Три совершенно разных задних крыла команды Ф1 используют для длинных прямых в Баку

Баку далек от типичной городской трассы: у этой трассы есть медленные и сложные секции, поэтому подход команд к настройке преобладает над необходимостью быть быстрым на его длинных прямых.

Это не трасса, которая требует максимальной прижимной силы любой ценой, как в Монако, но тут нужно низкое лобовое сопротивление для повышения максимальной скорости, даже если она замедляет машину в узких секциях.

У каждой команды есть специальный дизайн заднего крыла для Гран-при Азербайджана, чтобы снизить сопротивление и увеличить максимальную скорость. Все эти крылья являются новыми, некоторые уже проверены и могут быть сгруппированы в три различных подхода.

Заднее крыло на автомобиле Ф1 является, пожалуй, самым жестко регулируемым аэродинамическим устройством. Существуют ограничения на количество профилей аэродинамического профиля, геометрию и гибкость. Заднее крыло 2019 года было увеличено с прошлого года.

В соответствии с правилами заднее крыло, двухэлементный аэродинамический профиль, теперь имеет ширину 101 см. К этой ширине добавляется 5-сантиметровый припуск для каждой концевой пластины заднего крыла, поэтому эта свободная область используется для формирования конечного сечения кончика крыла. Эти два профиля могут быть 35 см спереди и 22 см глубиной.

Это создает довольно большое и мощное заднее крыло, оно создает прижимную силу из своей ширины, известной как размах. Тогда потенциальный угол, под которым крыло может находиться под углом от передней кромки к задней кромке, это угол атаки. Тогда измерение между передним и задним краями называется хордой. Изменение любого из этих параметров с максимально допустимого с помощью геометрического прямоугольника, создаваемого правилами, на меньший размер приведет к изменению прижимной силы крыла с максимального на более низкий уровень.

Прижимная сила добавляет сцепления при прохождении поворотов, что улучшает время прохождения круга, но прижимная сила идет с ценой, которая является сопротивлением. Это замедляет машину на прямых и в значительной степени заднее крыло определяет максимальную скорость в конце прямой. Мощность двигателя также является переменной в максимальной скорости, но команда мало влияет на трассу, чтобы изменить это. Для любой конкретной трассы командам приходится идти на компромисс со скоростью в поворотах для скорости на прямой, чтобы получить лучшее время на круге.

Аэродинамическое сопротивление приходит во многих формах. Для узких пропорций задних крыльев Ф1 это происходит в основном из-за индуктивного сопротивления, создаваемого вихрями кончика крыла, которые представляют собой спиральные потоки воздуха, создаваемые, когда высокое давление над кончиком крыла переходит в области более низкого давления рядом с кончиком крыла и под ним. Эти следы пара видны в дождливые дни, извивающиеся от кончиков крыльев.

Это вынужденное торможение замедляет машину, и любые средства для его снижения помогут развить максимальную скорость, но есть разные способы достичь этого, что видно из разнообразия крыльев в Баку. Их следует называть крыльями с низким сопротивлением, а не низкими прижимными силами, поскольку основной выигрыш заключается в снижении сопротивления. Мы можем сгруппировать эти проекты в три категории, каждая из которых имеет свои достоинства. У нас нет лучшего решения, а только того, которое подходит для командных аэро и задает философию машины.

Плоские крылья

Самый очевидный способ уменьшить лобовое сопротивление — сделать его меньше, при этом крыло должно быть менее боковым в боковом профиле. Это уменьшает аккорд и угол атаки — крыло менее мощное, а это, в свою очередь, снижает сопротивление.

«Ред Булл» — главные экспоненты этого решения. Часто их заднее крыло сплющено до мелкой формы чайного подноса. Более того, «Ред Булл» сокращает аккорд крыла, чтобы в дальнейшем брать груз и тянуть с него. Наличие более мелкого крыла создает некоторые проблемы, так как уменьшается зона открытия DRS в меньшую площадь. Так что, наряду с опорой для крепления, стручок DRS будет уникальным для такого заднего крыла.

Для Баку «Рено» пошли по тому же пути, с небольшим изменением бокового профиля крыла поперек его пролета, просто гораздо более мелкое крыло, установленное между концевыми пластинами. Чтобы упаковать крыло меньшего размера, в «Рено» были внесены некоторые другие изменения: внешняя пятисантиметровая зона концевой пластины, как правило, имеет пять меньших профилей аэродинамического профиля, для Азербайджана они уменьшены до четырех. Затем складка на концевой плите, которая обычно заполняется угловыми клапанами, чтобы помочь с подмывкой, создаваемой крылом, просто остается открытой без клапанов.

Тем не менее, команда обнаружила, что у нее не хватает прижимной силы во второй тренировке по сравнению с большими задними крыльями, на которых работали их соперники. «Мы смотрели на конкурентов, и наши крылья, конечно, выглядели меньше», — признался Даниэль Риккардо , который не смог провести гоночную симуляцию после того, как шины были лишком изношены.

Ложка крыльев

Другой способ сбалансировать сопротивление и прижимную силу для заднего крыла состоит в том, чтобы уменьшить силу вихрей наконечника, ослабляя нагрузку около подсказок крыла. Это делается путем уменьшения угла атаки и хорды вблизи внешних пролетов крыла. Это создает изогнутый или ступенчатый фронтальный профиль.

На этой трассе у нас есть такие решения от «Феррари», «Макларен», «Торо Россо» и «Альфа Ромео Рэйсинг». Профиль постоянно изменяется от внешнего наконечника к центру, чтобы оптимизировать соотношение прижимной силы и сопротивления. Каждая команда нашла очень разные геометрии для удовлетворения своих потребностей на этой трассе.

Например, «Макларен» решила сделать более резкий шаг в переходе от глубокого к мелкому, в отличие от других команд, которые имеют более прогрессивное изменение профиля пролета.

Поднятые центральные крылья

Еще один способ снять нагрузку с крыла — поднять передний край крыла посередине. Это направление взято равным количеством команд для разработки ложки, причем «Мерседес», «Хаас», «Рэйсинг Пойнт» и «Уильямс» приняли этот подход.

«Уильямс», возможно, придерживался смешанного подхода, поскольку их крыло также видит, что профиль кончика крыла слегка сплющен, создавая W-образную переднюю кромку, получая лучшее из обоих миров, но не как экстремальный профиль W, как мы видели в прошлом.

«Мерседес» добавил еще одну особенность в свое заднее крыло, добавив зазубренную заднюю кромку к основной плоскости, которая не обязательно связана с выбранным профилем крыла. Зубцы создают серию маленьких вихрей, проходящих вверх и под клапаном. Но вместо того, чтобы создавать нежелательную турбулентность, это делается специально. Обычно воздушный поток под крылом будет в аккуратных слоях, известных как ламинарный поток. В какой-то момент это распадается на турбулентный поток к задней кромке закрылка. Это нормально, так как турбулентный поток все еще прикреплен к поверхности крыла. Если этот поток затем распадается и отделяется от поверхности крыла, то крыло глохнет и теряет прижимную силу. Переход между ламинарным и турбулентным потоком несколько непредсказуем, особенно когда DRS закрыт.

Таким образом, наличие зубчатого края заставляет переключаться на турбулентный поток, а не на поток воздуха, делающий это сам по себе. Это делает крыло более устойчивым и быстрее восстанавливает прижимную силу, когда заслонка возвращается в положение, когда DRS закрывается. В прошлом у «Мерседес» были похожие ходы, но с тех пор, как они в последний раз участвовали в гонках с таким решением, прошло два сезона.