Технический анализ: секреты новых машин wrc.

[Tolyan 1 493]

Технический анализ: секреты новых машин WRC. Часть 1

 

Автор: Мэтт Соммерфилд, технический эксперт

Перевод: Александр Кабановский, ответственный редактор

2016-12-30

С 2017 года многочисленные изменения в техническом регламенте ждут не только Формулу 1, но и мировое ралли. Гонки должны стать более яркими и зрелищными благодаря технике нового поколения. Что же изменится?

Стоит признать, что в последние годы раллийному чемпионату мира не удавалось обеспечивать шоу того уровня, к которому все привыкли прежде. Введение новых правил призвано изменить такое положение: гонщики получат в своё распоряжение больше мощности и смогут атаковать острее, а автомобили станут сильнее отличаться от своих серийных собратьев.

Лошадиные силы добавятся из-за увеличения диаметра воздушного рестриктора на 3 мм – до 36 мм, при этом давление наддува сохранится на уровне 2,5 бар. Это значит, что большая часть машин будет выдавать практически 400 л.с., тогда как прежде мощность составляла лишь три с небольшим сотни «лошадей».

Эти изменения потребовали возвращения к центральному дифференциалу с системой электронного контроля. При этом стартовая масса снижена на 25 кг, что дополнительно повысит удельную мощность техники.

В каком-то смысле новые правила можно назвать ностальгическими – для тех, кто не застал знаменитые машины Группы Б, это возможность испытать такие же чувства, что и болельщики той далекой уже поры, когда на трассы вышли эти памятные автомобили, мощные и яркие.

Читайте также:

• Корпорация монстров. В память о легендарной Группе Б

Такие имена, как Audi Quattro S1, Ford RS200, Lancia Delta S4, Peugeot 205 T16 или MG Metro 6R4, напоминают нам об удивительном поколении техники. Машины начала 80-х ехали настолько быстро, что привлекали большое внимание – и в итоге именно по этой причине попали под запрет.

Помня о событиях истории, давайте попробуем разобраться, что же ожидает нас в новом раллийном сезоне, когда четыре производителя начнут борьбу за право занять опустевшую после ухода VW вершину.

M-Sport Fiesta

Ford Fiesta можно назвать неотъемлемой частью WRC, столь долго различные поколения этой модели выходят на старт в чемпионате мира. Но еще ни разу эта машина не была столь грозной, как та, которую команда M-Sport собирается выпустить на трассы в 2017-м.

Подопечные Малкольма Уилсона отвечают за разработку гоночных версий Ford уже очень давно и накопили огромный опыт по созданию и адаптации таких машин к различным раллийным категориям. Но теперь перед инженерами стоит куда более сложная задача, так как гораздо больше внимания предстоит уделить вопросам аэродинамики.

В правилах сказано, что можно создавать различные элементы обвеса, добавлять впускные и выпускные отверстия, менять размер диффузоров и использовать заднее крыло.

Сравнение серийной и гоночной версий Ford Fiesta

Иллюстрация: Мэтт Сомерфилд

Детали, выделенные желтым на иллюстрации выше, показывают, чем «прирастает» Fiesta для более успешного покорения спецучастков с самым разным покрытием в самых разных уголках света.

Но какую функцию имеют дополнительные детали? Они помогают повысить аэродинамическую эффективность – прежде всего, добавив прижимной силы.

В наши дни серийные автомобили создаются, исходя из соображений экономии. В частности, еще до постановки на конвейер конструкторы всячески стремятся снизить коэффициент лобового сопротивления, чтобы сократить расходы будущих владельцев на бензин.

Когда такая машина становится базой для гоночной версии, первым делом ей расширяют колею и меняют геометрию подвески. Это сразу сказывается на аэродинамической эффективности – расширители колесных арок создают многочисленные завихрения, делая ситуацию далекой от оптимума.

Новые правила позволяют использовать несколько приемов, чтобы снизить негативный эффект и направить обтекающие машину воздушные потоки по более выгодному пути, приближая коэффициент лобового сопротивления к уровню базовой модели.

При этом можно еще и создавать дополнительную прижимную силу – прежде всего, благодаря большому диффузору. Свой вклад вносит и новый увеличенный бампер, задающий картину потоков.

Работа аэродинамики Ford Fiesta WRC 2017

Фото: Мэтт Сомерфилд

Нашу иллюстрацию нельзя считать абсолютно точной, но она дает общее представление о том, как конструкторы манипулируют воздухом, который оказывается на пути автомобиля.

Как и в подавляющем большинстве других гонок, главной головной болью в ралли становятся завихрения, возникающие от контакта воздуха с вращающимися колесами. Так как при этом колеса еще и постоянно перемещаются в разных плоскостях, а шины деформируются, ситуация меняется динамически.

В отличие от Ф1, у «кузовной» машины большая часть колеса скрыта аркой, что существенно упрощает ситуацию, но все же работа специалистам по аэродинамике найдется и здесь. Если они справятся с ней неважно, есть вероятность, что на перегибе дороги нос машины начнет задираться вверх – на YouTube вы без труда сможете найти примеры того, к чему это приводит, причем не только в ралли.

Безусловно, в WRC далеко до тех скоростей, которые развивают спортпрототипы в Ле-Мане. Но в 2017-м машины обязательно поедут быстрее, что сделает их более уязвимыми при прыжках или просто «разгрузке» подвески. Раньше этот фактор уже учитывался в правилах – обязательно требовался вырез в задней части колесных арок, – но теперь сделан следующий шаг.

В случае с Fiesta воздушные потоки, попавшие в передний бампер, перенаправляются к выходным отверстиям, прорезанным в задней части расширителей арок (во врезке). Заметьте, что в этом месте расположены многочисленные крылышки, которые позволяют придать выходящему потоку более желаемое направление – что особенно важно, так как передние колеса почти всегда повернуты в сторону.

После этого воздух, проходя вдоль двери, попадает на направляющие и входные отверстия в задних арках. Здесь используется тот же принцип, что и спереди – плюс повышается эффективность диффузора и заднего крыла.

«Юбки» по бокам машины тоже стали больше, что заставляет воздух двигаться ближе к земле. Важно, чтобы этот поток, остающийся невозмущенным, по пути до диффузора не встречал никаких препятствий.

Заднее крыло может иметь несколько плоскостей, единственное ограничение – они не должны выходить за контуры оригинального корпуса автомобиля при виде спереди. Именно этим обусловлена необычная форма торцевых пластин.

Citroen C3 WRC

Французский концерн возвращается в чемпионат с заводской программой после годичной паузы – прежняя модель DS3 уступила место новой C3, которая призвана рассказывать миру об обновленной дизайнерской концепции концерна. К счастью, базовый хэтчбек укладывается в требования FIA по минимальным размерам, при этом гоночная версия выглядит более «квадратной» на фоне обтекаемой Fiesta.  

Детали Citroën C3 WRC 2017 года

Рисунок: Мэтт Сомерфилд

Сразу бросается в глаза сильно переработанный передний бампер, использующий все допустимые правилами 60 мм отличия от серийного. Он позволяет ощутимо добавить прижимной силы спереди и верно выстроить картину потоков.

Также отметим, что выходные отверстия в расширителе передних арок расположены не в задней, а в верхней части, что позволяет придать протекающему воздуху дополнительную энергию, разогнав его вдоль верхней кромки двери.

Детали Citroën C3 WRC 2017 года

Фото: Citroën Communication

«Юбки» по бокам машины заметно шире, чем у соперников – отчасти это обусловлено тем, что элементы кузова, расположенные выше, в Citroen решили оставить исходной ширины. «Юбки» идут от передних до задних колес, на этом участке они имеют два полукруглых элемента (показан в нижней левой врезке).

Они не только создают завихрения потока, протекающего вдоль машины, но и, по всей видимости, скрывают сквозные каналы, позволяющие воздуху перетекать снаружи под днище автомобиля.

В передней части задней арки есть небольшое D-образное входное отверстие для воздуха, тогда как выходное также имеет не очень крупный размер и вновь находится в верхней, а не задней части арки (верхняя левая врезка). Сам расширитель заднего крыла стыкуется с бампером, а чуть ниже мы видим еще одно выходное отверстие (правая врезка), которое работает в тандеме с диффузором.

По новым правилам диффузор может выходить за пределы машины на 50 мм дальше, чем прежде, и французские конструкторы используют эту возможность. Прямо над ним находится расположенная по оси машины выхлопная труба. В этом месте в диффузоре есть сквозные отверстия, чтобы поток выхлопных газов мог увлекать воздух из-под машины, повышая эффективность диффузора.

Заднее крыло (верхняя правая врезка), как и у других, имеет две плоскости, причем нижняя, более широкая, имеет куда менее изогнутый профиль. Верхняя держится на двух небольших креплениях по краям, формой напоминающих лебединую шею.

Профиль верхней плоскости весьма примечателен, он имеет волнистую форму, чтобы увеличить общую площадь. Также присутствует концевая кромка, повторяющая очертания элемента.

Рассказ об особенностях новых машин Hyundai и Toyota ждет вас в ближайшее время.

 

 

Технический анализ: секреты новых машин WRC. Часть 2

 

Автор: Мэтт Соммерфилд, технический эксперт

Перевод: Александр Кабановский, ответственный редактор

2016-12-30

Разобравшись в первой части с особенностями M-Sport Fiesta и Citroen C3, на этот раз Мэтт Сомерфилд изучил Hyundai i20 с Toyota Yaris через призму новых правил, которые вступают в силу в мировом ралли с 2017 года.

Читайте также:

• Технический анализ: секреты новых машин WRC. Часть 1

Hyundai i20

В корейской компании избрали, пожалуй, наименее радикальный подход среди всех четырех производителей. С точки зрения аэродинамики их машина нового сезона выглядит до известной степени эволюцией прошлогодней модели, хотя базируется она на трехдверной, а не пятидверной версии.

Как вы можете видеть на нашей иллюстрации, дополнительные элементы сделали i20 заметно крупнее серийной версии, что даёт Hyundai отличную платформу для сражений с соперниками.

Сравнение гоночной и серийной версий Hyundai i20

Иллюстрация: Мэтт Сомерфилд

Подобно другим машинам, хэтчбек получил изогнутые элементы перед арками передних колес – они создают градиент давления, и потоки легче обтекают колесо сверху. А тот воздух, который попал в прорези бампера, отводится через отверстия в задней части передних арок. Это позволяет частично сгладить турбулентность, которая возникает из-за вращения передних колес.

Если взглянуть на верхнюю кромку переднего расширителя, можно обнаружить резкий изгиб вверх в самом конце – он помогает перенаправить потоки вверх и создает область низкого давления сразу следом за аркой. Это даёт возможность ускорить воздух, выходящий из расположенных ниже отверстий.

Hyundai i20 Coupe WRC

Фото: Hyundai Motorsport

Верхняя часть дверей сделана шире, чем в серийной версии – это позволило создать довольно выраженную аэродинамическую структуру, определяющую, как здесь движется воздух. Широкая «юбка» переходит в заднюю арку. Чуть выше можно заметить небольшой воздухозаборник, выполненный заподлицо с кузовной панелью.

Поток, попадающий туда, скорее всего также выходит через отверстия в задней части арки – стоит отметить, что на студийных фото, представленных Hyundai, эта область была закрыта от посторонних глаз.

Диффузор имеет относительно простую конфигурацию, выходя за границы бампера. Он снабжен четырьмя вертикальными элементами, которые стабилизируют поток и задают ему желаемое направление. Это особенно важно, когда машина проходит участок трассы в заносе.

Крыло также не содержит особенных откровений. Подпорки в форме лебединой шеи держат верхнюю плоскость, которая в поперечном разрезе имеет U-образный профиль. Нижняя плоскость практически плоская.

Toyota Yaris

Если корейская марка представила наиболее традиционную машину, то Toyota Yaris можно назвать самой агрессивной конструкторской разработкой, доказательства чего легко отыскать в самых разных местах хэтчбека.

Toyota Yaris WRC 2017 года

Фото: Toyota Racing

Передний бампер был радикально изменен, чтобы направить воздух в нужном направлении. По углам он получил два изогнутых элемента, которые помогают потоку огибать арку колеса.

У остальных заводских машин отверстия для отведения теплого воздуха от двигателя расположены по бокам капота, тогда как для Yaris использовано иное решение – поток направлен прямо на лобовое стекло. 

Также стоит отметить, что в Toyota установили на машины утопленные замки капота, а не традиционные шпильки. Физически оба механизма работают идентично, но шпильки немного возвышаются на поверхности капота, создавая пусть и незначительную, но всё же турбулентность.

Довольно широкая передняя арка с выпускными отверстиями в задней части направляет потоки вдоль боковины. Нижняя «юбка» сложного профиля начинается чуть дальше, расширяясь в сторону и вверх, соединяясь с задней аркой. В месте их стыка расположено входное отверстие.

Детали Toyota Yaris WRC 2017 года

Иллюстрация: Мэтт Сомерфилд

Отдельно отметим зеркала заднего вида Toyota. Как и у других машин WRC, они сдвинуты назад относительно стандартных точек для получения выигрыша в аэродинамике. Но здесь конструкторы зашли гораздо дальше.

Зеркала Yaris имеют предельно малый размер и такую форму, чтобы минимизировать лобовое сопротивление. Кроме того, их креплениям придана такая конфигурация, чтобы направить воздушные потоки вниз. Фактически, это два L-образных крылышка, причем такого уровня проработки, который мы обычно встречаем в Формуле 1 или WEC.

В задней части машины также немало агрессивных решений и много внимания к деталям. Это касается и арок, и бампера, и диффузора, и антикрыла. Все они работают в комплексе, чтобы повысить стабильность и создать побольше прижимной силы.

В отверстии для выхода воздуха в задней части арки можно обнаружить множество крылышек – они стабилизируют потоки, идущие от колеса, и перенаправляют их выше. Это оказывает позитивное влияние на работу находящегося поблизости диффузора. Сам он имеет максимальные размеры, разрешенные регламентом.

Диффузор круто загибается вверх, здесь же расположены несколько вертикальных бортиков. По бокам задней кромки есть два небольших горизонтальных участка, а поток выхлопных газов из большой центральной трубы используется для повышения эффективности диффузора.

Крыло можно назвать самым сложным среди четырех заводских команд WRC. Его нижняя плоскость имеет сильно изогнутую форму – в верхней части она доходит примерно до одной трети высоты заднего стекла.

Верхняя плоскость также выполнена в форме арки и имеет очертания, повторяющие контур машины. Две вертикальные опоры не только удерживают обе плоскости, но и служат дополнительными вертикальными стабилизаторами потока, соединяясь с верхней плоскостью в том месте, где она уже имеет горизонтальный профиль.

По краям крыла расположена еще пара вертикальных элементов, которые предназначены для контроля за давлением воздуха в этой области.

Motorsport.com Россия: последние новости Формулы 1, Moto GP и других автогонок и мотогонок