Блог - Гонки - Пілотаж у Формулі 1
У даній статті мова піде про нюанси гоночної майстерності та її основних складових, апекса/траєкторії, гальмування, техніки пілотування, та використання шин. Паралельно в тексті наведено приклади пілотажу Міхаеля Шумахера, що дозволяє наочно відобразити суть теоретичного матеріалу.
Геометричний апекс – це вершина траєкторії, точка її найбільшого перелому. Однак в автоспортивній термінології апекс це частина траєкторії, в якій автомобіль найближче знаходиться до внутрішньої крайки повороту.
Апекс не завжди збігається з ідеальною траєкторією. Можна їхати паралельно до середньої лінії траси, зовні або всередині, як у заокеанській серії NASCAR. У першому випадку збільшується дистанція, але менше втрати у швидкості, у другому випадку зменшується дистанція, проте втрачається швидкість. Щоб скоротити час проходження повороту, у Ф1 має сенс використовувати більш хитромудрі криві. У пошуках переваги гонщики ріжуть повороти, зміщуючи апекс назовні або всередину, цим і визначається манера пілотажу.
Апекс може розташовуватися ближче до виходу з повороту - пізній або в центрі, збігаючись з геометричним апексом. Від положення апексу залежить мінімальна швидкість повороті, швидкість виходу з повороту, і час його проходження. Найскладніше знайти оптимальне рішення у зв'язках, де потрібно визначитися з декількома апексами та швидкістю руху по тій чи іншій траєкторії.
Стірлінг Мосс: «На відміну від дорожньої машини гоночний автомобіль у повороті ніколи не спрямований точно вздовж тієї лінії, якою він рухається. Він завжди трохи ковзає, його завжди трохи зносить убік, він постійно дещо розгорнути щодо точки, в яку рухається. І гонщик повинен використовувати цей знос для якнайшвидшогопроходження повороту.
Джим Кларк: «Я волію входити в поворот трохи раніше, ніж інші гонщики. Більшість заходять у поворот досить глибоко, перш ніж повернути кермо. Це дозволяє їм повністю відгальмуватися у процесі прямолінійного руху, як їх навчали. Але мені більше подобається пірнати у поворот досить рано, ще в процесі гальмування. При цьому мій автомобіль спрямований як би повз апекс. Але я тисну на газ і використовую бічний знесення для того, щоб вийти на правильний апекс.»
Подібну техніку проходження поворотів, що вимагає філігранної майстерності, використовує і Міхаель Шумахер.
Всі захоплюються гальмами Формули 1, але вони лише уповільнюють обертання коліс, а насправді автомобіль гальмують шини. За великим рахунком, характеристики шин і зумовлюють динаміку зниження швидкості. Саме тому головне грамотно розпорядиться можливістю покришок.
Гальмування будь-якої машини забезпечується два види сил опір повітря та тертя між колесами автомобіля та дорогою. У машин Ф1 на відміну від дорожніх побратимів, граничні сили тертя набагато вищі, в режимі найбільш жорсткого гальмування, тому що в цей момент на автомобіль впливає максимальна вага.
Інтенсивність гальмування дорожньої машини практично залежить від швидкості. А ось болід Ф1 аж ніяк. Перші 100км/ч гасяться менш як за секунду, а остання сотня за півтори. Пояснюється це залежністю аеродинамічної сили та граничних сил тертя. З цього випливає важлива особливість, для утримання автомобіля на межі блокування потрібно змінювати тиск на педаль гальма у бік зменшення, видаючи на колеса зусилля, що не перевищують сил тертя. Таким чином, блокування коліс ймовірніше на повільних швидкостях.
Визначити гальмівний баланс є важким завданням.Незважаючи на те, що в стані спокою велика частина ваги тисне на задню частину боліда, співвідношення гальм зазвичай становить 60/40 (перед/зад), так як при гальмуванні машина «навалюється» на передні колеса. Через споживання палива та різного зносу шин, баланс по ходу перегонів змінюється.
Ще складніше справа з гальмуванням в повороті, тому що крім гальмівного зусилля, на болід діє відцентрова сила інерції, з'їдаючи швидкість, що вимагає набагато більш плавного і точного натискання на педаль гальма, тому що якщо загальмувати занадто сильно збільшується ризик заблокувати колеса. В ідеалі кожного повороту існує свій гальмівний баланс.
«Коло тертя» точно описує відмінності між стилями пілотажу гонщиків. Насправді вона має еліптичну форму. Вертикальна вісь означає прискорення та гальмування. По горизонталі відзначають величину бокового навантаження при правому та лівому поворотах. Еліпс є максимальним зчепленням, яке може забезпечити шина. На цих графіках наводиться два найбільш відмінні один від одного підходи до проходження повороту.
Гонщик номер один поступово рухаючись входить у зону гальмування. Крива на його графіку піднімається вгору до максимального гальмівного навантаження, а потім опускається до 0 перед тим, як у шинах виникає бічне навантаження. При переході від гальмування до повороту виникає коротка пауза коли шини практично не працюють.
Гонщик номер два навпаки змушує свої шини відчувати бічне навантаження вже в момент максимального гальмування. Як тільки гальмування пішло на спад, пілот починає все більше навантажувати шини у бічному напрямку, майже виходячи за межі еліпса. Пілот намагається максимально використовувати можливості своїх шин.
На третьому графіку представлено типовий маневрМіхаеля Шумахера. Мітки на кривій позначають нерівність траси, трохи різкіший рух керма. Момент коли Міхаель ловить свій болід у невеликому заметі, зображений петлею.
При зриві задніх коліс Міхаель різко перекладає кермо в протилежному напрямку-А, злегка піднімає ногу з педалі газу-Б, вирівнює кермо-В, а потім додає обертів -Г.
Шумахер входить у поворот використовуючи шини не тільки для гальмування, змушуючи їх працювати з бічним навантаженням. Інші пілоти роблять невідчутну паузу між гальмуванням та поворотом. Безперервність переходу від гальмування в бічну силу при повороті є головною умовою оптимального використання шин. Цієї безперервності неможливо досягти, якщо весь процес гальмування автомобіль рухається прямо.
Міхаель Шумахер: «Все чого я навчився в картинзі знадобилося мені у Формулі форд і кеніг. Я вмів їхати не допускаючи надмірного ковзання. Те саме було і у Ф1 і мерседесівських спорткарах, там я навчився використовувати потужність бокові прискорення, гальмувати двигуном. До приходу в Мерседес(Заубер) я багато чого не знав, а потрапивши до Ф1, я вже міг гальмувати в останній момент, зберігаючи при цьому контроль над машиною. Я пройшов хорошу школу, що коливається почуття швидкості, машини та поводження з шинами.
Спогади конструктора Ferrari Джона Барнарда: >
Мистецтво Гран При цьому мистецтві знаходити перевагу, тут і там крихітну перевагу, отримуючи в сумі помітний виграш.
Герхард Бергер: «Особливість пілотування Шумахера полягає в надчутливому управлінні, він хоче, щоб машина поводилася так, ніби її зовсім немає задньої частини. Тобто на найменший рух керма відгукувалася миттєвим пірнанням у поворот.
Для позначення такої поведінки є спеціальний термін - надлишковаповертаність. Це взагалі недолік, з яким конструктори борються. А для Шумахера це гідність. Якщо посадити Шумахера за кермо боліда, налаштованого нормально (на думку будь-якого іншого пілота), його повертаність і чутливість рульового управління здаватимуться німцеві недостатніми. Біда в тому, що ці характеристики складно у великих межах змінити за допомогою налаштування шасі. Але ж можна вплинути на стадії проектування!
Історія показала, що на спеціально підготовленій машині Міхаель їздив найшвидше.
Таким чином ми дізналися, що одні гонщики гальмують, рухаючись прямою, входять в поворот дуже пізно і виходять з нього демонструючи просто вражаюче почуття рівноваги. Інші думають тільки про те, як би загальмувати і повернути одночасно, використовуючи більш коротку траєкторію, ніж гонщики, що гальмують по прямій. Ця різниця є визначальною для роботи шин та гальм, характеризуючи їх знос.
Вміння максимально використовувати потенціал шини, знаходити баланс гальм і оптимальні траєкторії для різнопланових поворотів, задіявши при цьому різні техніки пілотажу, якраз і є та сама майстерність — йти на межі можливостей, що відрізняє великих пілотів від інших.
При написанні статті використовувалися матеріали журналів F1Racing, Формула, книга Крістофера Хілтона в перекладі Андрія Лариніна Шумахера Fast life*, статті Пітера Віндзора, Рассела Льюїса, Євгена Юданова, Артема Краснова.