Переднее крыло на машинах Ф1 2018 — лучшее из того, что когда-либо будет сделано?

30 апреля комиссия Формулы 1 внесла изменения в технический регламент на 2019 год, несмотря на то, что более половины команд проголосовало против. Задача этих изменений: увеличить зрелищность гонок и улучшить основной элемент зрелищности — обгоны.

Согласно новому регламенту должны быть внесены изменения во многие элементы аэродинамики, в том числе и в передние крылья, заднее антикрыло, оперение воздухозаборников и, возможно, в боковые дефлекторы.

В случае, если Всемирный Совет FIA по автоспорту одобрит результаты голосования, то изменения включат в регламент 2019 года.

Williams Martini Racing FW41. Носовой обтекатель и переднее крыло на машине Формулы 1 2018 года

С тех пор как Икар слетел со страниц греческой мифологии, человечество стремилось использовать силу крыльев для повышения производительности. Современная Формула 1 довела идею Икара до крайности: гоночные автомобили используют практически всю палитру элементов аэродинамики — от самых очевидных, таких как огромные передние и задние антикрылья, до самых мелких и неприметных, например, таких как тонко изогнутые опоры зеркал заднего вида.

Конечно, Икар нацеливался в небо, а элементы аэродинамики в Формуле 1 выполняют совершенно противоположную задачу: прижать машину к земле, используя для этого аэродинамику, или науку о воздушных потоках. Такая прижимная сила может создавать давление более 2000 кг и давать дополнительный эффект грипа или «держака», создаваемого шасси, соразмерный увеличению скорости в поворотах.

Например, по предварительным расчетам предполагается, что в этом году пилоты смогут проходить самый быстрый поворот на трассе в Сильверстоуне (Copse) во время Гран-при Великобритании на скорости свыше 290 км/ч с пятикратными перегрузками. Эти цифры отчасти зависят от мощности машин: турбогибридные двигатели автомобилей производят порядка 950 л.с. Но скорость в поворотах диктуется главным образом наличием грипа; и этот эффект возникает с самого кончика носового обтекателя и усиливается благодаря очень сложным, очень хрупким, чрезвычайно дорогим и потрясающе эффективным передним крыльям, сделанным из тончайшего углеродного волокна.

Их многослойная форма — настолько сложная, что выглядит как элемент естественного происхождения, нежели созданный человеком. На самом же деле появилась благодаря сотням тысяч часов исследований аэродинамических характеристик машин как в аэродинамических трубах, так и на основании результатов исследований вычислительной гидродинамики (CFD).

Передняя часть автомобиля Sahara Force India VJM11 2018 Formula 1

Соответственно регламенту Формулы 1, переднее крыло не должно превышать 1800 мм в ширину и 275 мм в высоту (от нижней опорной плоскости). Кроме того, существует так называемая зона «Y250» — центральная секция крыла, расстояние от которой должно соответствовать 250 мм по обе стороны от центральной линии автомобиля, и эта зона должна быть аэродинамически нейтральной. Из этих цифр и возникли сложные многоэлементные компоненты, которые выполняют две ключевые функции: (1) создание прижимной силы; (2) формирование и распределение воздушного потока за переднее крыло таким образом, чтобы все другие поверхности автомобиля — заднее крыло, капот, воздухозаборник, радиатор, днище, диффузор — могли функционировать наиболее эффективным образом, т. е. создавая максимум прижимной силы и минимум сопротивления.

В течение нескольких десятилетий в Формуле 1 передний спойлер видоизменялся от обычной пластины, которая просто помогала машине не взлететь на высоких скоростях, до одного из самых важных элементов бесконечно сложного механизма под названием автомобиль F1.

Так называемые «каскады» крыла — многоуровневые листовидные структуры на краях крыла — создают позади себя вихревые потоки, которые спиралями ввинчиваются вверх и наружу в специальные каналы и прорези, рассчитанные до миллиметра; далее они формируются вокруг передних колес, направляются к днищу, через радиатор и между компонентами подвески.

Часть переднего крыла McLaren MCL33

Конечно, невооруженным глазом эти потоки не разглядеть: их можно увидеть только с помощью мельчайшей диффузии во время дождя и влажной погоды, а также при применении специального цветного аэрозоля, дающего представление о том, где именно проходит воздух. Эти крылья являются одними из самых сложных компонентов машин Формулы 1, когда-либо созданных, без которых скорости прохождения поворотов очень и очень упадут.

Ну а для случайного наблюдателя это скорее просто сложный и очень хрупкий элемент, рассыпающийся на мельчайшие карбоновые осколки каждый раз, когда пилоты пытаются друг друга «подогнать» на трассе в борьбе за позиции.

Ранее на этой неделе FIA объявила об изменениях технического регламента в сфере аэродинамики в сезоне F1 2019 года, направленных на то, чтобы сделать гонки более зрелищными за счет сокращения дистанции между пилотами и увеличения числа обгонов. Среди предлагаемых изменений — «упрощенное переднее крыло большего размера и менее активное в работе с воздушными потоками».

Если этот регламент будет принят, окажется ли разработанное для сезона-2018 года переднее крыло самым технически сложным и передовым в истории Формулы 1? Время покажет.