Технология аэродинамической трубы для болидов Формулы 1.

Содержание

Введение. 4

1. Основы аэродинамики. 5

1.1. Ошибка Ньютона. 7

1.2. Эффект Бернулли. 11

1.3. Приборы для измерений давлений и скоростей в потоке. 13

1.4. Обтекание тел воздушным потоком. 16

2. Аэродинамика болида Формулы 1. 20

2.1 Передние и задние антикрылья. 20

2.2. Диффузор. 23

2.3. Боковые дефлекторы. 24

2.4. Воздухозаборник. 25

2.5. Слипстрим. 26

3. Аэродинамические трубы. 28

3.1. История создания и развития технологии аэродинамической трубы. 29

3.2. Конструкции аэродинамических труб. 32

3.3. Аэродинамические трубы для болидов Формулы 1. 35

3.4. Вазовская труба. 42

Использованные источники. 45

Введение.

Не секрет, что Формула-1 (F1) один из самых зрелищных видов спорта и уступает по количеству зрителей разве, что только чемпионату мира по футболу. Тысячи зрителей на трибунах автодромов и миллионы телезрителей у своих экранов два часа с азартом наблюдают за автомобилями Формулы-1, несущимися по трассе с бешеной скоростью. На прямых болиды развивают скорость до 380 км/ч (Хоккенхайм - Дэвид Култхард) и те, кто сидят на трибунах видят автомобиль считанные секунды, не всегда успевая различить шлем пилота. Именно скорость делает Формулу-1 столь популярной.

В идеале единственно важная цель гоночного болида Формулы 1 - победить. И лучшая - именно та конфигурация и начинка машины, которая помогает достичь этого.

Существует множество факторов, которые нужно учитывать при создании этих невероятно сложных машин. Основные элементы болида - монококовое шасси, корпус, подвеска, двигатель и колеса. Конструктор должен найти оптимальные решения для каждого из этих элементов, чтобы создать лучшее, что может позволить себе команда, исходя из бюджета.

Подвеска обеспечивает механическое сцепление, через амортизаторы и демпферные механизмы, а грамотно направленный воздушный поток влияет на аэро-сцепление и создает прижимающую силу. Многие дни конструкторы проводят в аэродинамической трубе, работая над настройками аэро-начинки с целью обеспечения максимальной прижимающей силы на каждом торможении. Оптимальными настройками аэро- и механических элементов достигается оптимальная управляемость, и пилот получает возможность атаковать повороты, не опасаясь недоповорачиваемости (когда болид сносит в сторону) и переповорачиваемости (когда болид поворачивает слишком резко, и теряет сцепление задний мост), будучи уверен в своей машине.

Когда машина собрана, ответственность за правильность настроек, касающихся механического и аэро-сцепления, лежит на главном конструкторе. Он может менять первоначальные установки (закрылки влияют на аэро-показатели, демпфера и валки - на механические) с целью достижения конфигурации, наиболее подходящей для пилота, его стиля вождения. Конечно, решающую роль играет мнение самого гонщика. Если он не доволен машиной, ему будет тяжело показать на ней лучший пилотаж.

Принимая все это во внимание, становится ясно, что современный болид Формулы 1 - очень непростая вещь. Сложность и необходимая точность при создании деталей требует больших денежных затрат, требует много времени, множество людей трудится над тем, чтобы сделать болид совершенным - впрочем, здесь не стоит употреблять слово "совершенный", ведь в F1 нет идеальных механизмов.

Непрерывное развитие, прогресс необычайно важны, и недели простоя непременно обойдется потерей нескольких драгоценных сотых секунды по сравнению с соперниками. Качество деталей все время улучшается, большинство команд на протяжении сезона используют по две-три модели двигателя, и к концу года машина может быть уже совсем другим зверем, не тем, с которым начиналась кампания. Работа конструктора в Формуле 1 никогда не заканчивается.

Я увлекаюсь гонками Формулы 1, регулярно смотрю этапы чемпионата и болею за команду FERRARI (и ее первого пилота - Михаэля Шумахера). Я взялся за работу над этим рефератом, потому что мне было очень интересно узнать, почему одни болиды выигрывают, а другие нет. Существует множество факторов успеха команд в гран-при: шины, мотор, мастерство пилота, тормоза, подвеска и еще многое другое. Но темой данного реферата является изучение аэродинамических свойств болида, поскольку именно они, прежде всего, определяют результат гонки. Для этого были поставлены следующие цели: изучить основы аэродинамики, элементы аэродинамического пакета болида, познакомиться с историей создания, конструкцией и классификацией аэродинамических труб, на опыте исследовать силу и коэффициент аэродинамического сопротивления.