Как на крыльях

Еще совсем недавно казалось, что проблему малого количества обгонов в Формуле-1 не удастся решить никогда. Все последние попытки чиновников Международной автомобильной федерации (FIA) изменить ситуацию при помощи внесения поправок в регламент ни к чему не приводили. Ни отказ от сликов в 1998 году, ни их возвращение в 2009-м, ни изменение размеров антикрыльев, ни отказ от мелких элементов аэродинамики – не помогало ничего. Но лишь до тех пор, пока в Формуле-1 не появилась "система снижения лобового сопротивления" (Drag Reduction System - DRS).

В сезоне 2011 года прошли всего три гонки, но пилоты уже совершили столько обгонов, сколько, наверное, не совершили за последние три года. Что же представляет собой DRS, которая уже удостоилась от одного из пилотов звания "лучшей идеи за всю историю Формулы-1"?

##Как это работает

Drag Reduction System, дебютировавшая на болидах с 2011 года, позволяет пилотам Формулы-1 регулировать угол атаки заднего антикрыла. Активируя систему, гонщик поднимает верхний элерон антикрыла, таким образом снижая уровень прижимной силы и позволяя автомобилю развивать большую скорость на прямых. Верхняя плоскость заднего спойлера возвращается в исходное положение при первом же нажатии пилотом на педаль тормоза. В поворотах крыло находится в "закрытом" положении и работает максимально эффективно.

Непосредственно в гонках систему разрешено задействовать лишь начиная с третьего круга и только тем пилотам, которые готовятся провести обгон. Причем исключительно на специально отведенном для этого участке трассы – обычно на самой длинной прямой. Отстающий пилот может открыть крыло лишь в том случае, если находится менее чем в секунде позади от соперника – разрыв измеряется на отдельном участке трассы за несколько сотен метров до обгонной зоны. DRS позволяет увеличить скорость на прямой, помогая тем самым совершить маневр, ведь обороняющийся гонщик воспользоваться системой не имеет права.

На тренировках и в квалификациях пилоты могут изменять угол атаки крыла в любое время.

Уже очевидно, что на каждом этапе система будет проявлять себя по-разному. По ходу первой гонки чемпионата, что прошла в мельбурнском Альберт-Парке, DRS практически не давала никакого преимущества – при помощи этой системы за всю гонку было совершено лишь три обгона. Причем больше маневров пилоты проводили на тех участках трассы, где активировать DRS было запрещено.

Совсем по-другому дела обстояли на трассах в Малайзии и Китае, где широкие длинные прямые позволяли пилотам в полной мере воспользоваться преимуществами системы. Особенно зрелищной получилась гонка в Шанхае – по ее ходу было совершено 68 обгонов.

Впрочем, количество обгонов в сезоне 2011 года увеличилось не только из-за внедрения DRS – в значительной степени на ситуацию повлияла и смена поставщика резины, и возвращение системы рекуперации кинетической энергии KERS. Так или иначе, нынешняя кампания FIA по увеличению количества обгонов стала одной из самых успешных в истории Формулы-1.

##Воздуховоды

Сама по себе идея изменения эффективности работы антикрыльев не нова. Еще в 2009 году в технический регламент был введен пункт, согласно которому команды могли разрабатывать механизмы, прямо во время гонки корректирующие угол атаки переднего антикрыла. С помощью этого правила FIA также пыталась увеличить количество обгонов, но, по сути, его введение никак не повлияло на ситуацию, и перед началом сезона 2011 года от него было решено отказаться.

Появлению DRS в том виде, в котором она существует сейчас, Формула-1 отчасти обязана инженерам команды McLaren. Представленный в январе 2010 года автомобиль MP4-25 обратил на себя внимание хитрой конструкцией кожуха двигателя. Сложная система воздушных каналов внутри машины позволяла пилоту в определенные моменты гонки снижать эффективность заднего антикрыла, увеличивая таким образом скорость на прямых. По оценкам экспертов, система, получившая название f-duct, давала преимущество примерно в полсекунды с круга, и вскоре ее разработкой занялись практически все остальные команды.

Активировать f-duct пилоты McLaren могли самостоятельно. В передней части автомобиля находился дополнительный воздухозаборник, через который поток воздуха поступал прямо в кокпит в специальное отверстие. Зажимая его коленом, гонщик направлял поток по дополнительному каналу в заднюю часть машины. Над головой пилота был предусмотрен еще один воздухозаборник. В неактивном состоянии поток воздуха от него направлялся к коробке передач и не влиял на работу заднего антикрыла. Когда же пилот зажимал дыру в кокпите, два потока встречались, за счет чего воздух начинал поступать и в самый главный канал – тот, что вел к заднему антикрылу. Поступая в отверстие в верхнем элероне, поток воздуха из f-duct отсекал поток с нижней кромки заднего антикрыла, снижая эффективность его работы и позволяя развивать большую скорость на прямых.

В точности скопировать систему McLaren не удалось никому. Дженсон Баттон и Льюис Хэмилтон на прямых отрезках зажимали отверстие внутри кокпита коленом левой ноги. Это практически не отвлекало их от пилотирования автомобиля, потому как левой ногой гонщики Формулы-1 только тормозят.

Чтобы сохранить "коленный" принцип работы, инженерам остальных команд пришлось бы вносить изменения в конструкции монококов своих автомобилей, что запрещено регламентом. А потому пилотам тех конюшен, которые скопировали решение McLaren по ходу чемпионата, приходилось зажимать отверстие внутри кокпита локтем или запястьем левой руки. Чиновникам FIA эта идея показалась не слишком удачной – по сути, на прямых отрезках и в быстрых поворотах многие гонщики вынуждены были держать руль одной рукой, при этом еще и нажимая пальцами лепестки переключения передач.

В регламент на 2011 год из соображений безопасности были внесены поправки, запрещающие f-duct, однако идея инженеров McLaren фактически заставила специалистов рабочей группы FIA по проблеме обгонов задуматься о внедрении DRS. Пользоваться новой системой пилотам значительно проще, чем f-duct – заставить крыло раскрыться можно, просто нажав на кнопку – в большинстве автомобилей она вынесена на руль.

##Урок истории

Впрочем, подвижные антикрылья появились в Формуле-1 задолго до старта сезона 2009 года. Еще более сорока лет назад многие команды чемпионата использовали конструкции, подобные той, что ныне зовется DRS.

Собственно, первые антикрылья появились в Формуле-1 в начале сезона 1968 года, когда команды только начинали экспериментировать с аэродинамикой. На Гран-при Монако Lotus на 49B Грэма Хилла в передней части автомобиля появились закрылки, ставшие прообразом современных конструкций. Задняя часть машины была клиновидной формы, что также способствовало увеличению прижимной силы, но первое настоящее заднее антикрыло было представлено две недели спустя на этапе в Бельгии – Ferrari 312, оснащенную экспериментальной конструкцией, в Спа пилотировал Крис Эймон. Закрепленное на высоких стойках крыло позволяло новозеландцу значительно быстрее проходить повороты, и в квалификации он буквально разгромил соперников, проехав круг длиной в 14 километров почти на четыре секунды быстрее показавшего второе время Джеки Стюарта. Напарник по Ferrari Жаки Икс, выступавший на бескрылой 312, проиграл Эймону почти шесть секунд.

Преимущества новой конструкции стали очевидны сразу же, причем, инженеры команд быстро пришли к выводу, что для достижения максимального эффекта крылья должны быть подвижны. На Гран-при Германии на одной из машин Matra за изменение угла атаки антикрыла отвечала специальная электронная система – при нажатии на педаль тормоза крыло "вставало" в атакующее положение. На большинстве других автомобилей "первобытные" DRS были механическими – к приводам были подведены специальные тросы, степень натяжения которых, а вместе с ней и угол атаки крыла, гонщик мог менять самостоятельно.

Самая прогрессивная конструкция того времени появилась опять-таки на Ferrari. На домашнем Гран-при Италии в Монце команда представила систему, которая позволяла изменять угол атаки крыла в зависимости от выбранной передачи. На низших – от первой до третьей – и при нажатии на педаль тормоза крыло закрывалось, а на высших, при нажатом акселераторе, – напротив, открывалось, позволяя развивать большую скорость.

Команда Lotus Колина Чэмпена стала одной из последних, представивших свою версию подвижного крыла. Первые автомобили команды были оснащены подобной конструкцией на заключительном этапе сезона 1968 года в Мексике. Причем из-за не слишком корректной работы системы Грэм Хилл едва не упустил чемпионский титул. Уже через несколько кругов после начала гонки один из двух приводов разболтался. В рабочем состоянии остался всего один трос, и если бы отказал и он, это вполне могло привести к аварии. Впрочем, этого не случилось, Хилл выиграл Гран-при Мексики, а вместе с ним и титул.

Тем не менее, отчасти именно из-за проблем Lotus с подвижными анткрыльями, Формула-1 избавилась от DRS в самом начале сезона 1969 года. В ходе майского Гран-при Испании, который проходил на трассе, проложенной в Монжуик-парке в Барселоне, Хилл и его напарник Йохен Риндт с перерывом в 17 минут в одном и том же повороте разбили два своих 49B именно из-за поломок заднего антикрыла. По счастливой случайности, обошлось без серьезных травм, но уже во время следующего этапа чемпионата в Монако организаторы запретили использование задних антикрыльев любого вида. К Гран-при Голландии в июне того же года регламент был пересмотрен: крылья вернулись, но механизмы, изменяющие угол атаки, были запрещены.

##Назад в прошлое

Возникновения схожих проблем многие опасаются и сейчас. Главный аргумент тех, кто выступает против применения системы, прост – DRS может заклинить, и если в каком-нибудь из скоростных поворотов трассы крыло останется открытым, это может привести к серьезной аварии. Показательным в этом отношении можно считать вылет Виталия Петрова на Гран-при Бразилии прошлого года: по ходу одной из тренировок россиянин разбил машину из-за сбоя в работе f-duct.

К серьезным авариям поломки DRS пока не приводили. Тем не менее, не всем командам удалось отладить работу системы на все сто процентов. Удивительно, но чаще других с неполадками сталкиваются пилоты таких сильных команд, как Ferrari и Mercedes GP.

Например, по ходу Гран-при Китая на автомобиле Фернандо Алонсо система работала с перебоями – испанец мог активировать DRS лишь через несколько сотен метров после начала обгонной зоны, чем, вероятно, можно объяснить не слишком хороший результат двукратного чемпиона мира в Шанхае.

У Mercedes GP получилась, по оценкам экспертов, одна из самых эффективных систем, но ее отказы уже дважды помешали Михаэлю Шумахеру пробиться в финальный сегмент квалификации.

Так или иначе, чиновники FIA пристально следят за ситуацией – для каждой трассы выбирается наиболее подходящая для совершения обгонов зона. Причем если перед началом чемпионата было объявлено, что длина "коридора" будет составлять фиксированные 600 метров, то теперь FIA по каждой трассе выносит отдельное решение. Перед началом европейских этапов руководители команд проведут совещание с представителями федерации по вопросу использования DRS – и конюшни, и FIA заинтересованы в том, чтобы сделать систему максимально безопасной.

Скорее всего, как и в 1969 году, использование подвижных крыльев будет запрещено на этапе в Монако. Но после гонки в княжестве 2011 года, в отличие от событий 40-летней давности, DRS обязательно вернется в Формулу-1. За три первые гонки чемпионата 2011 года было совершено 137 обгонов, 15 из которых - среди пилотов первой тройки. Без DRS гонки Гран-при теперь будут казаться невыносимо скучными.