Что такое граунд эффект в автоспорте. Техническое ретро: Ф1 от эры «граунд-эффекта» до конца XX века. Граунд-эффект - ключ к борьбе на трассе

Ground effect - эффект близости поверхности) - влияние близости подстилающей поверхности на аэродинамические характеристики движущегося над ней тела.

В английском языке этим словом обозначается всякий эффект влияния близости подстилающей поверхности, тогда как в русском языке есть термин «экранный эффект », обозначающие воздействие подстилающей поверхности на характеристики летательных аппаратов. А термином «граунд-эффект» обозначается создание аэродинамического разрежения под корпусом автомобиля за счет определенной формы днища автомобиля с применением эластичной «юбки». Разрежение увеличивает силу, прижимающую автомобиль к поверхности дороги. Данное решение позволило сократить общую площадь прижимающих аэродинамических элементов, тем самым уменьшая аэродинамическое сопротивление автомобиля.

В автомобильных соревнованиях первым применил граунд-эффект Колин Чепмен , автоконструктор, основатель автомобильной компании Lotus .

Wikimedia Foundation . 2010 .

Смотреть что такое "Граунд-эффект" в других словарях:

Lotus 78 … Википедия

Гоночный автомобиль Mercedes Benz класса «Формула 1», 2011 год … Википедия

Автомобиль Формулы 1, команда Рено, 2005 г. Lola серии IndyCar, 1993 г. Автомобиль с открытыми колёсами тип гоночного автомобиля, представляющий собой одноместный, в большинстве случаев, автомобиль с колесами, вынесенными из кузова. Этот тип,… … Википедия

Эту статью следует викифицировать. Пожалуйста, оформите её согласно правилам оформления статей. Чемпионат гоночных машин (Championship Car Racing, также Серия Чампкар, Серия Индикар) собирательное определение американских ав … Википедия

У этого термина существуют и другие значения, см. Формула. Формула 1 Логотип Формулы 1. Категория Одноместная Страна или регион Международная Дебют 1950 … Википедия

60 й Чемпионат мира Формулы 1 ◄ 2008 Сезон 2009 года 2010 … Википедия

Далеко не всем инновациям в автогонках была суждена долгая и успешная жизнь. Некоторые творили историю, поворачивая ее в определенное русло, некоторым не суждено было даже добраться до старта, а от иных ловко избавлялись конкуренты прямо по ходу сезона. В рамках спецпроекта «Лучшие моменты в истории гонок» представляет десятку технических идей в «Формуле-1», запрещенных к применению по соображениям безопасности, в результате политических игр или ради повышения зрелищности Гран-при.

10. Демпферы масс
В 2006 году «Рено» и Фернандо Алонсо проводили успешную кампанию по защите титулов, однако Международная
автомобильная федерация (ФИА) нашла способ серьезно притормозить действующих чемпионов. Яблоком раздора – и не только
между командой и ФИА, но и между Федерацией и ее собственными стюардами, считавшими устройство легальным, – стали так
называемые демпферы масс, представляющие собой примерно 9-килограммовый диск, расположенный между двумя пружинами и
размещенный в носовой части болида R26. Его основная функция заключалась в гашении естественных колебаний шин, а
эффект – в равномерной нагрузке на нос, что как бы прижимало болид к трассе. Однако принципиальное свойство данной
технологии – подвижная масса – и дало ФИА повод запретить устройство прямо по ходу чемпионата под предлогом его
косвенного аэродинамического эффекта и нелегальности подвижных узлов аэродинамики. На круге преимущество демпферов
масс оценивалось в 0,3 секунды, и после Гран-при Франции Алонсо выиграл всего одну гонку против пяти у его главного
соперника Михаэля Шумахера из «Феррари».

9. Бериллий
В конце 90-х «Макларен» и «Феррари» ожесточенно боролись не только на трассах, но и за кулисами – в конструкторских
бюро и кулуарах ФИА. В это время Скудерия заметила, что моторы «серебряных» при тех же оборотах снимают больше
мощности, и вскоре секрет был раскрыт – «Мерседес» использовал легкий и одновременно очень прочный
алюминиево-бериллиевый сплав для поршней и в качестве материала стенок цилиндров. Сплав экзотический, сложный в
обработке, к тому же на этапе производства канцерогенный. Естественно, Федерация вмешалась, и с 2001 года ввела
полный запрет на экзотические материалы, в том числе сплавы бериллия. «Серебряные», по оценкам, потеряли 40-50 л.с.,
круглую сумму денег, а по слухам, и надежность двигателей после возвращения к традиционным металлам.

8. Аэродинамические фантазии
Ко второй половине 2000-х «Формула-1» прочно увязла в оптимизации каждого квадратного сантиметра кузова на предмет
повышения аэродинамической эффективности. А что еще оставалось делать, когда шинник – монополист «Бриджстоун», а
развитие моторов заморожено на ближайшие 10 лет? Чистоте форм болидов на пользу это, естественно, не пошло: они
начали обрастать «дефлекторами», «ушками», «рожками», «канделябрами», «плавниками» и прочими элементами, получавшими
меткие прозвища от болельщиков. Чистоте воздушного мешка позади болида тоже – а отсюда прямая зависимость с падением
количества обгонов на трассах. Федерация взялась за дело серьезно, и в 2009 году родилась новая «Формула» с
упрощенной аэродинамикой и новыми лидерами «Брауном» – вчерашними аутсайдерами «Хондой». Ну а апогеем изощренной
аэродинамики, на наш взгляд, стал «БМВ-Заубер» F1.08 – третий призер сезона-2008.

7. Лотус 88
В 1981 году, когда Жан-Мари Балестр боролся с граунд-эффектом и запрещал мини-юбки (см. ниже), Колин Чэпмен
сконструировал «Лотус 88», построенный на идее «двойного шасси». Первое, главное и жесткое шасси несло на себе
аэродинамический кузов и предназначалось для использования граунд-эффекта. Вторая подвеска, мягкая, связывала колеса
с монококом и мотором и обеспечивала гонщику более комфортные условия для пилотирования, чем традиционные
«автомобили-крылья». Болид появился в Лонг-Бич, но во время субботней практики был снят черным флагом. И, несмотря на
все протесты, на прохождение технической комиссии, этому автомобилю так и не дали выйти на старт ни одного Гран-при…

6. Шестиколесные
Почему гоночный автомобиль обязательно должен иметь только четыре колеса? На старт Гран-при Испании 1976 год Патрик
Дэпайе вывел шестиколесный«Тиррелл» P34, сконструированный Дереком Гарднером. Идея была гениальна и проста: заменив
две большие передние шины четырьмя маленькими, 10-дюймовыми, которые прятались за огромное переднее крыло, команда
добилась повышения механического сцепления при одновременном снижении лобового сопротивления. «Шестиножка» под
управлением Джоди Шектера выиграла свой четвертый Гран-при, в Швеции, – Дэпайе подкрепил результат вторым местом, а
по итогам чемпионата гонщики заняли третье и четвертое места. Но проект «Тиррелла» заглох так же быстро, как и
добился успеха, когда «Гудьир» отказался развивать уникальные передние шины, реализация идеи с четырьмя задними
колесами «Марчем» и «Феррари» не зашла дальше тестов, а в 1982-м ненормальное число колес и вовсе было запрещено –
слишком быстро поехал на тестах в Донингтоне шестиколесный «Уильямс» FW08D.

5. «Пылесос»
«Брэбэм» BT46B 1978 года – пример идеи, успешной на все сто процентов, такой, которая выиграла все гонки, в которых
принимала участие. Правда, старт был всего один, на Гран-при Швеции, но Ники Лауда разбил соперников в пух и прах.
Осевой вентилятор, который Гордон Марри установил в задней части болида по примеру выступавшего в Can-Am Chaparral 2J
1970 года, стал ответом «автомобилю-крылу» (см. ниже) – он отсасывал воздух из-под днища автомобиля, создавая тем
самым зону разрежения и прижимая автомобиль к земле. Кроме того, вентилятор был призван помочь охлаждению двигателя –
собственно, именно за счет этого и удалось обойти запрет на подвижное аэродинамическое устройство. Машина получила
кличку «пылесос», но стала разменной монетой в политической игре и больше в гонках не участвовала.

4. Активная подвеска
К 1987 году эксперименты «Лотуса» по управлению дорожным просветом автомобиля вылились в модель 99Т с активной
подвеской, которая получила добро от протестировавшего ее Айртона Сенны. Бразилец выиграл Гран-при Монако и США,
однако расцвет технологии наступил пять лет спустя, когда «Уильямс» довел свои разработки до совершенства. В 1992
году FW14B под управлением Найджела Мэнселла триумфально промчалась к чемпионским титулам, порой привозя англичанину
почти по две секунды преимущества над соперниками в квалификациях. К следующему сезону стало ясно, что команды не
могут соперничать без активной подвески, а ФИА не может позволить дальнейшее ее использование, вызвавшее очередной
виток роста скоростей. В 1994-м, вместе с электронными помощниками, о которых речь пойдет ниже, технология попала под
запрет.

3. Трэкшн-контроль
Трэкшн-контроль заслужил место в тройке за свою живучесть и потрясающую маскировку, противостоявшую неоднократным
попыткам его запретить. В том или ином виде существовавшие в «Формуле-1» с 80-х системы электронной помощи пилотам,
включая трэкшн-контроль, лонч-контроль, АБС, пытались изжить в 1994-м, однако позже президент ФИА Макс Мосли
подтвердил, что как минимум одна команда продолжала ими пользоваться. Имен он не назвал, но подозрения всегда ходили
вокруг «Бенеттона», на котором Михаэль Шумахер выиграл свои первые титулы. К 2001 году Федерация сдалась, признав
неспособность определить использование запрещенной электроники, и с Гран-при Испании трэкшн-контроль был снова
легализован. Окончательно избавиться от критикуемых болельщиками «помощников» удалось только в 2008-м, когда все
команды обязали использовать стандартные блоки управления двигателем.

2. Турбомоторы
Поначалу ненадежные и требующие специфического стиля пилотирования из-за серьезных запаздываний компрессора
турбомоторы, работу над которым не оставлял предложивший их «Рено», к 1983 году полностью завоевали «Формулу-1». В
тот год «Тиррелл» одержал последнюю победу с атмосферником, а Нельсон Пике на «Брэбэм-БМВ» принес турбо первый титул,
уведя эту честь у первопроходцев из «Рено». Естественно, ФИСА с Жаном-Мари Балестром во главе боролась со все
возрастающей мощностью как могла, вводя ограничения на количество топлива или повышая минимальный вес болидов с
турбонаддувом. К 1988 году, когда все гонки кроме одной выиграли «Макларены» под управлением Алена Проста и Айртона
Сенны, мотористы научились снимать по 600 л.с. с литра, а Федерация наконец постановила обязательное использование
атмосферных двигателей объемом 3,5 литра.

1. Граунд-эффект
Легендарный «автомобиль-крыло» – Lotus 78 – заново открыл «Формуле-1» аэродинамику. Профилированное днище болида было
предназначено для ускорения потока воздуха под машиной, а эластичные «мини-юбки» по краям препятствовали его
прохождению между болидом и асфальтом. Разница давления приводила к тому, что болид буквально «присасывало» к
гоночному полотну… Болиды «Лотуса» с использованием граунд-эффекта выиграли 13 гонок, в 1978 году Марио Андретти
легко взял чемпионский титул, а соперники начали копировать победную идею. Однако, пожалуй, их всех изобретений
именно это стало самым опасным, и его своевременный запрет помог бы избежать трагических инцидентов. Проблема с
граунд-эффектом заключалась в невозможности сохранения постоянного контакта «юбок» с землей на неровных трассах: в
такие моменты давление резко выравнивалось, прижимная сила пропадала, и машина становилась неуправляемой. После
нескольких лет неудачной борьбы с юбками, в 1983 году граунд-эффект, наконец, был запрещен, болиды получили плоское
днище. Интересно, что в этом году, в споре о двойных диффузорах, о нем вспомнили снова. Бессмертные принципы…

В английском языке этим словом обозначается всякий эффект влияния близости подстилающей поверхности, тогда как в русском языке есть термин «экранный эффект », обозначающий воздействие подстилающей поверхности на характеристики летательных аппаратов. А термином «граунд-эффект» обозначается создание аэродинамического разрежения под корпусом автомобиля за счет определенной формы днища автомобиля с применением эластичной «юбки». Разрежение увеличивает силу, прижимающую автомобиль к поверхности дороги. Данное решение позволило сократить общую площадь прижимающих аэродинамических элементов, тем самым уменьшая аэродинамическое сопротивление автомобиля.

Напишите отзыв о статье "Граунд-эффект"

Отрывок, характеризующий Граунд-эффект

Пьер встал и простился.

Княжна Марья и Наташа, как и всегда, сошлись в спальне. Они поговорили о том, что рассказывал Пьер. Княжна Марья не говорила своего мнения о Пьере. Наташа тоже не говорила о нем.
– Ну, прощай, Мари, – сказала Наташа. – Знаешь, я часто боюсь, что мы не говорим о нем (князе Андрее), как будто мы боимся унизить наше чувство, и забываем.
Княжна Марья тяжело вздохнула и этим вздохом признала справедливость слов Наташи; но словами она не согласилась с ней.
– Разве можно забыть? – сказала она.
– Мне так хорошо было нынче рассказать все; и тяжело, и больно, и хорошо. Очень хорошо, – сказала Наташа, – я уверена, что он точно любил его. От этого я рассказала ему… ничего, что я рассказала ему? – вдруг покраснев, спросила она.
– Пьеру? О нет! Какой он прекрасный, – сказала княжна Марья.
– Знаешь, Мари, – вдруг сказала Наташа с шаловливой улыбкой, которой давно не видала княжна Марья на ее лице. – Он сделался какой то чистый, гладкий, свежий; точно из бани, ты понимаешь? – морально из бани. Правда?

О том, что гоночным машинам важно придавать как можно более обтекаемые очертания, конструкторы знали задолго до Формулы 1.

Но по-настоящему аэродинамика покорила их умы в 70-е годы прошлого столетия. Первые попытки с большими антикрыльями сейчас могут вызвать улыбку, но после них на машинах был реализован «граунд-эффект», изменивший гонки и для пилотов, и для конструкторов.

Торжество «внутренней» аэродинамики

В конце 70-х и начале 80-х «граунд-эффект» был главной темой Формулы 1. Пионером его внедрения стал босс Lotus и признанный технический первооткрыватель Колин Чепмен.

Lotus 78 стал первой машиной Ф1, получившей профилированное днище. Отдельные трубки Вентури – каналы расширяющегося сечения – были сформированы под боковыми понтонами.

Автомобиль был дополнительно оснащен элластичными «юбками» по краям корпуса, которые не позволяли воздуху извне попадать под днище. Машина буквально «присасывалась» к асфальту, так как удалось добиться резкого роста прижимной силы при фактически прежнем лобовом сопротивлении.

Идея внутренней аэродинамики получила развитие в модели 79: каналы стали еще шире и больше, дополнительную прижимную силу генерировал большой диффузор.

Стоит добавить, что у Lotus 79 были скверные тормоза, а жесткая торсионная подвеска ухудшала управляемость. Это было особенно заметно, учитывая рост скорости в поворотах за счет прижимной силы.

Настраивать машины с «граунд-эффектом» вообще было делом непростым, так как подвеску требовалось делать максимально жесткой, чтобы сохранять постоянный дорожный просвет. В итоге машины просто «вытрясали душу» из пилотов на поребриках, а любая попытка сделать подвеску чуть мягче могла обернуться внезапной потерей стабильности.

Но верно говорят, что шила в мешке не утаишь. Соперники смогли быстро разобраться, что стоит за успехами Lotus – и реализовали аналогичные решения на своих машинах. Вдобавок, они сохранили все прежние наработки, которые имели ранее, что позволило быстро оставить команду Чепмена позади.

Именно в тот период в конструкторском бюро Brabham была реализована идея, которая считается одной из самых удивительных в истории Ф1 – наравне с шестиколесной, полноприводной и газотурбинной машинами.

Под индексом BT46B скрывалась конструкция, которая вошла во все летописи как «автомобиль-вентилятор». Формально установленные в ее задней части мощные вентиляторы служили для дополнительного охлаждения радиаторов – правила той поры допускали подобный ход.

Соперники протестовали, но в команде делали честные глаза и говорили, что ничего не знают про побочный эффект в виде разрежения воздуха под днищем – что, в общем-то, неудивительно для сотрудников Берни Экклстоуна, который и был боссом команды в те годы.

На BT46B получили развитие идеи, которые ранее пришли в голову американцу Джиму Холлу. Созданный им в 1970 году для гонок серии Can-Am спорткар Chaparral 2J также имел вентиляторы и эластичные «юбки».

Необычная машина Brabham успела провести всего одну гонку – на Гран При Швеции Ники Лауда уехал от соперников на полминуты. После этого вентиляторы запретили.

С наступлением 80-х команды продолжили активные эксперименты с «граунд-эффектом», используя все более агрессивные решения. Далеко не всегда они оказывались эффективными.

Скорости и перегрузки в поворотах постоянно росли, что в итоге подтолкнуло FIA к действиям: в 1981 году последовал запрет эластичных «юбок» и фиксация минимальной величины дорожного просвета на отметке в 6 см.

Конечно, в командах пытались всеми силами сохранить преимущества «граунд-эффекта», предложив несколько новых решений.

Lotus 88 с двойным шасси стала ответом Колина Чепмена на фиксированный дорожный просвет. Машина должна была позволить обойти запрет, но так ни разу и не стартовала в гонках – по итогам тестов пилоты в один голос жаловались, что она ведет себя на трассе крайне непредсказуемо.

В Brabham поступили иначе: разработали гидропневматическую подвеску, которая приподнимала шасси, позволяя без проблем пройти технические проверки – а затем вновь опускала его ближе к асфальту, когда гонщик выезжал из боксов.

Плоские днища и расцвет «турбомонстров»

Так как запрет «юбок» не особенно помог, в 1983 году в FIA решились на новый радикальный шаг – обязали команды делать днище машин плоским. По сути, это положило конец использованию «граунд-эффекта» в том виде, в котором он всего несколькими годами ранее появился в чемпионате.

Разумеется, конструкторы и не думали отказываться от прежних устремлений – и хотя теперь в их распоряжении по сути остались только диффузоры, количество генерируемой ими прижимной силы повышалось путем перенаправления выхлопных газов. Благо, с чем-чем, а с выхлопом у турбомоторов все было в полном порядке.

Начало 80-х стало в Ф1 временем большой политики. Превратившись из главы команды в коммерческого босса чемпионата, Берни Экклстоун приступил к активным действиям. Он делал из Формулы 1 глобальный продукт. И одной из задач британца было расставание с имиджем «смертельных гонок». Требовалось повысить безопасность.

Многочисленные перемены в правилах касались как пилотов, так и зрителей. Не остались в стороне и моторы, которые к середине десятилетия легко перевалили за отметку в 1000 л.с., а в пиковых режимах могли выдавать в полтора раза больше – это, напомним, с 1,5 литров рабочего объема.

FIA приступила к действию. Сначала были введены ограничения на количество топлива, затем постепенно снижалось максимальное давление наддува. К 1988 году объем бака составлял 150 литров, а турбины могли работать на отметке 2,5 бар. Со следующего сезона «турбомонстров» запретили окончательно.

1990-е – большой бизнес и внимание к безопасности

Самое начало нового десятилетия не принесло больших перемен: все шло так, как было в конце 80-х. Постепенно росло количество всевозможных ограничений, а также становилось все больше тестов и испытаний, призванных повысить безопасность.

Риск серьезных повреждений и даже гибели слишком долго оставался синонимом спорта. Ситуация зашла так далеко, что пришлось пересмотреть все компоненты – от конструкции машин до требований к автодромам.

После запрета десятью годами ранее, в 1994-м в Ф1 вернулись дозаправки – и оставались частью Гран При до 2010-го. Но эти перемены выглядели незначительными на фоне полного запрета электронных систем помощи пилоту. Это привело к серьезным перестановкам в пелотоне. Williams, которая продвинулась гораздо дальше остальных в таких вопросах, как активная подвеска, антипробуксовочная и стартовые системы, оказалась отброшена назад.

Последняя «электронная» машина FW15с стала для своего времени настоящим техническим шедевром, позволявшим регулярно переигрывать соперников на трассах. Она пополнила список техники, которая была настолько быстра, что попала под запрет.

Но эти проблемы и близко не стояли с той трагедией, которая потрясла Williams и всю Формулу 1 на Гран При Сан-Марино в Имоле. Срезу за «черным уик-эндом» последовали оперативные меры, призванные сделать гонки еще более безопасными, в том числе ценой снижения скорости машин.

Одна из основных новаций состояла в обязательном использовании специальной контрольной планки под днищем. Она увеличивала дорожный просвет и ограничивала возможности команд по манипуляциям с ним.

Повышенный износ планки после финиша приводил к дисквалификации. Кроме того, был наложен ряд ограничений на аэродинамические элементы, чтобы еще больше замедлить машину.

В 1995-м последовали новые ужесточения. Были регламентированы геометрические размеры корпуса машины и ряда элементов, прежде всего антикрыльев.

Ограничения коснулись как длины, так и ширины многих деталей.

Новые меры повышения безопасности коснулись размеров кокпита, появления новых, более высоких боковых стенок для защиты головы пилота, и иных требований к передней структуре безопасности. Также стали строже требования к испытаниям защитной структуры вокруг пилота.

До 1998-го продолжались многочисленные перемены, которые имели одну общую составляющую: ограничить свободу творчества конструкторов и сделать машины медленнее.

Общую ширину шасси ограничили 1 метром и 80 сантиметрами, было лимитировано общее количество доступных аэродинамических поверхностей. Все это сказалось на положении центра масс и кинематике подвески.

Все эти меры были дополнены введением шин с канавками – это был еще один шаг FIA по снижению уровня сцепления, а с ним и скорости в поворотах.

Затем внимание оказалось приковано к тормозам – едва ли не впервые в истории в техническом регламенте были прописаны материалы для их изготовления, подробности конструкции и размеры. Ограничения оставили возможность использовать единственный суппорт с шестью поршеньками и диски максимальным диаметром 278 мм и толщиной 28 мм.

Возможно, будет полезно почитать: