать силу без критического роста сопротивления воздуха.
Сегодня инженеры моделируют аэродинамику в CFD-симуляторах, оптимизируя каждую деталь: от формы тормозных воздуховодов до микротекстуры покрытия. Например, в 2022 году новые регламенты Ф1 сократили турбулентность «грязного воздуха», чтобы облегчить обгоны, но сохранить высокий уровень прижимной силы.
Чем выше прижимная сила, тем больше сцепление с покрытием. Это критично в быстрых виражах, где перегрузки достигают показателей в 5G и больше. Без достаточного придавливания болид начинает скользить (эффект «аквапланирования» даже на сухой трассе) или вовсе срывается в занос.
На медленных трассах (например, Монако) команды максимально увеличивают прижимную силу за счёт крупных антикрыльев и сложных диффузоров. На скоростных треках, таких как Монца, приоритет смещается в сторону снижения сопротивления — антикрылья становятся компактнее, а болиды теряют до 30% этого показателя. Зато их скорость становится выше на прямых участках.
Быстрый на прямых болид совсем не обязательно будет доминировать на трассе. Достаточно вспомнить времена, когда «Уильямс» раз за разом ставил рекорды скорости, но оставался последней командой чемпионата. Скорость в поворотах – это тот фактор, который позволяет ставить лучшие круги.
Прижимная сила в Формуле-1 позволяет добиться лучших показателей в скоростных связках, агрессивнее входить в шиканы и терять на них меньше времени. За счёт этого «Ред Булл» выиграл несколько титулов, в том числе и Кубков конструкторов, не являясь объективно быстрейшей машиной на трассе.
Как инженеры добиваются оптимальных показателей
Добиться идеальной прижимной силы удаётся за счёт большого количества элементов, установленных на болид. Конструктора проводят испытание каждой детали. Даже если её размер не превышает пары сантиметров. И каждая подобная деталь способна принести ключевое преимущество на трассе. Вот несколько наиболее важных и заметных элементов:
- Переднее и заднее антикрылья — основные генераторы прижимной силы. Их эффективность зависит от угла атаки. Увеличение угла усиливает прижим, но после определённого предела резко растёт сопротивление. Например, в 2023 году в «Альпин» экспериментировали с изменяемыми настройками антикрыла на быстрых кругах. Современные антикрылья состоят из десятков профилей, распределяющих воздушный поток. Болид «Ред Булл» RB19 использовал изогнутые элементы, чтобы снизить турбулентность и повысить КПД. Некоторые команды применяют антикрылья с контролируемым прогибом. Они подстраиваются под скорость. Например, на прямых элементы слегка сжимаются, уменьшая сопротивление воздуха.
- Днище и диффузоры. С 2022 года регламент Ф1 вернул акцент на граунд-эффект, сделав днище основным источником прижимной силы (до 60% от общего показателя). Например, в днищах болидов есть специальные туннели, которые создают зону низкого давления. Получается такая своеобразная присоска. Команды моделируют форму туннелей с точностью до миллиметра — даже небольшая деформация на высокой скорости резко снижает эффективность. При этом, подобная зона может принести проблемы. Достаточно вспомнить, как пролетающий болид буквально вырывает канализационный люк под собой на трассе в Баку. Что ведёт к грандиозным поломкам. Диффузоры же ускоряют поток воздуха под машиной, усиливая эффект разряженности воздуха. Новые правила запретили гидравлические системы выравнивания. Поэтому команды используют пассивные аэродинамические демпферы (например, гибкие перегородки в боковых понтонах).
- Вторичные элементы и различные хитрости. Даже самая мелкая деталь способна повлиять на баланс. К примеру, боковые дефлекторы перенаправляют поток к заднему антикрылу. Тормозные воздуховоды проектируются так, чтобы часть воздуха не просто охлаждала диски, но и обеспечивала дополнительный прижим. А «Астон Мартин» в 2023 году вообще использовал «дырявое» антикрыло. Оно снижало турбулентность для идущего позади болида, но улучшающее аэродинамику своей машины.
Прижимная сила в Формуле-1 – важная составляющая итогового успеха. Но только баланс, достигаемый за счёт геометрии элементов, может гарантировать нужный результат.
