Blogs

“Mercedes” inženieru uzvara, kuras dēļ F-1 mainīs noteikumus

Formula-1 čempionāts, neskatoties uz pretējām prognozēm vai drīzāk cerībām, arī šajā sezonā pagāja “Mercedes” zīmē, Lūisam Hamiltonam nodrošinot savu septīto individuālo titulu jau trīs posmus pirms čempionāta beigām.

Tuvākie sekotāji bija komandas biedrs Valteri Botas un Maks Verstapens no “Red Bull” un tieši šī rūpnīcas komanda pirms sezonas sākuma kaislīgi apgalvoja, ka tieši viņi būs galvenie favorīti uz uzvaru un pārtrauks “Mercedes” uzvaras gājienu. Nesanāca. Rodas jautājums – kāds bija “Mercedes” uzvaras (konstruktoru kausā tie ieguvuši 504, bet tuvākie sekotāji “Red Bull” divreiz mazāk punktus – 240) galvenais faktors šoreiz? Tas meklējams pāris gadu vecā vēsturē.

FOTO: Scanpix/SIPA

Mūsdienu F-1 pēdējo gadu sīvākais čempionāts norisinājās 2018. gadā, kad tā ievadā pēc pāris posmiem līderpozīcijā atradās Sebastians Fetels no “Ferrari”. Togad “Ferrari” kopumā izcīnīja sešas, bet “Red Bull” četras uzvaras. Tagad tā liekas utopija, diemžēl.

“Ferrari” mašīnas bija ātrākas kā taisnēs, tā līkumos, toties “Mercedes” ātrāk brauca vidējas grūtības pakāpes pagriezienos un virāžās, kā arī  labāk izskatījās startos un pitstopos. Tiesa, “sudrabainajiem” (lasi – “Mercedes”) bija viena problēma – komandas inženieriem neizdevās kontrolēt riepu (īpaši aizmugurējo) temperatūru, bet darbs ar riepām ir viens no galvenajiem uzvaras faktoriem mūsdienu F1. Nemaz nerunājot par sekunžu desmitdaļu zaudēšanu distancē tā dēļ, ka līkumos nav iespēju veikt apdzīšanas manevrus, kā arī regulāras nepieciešamības pēc papildus pitstopiem vai neoptimālas taktikas dēļ. Turklāt, riepu pārkaršana un saķeres zaudēšana noved pie ne tikai apļa laika palēnināšanās, bet arī rada nopietnas problēmas ātrgaitas līkumos un var radīt dažādas kļūmes motorā.

“Mercedes” W09 bolīda galvenā problēma – tam bija uzlabots aerodinamiskā virsbūves komplekts un tā radīja lielāku piespiedējspēku nekā konkurentu formulām un tas nozīmē ne tikai spēcīgāku “spiedienu” uz formulu trasē. Arī līkumos palielinātās riepu saķeres dēļ “Mercedes” formulām bija lielas pārslodzes. Vāciešu ražotais motors arī ģenerēja lielāku jaudu, taču tas vairāk noslogoja riepas pie izejām no līkumiem. Divu stiprumu kombinācija radīja perfektu riepu iznīcināšanas rīku.

Pirms diviem gadiem uz spēles bija piektais “Mercedes” un Hamiltona tituls un naudas balvu starpība 15 miljonu ASV dolāru vērtībā starp pirmo un otro vietu konstruktoru kausā. Tāpēc inženieriem no Breklijas nācās strādāt virsstundas, lai meklētu risinājumu un tas izdevās – viņi no jauna izgudroja riteņu piedziņas mehānismu. Bet, lai saprastu “Mercedes” inovācijas principu, vispirms ir jārunā par riepu darbības shēmu – tas tā, pilnākai ainai.

Riepas uzkarst tieši berzes laikā ar asfaltu un deformējas pagriezienu laikā. Jo lielākas ir pārslodzes, jo vairāk gumija sakarst iekšējās berzes dēļ. Pārkarsušās riepas ātri un viegli “nopļauj” asfalts, gumijas daļām no tām paliekot uz trases seguma, tādējādi samazinot to slāņa biezumu. Tā notiek nodilums – jo plānāka ir silta gumijas masa, jo sliktāka ir saķere.

Pārkaršanas laikā riepa kļūst mīkstāka un, saskaroties ar asfaltu, sāk vēl ātrāk sasilt, turpinot paaugstināt temperatūru. Tad gumija uz virsmas burtiski “vārās” un iet burbuļos (angļu valodā to sauc par “blistering”). Tādējādi uz riepas virsmas veidojas nelielas ieplakas, samazinot kontakta, tā saukto, aizsarg-plāksteri un pārdalot slodzi blakus esošajām riepu zonām. Līdz ar to uz tiem palielinās slodze, tie vairāk uzsilst un nonāk arī „vārīšanās stadijā”. Vārdu sakot – notiek ķēdes reakcija.

 

Loģiski, ka rezultātā saķere ir ierobežota, mainās formulas līdzsvars, tādējādi samazinās arī apdzīšanas manevru iespējas un jauda. Tiesa, braucējiem un komandu inženieriem ir vairāki “knifi” kā mazināt riepu sakaršanu.

Pirmkārt, braucējs formulu vienkārši var vadīt mazāk agresīvi un precīzāk, tādējādi nepārslogojot riepas un pieņemamā stāvoklī nogādājot tās līdz attiecīgās distances beigām. Te viss balstās uz riepu saķeres robežas izpratni – labākie piloti precīzi iekļaujas manevrē un nekad to nepārkāpj. Sliktāki atkal ar savu braukšanas stilu nerada nepieciešamo stabilitāti un reizēm pārsniedz robežu, sākot iepriekš aprakstīto ķēdes reakciju.

Otrais veids ir riteņu disku ierīce. F1 automašīna ir veidota ar diezgan lieliem bremžu gaisa vadiem, kas, kā norāda nosaukums, novirza plūsmu caur riteņiem, lai bremzes uzturētu pareizajā temperatūrā.

Tā kā šis gaiss joprojām plūst caur riteni, kāpēc to neizmantot, lai atdzesētu disku un līdz ar to arī riepas? Tas padarītu riepas temperatūru stabilāku un palielinātu tās kalpošanas laiku.

Kā skaidro eksperti, tad temperatūras paaugstināšanās par 10 grādiem uz diska virsmas vietā, kur tam pieskaras riepa, nozīmē, ka karkass tiek sasildīts vēl par vienu grādu. Temperatūras paaugstināšanās dēļ riepas iekšienē palielinās arī spiediens, deformējot riepu un samazinot saskares laukumu ar asfaltu.

Kur ir “Mercedes” panākumu atslēga? Viņi izmantoja novatorisku pieeju, proti, atrada veidu, kā palielināt gaisa plūsmu caur riteni, kā arī optimizēja tā dzesēšanas efektu. Vizualizācijai var palūkoties uz standarta F1 bolīda riteni.

Savukārt “Mercedes” inženieri pievienoja “ribas” iekšējai virsmai un daudzus mazus caurumus vietā, kur ritenis ir piestiprināts pie ass.

Tādā veidā diska dizains virzīja plūsmu uz tām vietām, kur vislabāk izpaudās dzesēšanas efekts.

Parastā riteņa cietā virsma ir daudz plānāka nekā “Mercedes” “rievotā” konstrukcija. Tas nozīmē, ka tas mazāk pārnes siltumu no diska un riepas uz gaisa plūsmu. Čempioni ir palielinājuši aukstā gaisa saskares iespēju ar detaļām un tādējādi uzlabojuši siltuma pārnesi. Faktiski vācu inženieri vienkārši pārnesa galveno radiatoru ideju uz riteņiem! Viss ģeniālais ir viss vienkāršais?

Patiesībā Mercedes disku dizains ir vēl interesantāks. Rotējot, “ribas” rada spēcīgu turbulentu plūsmu, kas pārtrauc gaisa plūsmas robežslāni. Tas ir plāns slānis uz racionalizēta ķermeņa virsmas, kurā gaisa pretestība ir izteiktāka. Tur plūsma ir lēnāka un viskozāka. Kad tas notiek uz riteņa, diska virsma faktiski tiek pasargāta no apkārt plūstošā gaisa. Turbulentais virpulis, ko rada rievotais disks, pārrauj robežslāni un ļauj labāk atdzist riepu un riteni.

Tiesa, ja riepas izrādīsies pietiekami neatdzesētas, tad, pirmkārt, aizmugurējo riepu efektivitāte ievērojami samazināsies – formula vienkārši sāks slīdēt pa trasi. Tad augšējais slānis nekavējoties atkal “vārīsies” un sarullēsies “graudos” – sāksies process, kas  ir gandrīz līdzīgs burbuļošanai – ar kontakta laukuma samazināšanos un gumijas atslāņošanās dēļ.

Novatoriskais disku dizains palīdzēja ne tikai atdzesēšanā, bet arī riepu iesildīšanā! Papildus caurumi un diska vispārējās formas dēļ temperatūru, kas rodas bremzēšanas laikā uz bremžu klučiem, var vieglāk un ātrāk pārnest uz gumiju. Šī iemesla dēļ riepa sāk funkcionēt ātrāk un efektīvāk, salīdzinot ar parastās konstrukcijas riteņiem. Ideja ir tā pati – kad bremzēs tiek izpūsts silts gaiss, tad lielāka saskares laukuma dēļ ar disku tam ir vairāk iespēju pārnest temperatūru.

“Mercedes” pirmo reizi šo risinājumu izmantoja 2018. gada Beļģijas “Grand Prix” un kopš tā laika Hamiltons uzvarēja piecās sacīkstēs pēc kārtas – ieskaitot tajās trasēs, kur ir karstāki laikapstākļi, bet tur tradicionāli vāciešiem bijušas problēmas (īpaši Singapūrā).

Konkurentu komandas nekavējoties ņēma vērā jauninājumus un veidoja riteņu konstrukcijas tajā pašā virzienā. Tomēr šis riepu dizains tiks izņemts no aprites. 2022. gada sezonas tehniskajos noteikumos parādījās īpašs punkts, saskaņā ar kuru visām komandām tiks piegādāti vienādu modeļu diski, kuru izgatavotāji ir FIA akreditēts ražotājs. Tādējādi F1 čempionāta dalībniekiem atkal būs jāmeklē citi ceļi, kā pārspēt konkurentus.

Lai arī kā citi konkurenti vēlējās panākt “Mercedes”, rezultāti rāda, ka tas nav izdevies – Hamiltons ir uzvarējis gan tajā pašā, gan nākamajos divos gados, kopumā izcīnot septiņus titulus (2008., 2014., 2015., 2017., 2018., 2019. un 2020. gadā). Viņš ar Mihaelu Šūmaheru dala rekordu šajā rādītājā. Tiesa, daudzi eksperti nesteidz viņu nosaukt par labāku vai kaut tikpat labu pilotu. Šūmahers F-1 dominēja laikā, kad lielāka nozīme bija pilota prasmēm, nevis cīņām starp inženeriem rūpnīcās. Stāsts par riepām, iepriekš DAS ieviešanu un citiem mehāniskajiem izdevušiem eksperimentiem to pierāda. Vai līdz ar to vajadzētu noniecāt brita iespēto? Protams, ka nē. Taču skaidrs ir viens – F-1 vadībai aizvien nopietnāk ir jādomā par noteikumu līdzsvarošanu, citādi čempionāts sāk palikt, maigi sakot, garlaicīgs…

Izsaki savu viedokli

Atstāj savu viedokli

Jūsu e-pasta adrese netiks publicēta. Obligātie lauki ir atzīmēti kā *

Populārie

Augšup