Технология аэродинамической трубы для болидов Формулы 1
Сейчас аэродинамической трубой обзавелись большинство команд, а другие команды, которые еще не имеют этот испытательный полигон, стремятся как можно скорее пополнить таковым свою производственную базу.
Аэродинамические трубыдороги, к тому же их приходится оснащать имитацией дороги по типу транспортерной ленты для того, чтобы максимально точно смоделировать обтекание болида воздухом в реальных условиях.
По этой причине полномасштабные аэродинамические трубы используются не так часто: в настоящее время невозможно разогнать подобную имитацию дороги до нужной скорости. Команды обычно строят масштабные модели с коэффициентами масштабирования от 1:3 (33%) до 1:2 (50%). Чем больше модель, тем точнее результат, поскольку неизбежные в процессе любого производства погрешности меньше сказываются на крупных моделях.
Рис 3.10 Испытания модели болида в аэродинамической трубе
Но в виду того, что часто одна и та же деталь модели может быть изготовлена несколько раз с разными модификациями при подгонке параметров модели, становится ясно, что при увеличении размера модели растет и расход материала, усложняется изготовление деталей, а вместе с тем растут и затраты. Поэтому при увеличении размеров моделей разработчикам приходится искать компромиссные решения.
Данные о таких параметрах движения модели, как аэродинамическая подъемная сила (отдельно для передней и задней части), сопротивление воздуха и центр аэродинамического давления, постоянно снимаются с модели в реальном времени.
Затем эти данные усредняются для каждого из четырех режимов испытаний и анализируются специалистом по аэродинамике. Тот, в свою очередь, делает заключение о том, насколько хорошо ведет себя испытываемая деталь и указывает на возможные проблемы. По результатам анализа данных эта деталь может быть забракована, подвергнута повторному испытанию или доработке.
Наряду с конструкторской работой производятся также плановые работы по созданию "аэродинамических карт", на которых фиксируются, например, все подъемные и прижимные силы, действующие на конкретную деталь заднего крыла.
Также составляются рекомендации по настройке болида на тот или иной уровень прижимной силы. Все эти данные инженеры берут с собой на Гран При как вспомогательные материалы при настройке аэродинамики болидов.
При проведении исследований в аэродинамической трубе очень широко используется пластилин - да, пластилин! Часто идеи, которые приходят в голову исследователям, воплощаются в пластилине, в который в качестве наполнителя добавляют крошку из углеволокна или еще что-нибудь из того, что находится под рукой.
Такие модели, хотя и далеки от совершенства, позволяют оценить внешний вид предполагаемого образца и решить, стоит ли тратить средства на построение более качественной модели. Таким образом, экономится время чертежников и конструкторов моделей, поскольку нерабочие варианты дизайна отсекаются на самой ранней стадии. Этот процесс также использовался при создании болида на предстоящий год.
В качестве отправной точки при создании нового болида берется модель этого года, а затем в нее вносятся постепенные изменения. В результате модель как бы "эволюционирует". При создании основного каркаса модели использовалось дерево, что давало разработчиками возможность легко вырезать и формировать новые детали модели. А в случае, если модификации оказывались неудачными, у конструкторов всегда оставались образцы первоначальной конструкции.
В сезон конструкторских разработок - последнюю четверть года - модель большую часть времени состояла из дерева и пластилина! Когда требовалась более прочная модель (дерево и пластилин коробятся, затрудняя точное копирование модели, а также вызывая нестыковку деталей), по опорным точкам модели делались замеры и строились сечения. Затем эти данные передавались конструкторам, а те, в свою очередь, строили собственно компьютерную модель детали.
Теперь процесс производства более автоматизирован, в единицу времени разрабатывается больше деталей, и надобность в пластилиновых моделях и технологии "здесь отрежем, сюда приклеим" отпала. Теперь исключена возможность получения неверных результатов в результате использования специфических модификаций, а также необходимость в обратной разработке, когда приходилось переносить на бумагу фактические изменения модели, внесенные во время испытаний в аэродинамической трубе.
Новые методы, однако, сделали работу специалиста по аэродинамике менее динамичной, ведь хотя он и анализирует данные после каждой фазы испытания, в сам процесс испытаний он уже не вмешивается, и испытания идут по установленному графику. Ясно, что от результатов испытаний в аэродинамической трубе зависит конечная конструкция и методы настройки вновь создаваемых болидов. И так как аэродинамика становится ключевым элементом при создании новых разработок, работа, проведенная в аэродинамической трубе, во многом определяет и во многом ограничивает конструкцию современных гоночных болидов.
Работа над аэродинамикой часто оказывается неблагодарным занятием. На то чтобы испытать в аэродинамической трубе одну деталь, которая, может быть, позволит увеличить прижимную силу на несколько килограммов, уходит несколько дней. И даже если во время испытаний та или иная деталь доказывает свою эффективность - что случается не так уж и часто -, при установке на машину она может оказаться вредной! Лишь одна из десяти идей позволяет добиться хоть какого-то улучшения, а остальные оказываются в мусорной корзине! Но если не ошибается только тот, кто ничего не делает, а чем больше становятся бюджеты отделов аэродинамики, тем ближе заветная победа!
На территории базы Тойоты Ф1 размещается собственный туннель для аэродинамического испытания моделей в полумасштабе.
Перейти на страницу: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21