Snob
Агент ГРУ
- Регистрация
- 19 Мар 2012
- Сообщения
- 3,640
- Реакции
- 8,147
-
Дорогие пользователи, мы будем очень рады, если вы заполните нашу анкету. С уважением, администрация ресурса.
Техника и технологии в Формуле 1.
- Автор темы Aleliz
- Дата начала
aleks26
Well-known member
- Регистрация
- 19 Мар 2012
- Сообщения
- 1,131
- Реакции
- 2,611
Ясное дело, что пропала. Эдриана, наверное, до сих пор откачивают от вида верхнего скворечника.:ag:
Хотя, по сравнению с этим, просто шедевр
Snob
Агент ГРУ
- Регистрация
- 19 Мар 2012
- Сообщения
- 3,640
- Реакции
- 8,147
Ясное дело, что пропала. Эдриана, наверное, до сих пор откачивают от вида верхнего скворечника.:ag:
Хотя, по сравнению с этим, просто шедевр
Это нормальный вариант, вот где "звон бубенцов"... :ag:
Snob
Агент ГРУ
- Регистрация
- 19 Мар 2012
- Сообщения
- 3,640
- Реакции
- 8,147
В этой теме написано достаточно много и про аэродинамику, и про подвеску, и про настройки... Но про то как работает шина практически ничего нет. И не только здесь. В общем, если кому интересно...
Первое, что обычно вспоминают - эмпирический закон Амонтона - Кулона, справедливый для твердых тел. Бывает, это приводит к неверным выводам, наподобие отсутствия зависимости между величиной пятна контакта и пределом сцепления в повороте... А всё потому, что дальше законов физики из школьного курса мало кто рискует углубиться в этом вопросе. Самое же интересное происходит в пятне контакта.
Движение по прямой (с ускорениями, или без) лучше отложить на потом, а в первую очередь посмотрим, что же происходит с пятном контакта шины при движении в повороте. Для этого вполне пригодятся другие физический законы школьного курса физики: второй и третий законы Ньютона, закон Гука.
В соответствии с третьим законом Ньютона боковая сила равна по модулю силе трения в пятне контакта и противоположна ей по направлению. Здесь всё понятно. Но фокус в том, что сила, воздействующая на автомобиль, передаётся через шину, и здесь есть кое-какие тонкости. В общем случае шина обладает некоторым набором физических характеристик, в том числе показателями упругости по отношению к сжатию (приложению вертикальной нагрузки), боковому сдвигу, скручиванию относительно пятна контакта в вертикальной плоскости (уводу), закручиванию поверхности протектора относительно оси вращения шины в результате действия сил на разгоне-торможении.
Для случая с поворотом важна жесткость шины к уводу. Опытным путём установлено, что величина боковой силы, которую способна воспринять шина, связана определённой зависимостью с величиной угла увода шины.
Что такое увод? Это отклонение продольной оси пятна контакта от плоскости вращения шины по причине упругой её конструкции.
На самом деле увод и скольжение - разные вещи, хотя их часто путают. Если на стоящем автомобиле слегка отклонить руль таким образом, чтобы пятно контакта оставалось в покое, то колёсный диск окажется повёрнут на небольшой угол относительно отпечатка протектора. Это и есть угол увода.
Часто увод путают ещё с боковым смещение шины под действием боковой силы:
Хотя в повороте имеют место оба явления - и боковое смещение, и увод, но боковая сила, воздействующая на автомобиль пропорциональна именно углу увода шины.
Как известно, сила трения пропорциональна приложенной вертикальной нагрузке. Зная жесткость шины к уводу, коэффициент трения и угол увода, можно вычислить величину боковой силы. Вопрос только в том, что коэффициент трения в каждой точке пятна контакта имеет своё значение. Чтобы понять, почему так происходит, рассмотрим подробнее динамику в пятне контакта. При движении в повороте имеет место такая картина:
Точка 1 находится на рабочей поверхности колеса без отклонения от продольной его оси. Точка уже 2 смещена в сторону от продольной оси колеса, так как смещённое пятно контакта начинает "тянуть" на себя беговую дорожку протектора. В точке 3 поверхность протектора входит в контакт с полотном трассы. От точки 3 до точки 4 скольжение в пятне контакта отсутствует. В точке 4 местная нагрузка (а значит и сила трения) падает настолько (смотреть график распределения давления вдоль пятна контакта), что появляется скольжение в пятне контакта, которое постоянно нарастает до точки 5, где происходит отрыв поверхности протектора от полотна дороги. В принципе, любая точка на протекторе по мере вращения проходит все эти стадии.
Если вспомнить, что в каждой точке пятна контакта "местная" сила трения равна произведению местного коэффициента трения (скольжения или покоя) на "местную" величину нагрузки, то становится понятно, что означает график распределения боковой силы вдоль пятна контакта: по мере смещения от точки 3 до точки 4 увеличивается смещение (сдвиг) боковины шины, что в соответствии с законом Гука порождает противодействующую силу - "местную" боковую силу в данной точке протектора. Если "проинтегрировать" местную силу в каждой точке, то можно получить величину суммарной боковой силы и точку приложения силы, эквивалентной суммарной боковой силе. Она находится позади вертикальной оси симметрии шины, что означает наличие некоего плеча приложения этой силы. Это в свою очередь создаёт момент, который стремится развернуть колесо в сторону, противоположную углу увода. То есть стабилизирующий момент. По этой причине плечо боковой силы называют "пневматическим сносом" (шинным сносом), по аналогии с механическим сносом - плечём боковой силы, которое возникает из-за наличия продольного наклона оси поворота колеса (кастера). Результирующее плечо боковой силы получается в результате сложение пневматического и механического плеча, и определяет возвращающее усилие на рулевом колесе. Однако величина пневматического плеча зависит от угла увода, так как по мере увеличения угла увода расширяется зона скольжения в задней части пятна контакта, постепенно расширяясь вперёд вплоть до того момента, когда весь отпечаток протектора становится зоной скольжения (т.е. наступает полный срыв шины в скольжения). При этом точка приложения суммарной боковой силы так же смещается вперёд, и в какой-то момент суммарное плечо может уменьшится до нуля, или даже поменять своё значения, создавая вместо стабилизирующего момента дестабилизирующий. Пилот воспринимает эти процессы сначала как увеличение возвращающего усилия на руле, а затем, по мере приближения к пределу шины, как уменьшения возвращающей силы.
Как известно из школьного курса физики, площадь отпечатка протектора не зависит от ширины протектора, а определяется величиной давление в шине и нагрузкой на колесо. То есть у более широкой шины более короткое пятно контакта при одинаковой нагрузке на шину. Таким образом у узких шин точка приложения суммарной боковой силы "гуляет" в боле широком продольном диапазоне, и как следствие даёт больший диапазон силы реактивного действия на рулевом колесе. Широкие шины более стабильны в этом смысле. Кроме того, если вникнуть, то окажется, что величина угла увода больше зависит от жесткости "полотна" протектора, а не от жесткости боковин шины. Логично предположить, что более широкая шина будет иметь большую жесткость на "скручивание" отпечатка протектора (будет сильнее сопротивляться превращению прямоугольника в параллелограмм), и как следствие меньший угол увода при одинаковой боковой силе. Собственно говоря, радиальные шины отличаются от диагональных именно тем, что у радиальных шин жесткость полотна протектора гораздо меньше взаимосвязана с жесткостью боковин шины.
В этом месте стоит обозначить ещё один момент: боковую силу может создавать не только увод, но и угол развала колеса. Механизм этого явления можно описывать по разному: либо как следствие разницы в натяжении нитей корда в боковинах при отклонении шины от вертикали, либо приводя в качестве иллюстрации катающийся по кругу конус. Но результат один - при появлении угла развала возникает и боковая сила, направленная в ту же сторону, в которую отклонена верхняя точка шины. Эту способность шин характеризует такой параметр, как жесткость шины к развалу. При этом у диагональных шин жесткость к развалу на порядок больше, чем у радиальных, и боковую силу, соответственно, диагональные шины создают на порядок большую при том же угле развала колеса.
Но вернёмся к пятну контакта. Можно заметит, что по мере увеличения угла увода (а мы помним, что он пропорционален силе трения, а следовательно и величине приложенной нагрузки) в пятне контакта постоянно уменьшается та его часть, в которой отсутствует проскальзывание протектора. Так как коэффициент трения покоя как правило несколько больше коэффициента трения при проскальзывании, то логично предположить, что по мере увеличения угла увода (а значит и вертикальной нагрузки на шину) суммарный коэффициент трения пятна контакта постоянно снижается, так как проскальзывающая "доля" протектора в пятне контакта будет больше.
То есть шины работают более эффективно при меньших нагрузках. Собственно, это ещё один секрет команды Ред Булл: они научились лучше использовать потенциал шин в диапазоне, когда они не перегружены.
Писанины много, но многие моменты не отражены... В следующий раз рассмотрим, что происходит в пятне контакта при разгоне и торможении.
Первое, что обычно вспоминают - эмпирический закон Амонтона - Кулона, справедливый для твердых тел. Бывает, это приводит к неверным выводам, наподобие отсутствия зависимости между величиной пятна контакта и пределом сцепления в повороте... А всё потому, что дальше законов физики из школьного курса мало кто рискует углубиться в этом вопросе. Самое же интересное происходит в пятне контакта.
Движение по прямой (с ускорениями, или без) лучше отложить на потом, а в первую очередь посмотрим, что же происходит с пятном контакта шины при движении в повороте. Для этого вполне пригодятся другие физический законы школьного курса физики: второй и третий законы Ньютона, закон Гука.
В соответствии с третьим законом Ньютона боковая сила равна по модулю силе трения в пятне контакта и противоположна ей по направлению. Здесь всё понятно. Но фокус в том, что сила, воздействующая на автомобиль, передаётся через шину, и здесь есть кое-какие тонкости. В общем случае шина обладает некоторым набором физических характеристик, в том числе показателями упругости по отношению к сжатию (приложению вертикальной нагрузки), боковому сдвигу, скручиванию относительно пятна контакта в вертикальной плоскости (уводу), закручиванию поверхности протектора относительно оси вращения шины в результате действия сил на разгоне-торможении.
Для случая с поворотом важна жесткость шины к уводу. Опытным путём установлено, что величина боковой силы, которую способна воспринять шина, связана определённой зависимостью с величиной угла увода шины.
Что такое увод? Это отклонение продольной оси пятна контакта от плоскости вращения шины по причине упругой её конструкции.
На самом деле увод и скольжение - разные вещи, хотя их часто путают. Если на стоящем автомобиле слегка отклонить руль таким образом, чтобы пятно контакта оставалось в покое, то колёсный диск окажется повёрнут на небольшой угол относительно отпечатка протектора. Это и есть угол увода.
Часто увод путают ещё с боковым смещение шины под действием боковой силы:
Хотя в повороте имеют место оба явления - и боковое смещение, и увод, но боковая сила, воздействующая на автомобиль пропорциональна именно углу увода шины.
Как известно, сила трения пропорциональна приложенной вертикальной нагрузке. Зная жесткость шины к уводу, коэффициент трения и угол увода, можно вычислить величину боковой силы. Вопрос только в том, что коэффициент трения в каждой точке пятна контакта имеет своё значение. Чтобы понять, почему так происходит, рассмотрим подробнее динамику в пятне контакта. При движении в повороте имеет место такая картина:
Точка 1 находится на рабочей поверхности колеса без отклонения от продольной его оси. Точка уже 2 смещена в сторону от продольной оси колеса, так как смещённое пятно контакта начинает "тянуть" на себя беговую дорожку протектора. В точке 3 поверхность протектора входит в контакт с полотном трассы. От точки 3 до точки 4 скольжение в пятне контакта отсутствует. В точке 4 местная нагрузка (а значит и сила трения) падает настолько (смотреть график распределения давления вдоль пятна контакта), что появляется скольжение в пятне контакта, которое постоянно нарастает до точки 5, где происходит отрыв поверхности протектора от полотна дороги. В принципе, любая точка на протекторе по мере вращения проходит все эти стадии.
Если вспомнить, что в каждой точке пятна контакта "местная" сила трения равна произведению местного коэффициента трения (скольжения или покоя) на "местную" величину нагрузки, то становится понятно, что означает график распределения боковой силы вдоль пятна контакта: по мере смещения от точки 3 до точки 4 увеличивается смещение (сдвиг) боковины шины, что в соответствии с законом Гука порождает противодействующую силу - "местную" боковую силу в данной точке протектора. Если "проинтегрировать" местную силу в каждой точке, то можно получить величину суммарной боковой силы и точку приложения силы, эквивалентной суммарной боковой силе. Она находится позади вертикальной оси симметрии шины, что означает наличие некоего плеча приложения этой силы. Это в свою очередь создаёт момент, который стремится развернуть колесо в сторону, противоположную углу увода. То есть стабилизирующий момент. По этой причине плечо боковой силы называют "пневматическим сносом" (шинным сносом), по аналогии с механическим сносом - плечём боковой силы, которое возникает из-за наличия продольного наклона оси поворота колеса (кастера). Результирующее плечо боковой силы получается в результате сложение пневматического и механического плеча, и определяет возвращающее усилие на рулевом колесе. Однако величина пневматического плеча зависит от угла увода, так как по мере увеличения угла увода расширяется зона скольжения в задней части пятна контакта, постепенно расширяясь вперёд вплоть до того момента, когда весь отпечаток протектора становится зоной скольжения (т.е. наступает полный срыв шины в скольжения). При этом точка приложения суммарной боковой силы так же смещается вперёд, и в какой-то момент суммарное плечо может уменьшится до нуля, или даже поменять своё значения, создавая вместо стабилизирующего момента дестабилизирующий. Пилот воспринимает эти процессы сначала как увеличение возвращающего усилия на руле, а затем, по мере приближения к пределу шины, как уменьшения возвращающей силы.
Как известно из школьного курса физики, площадь отпечатка протектора не зависит от ширины протектора, а определяется величиной давление в шине и нагрузкой на колесо. То есть у более широкой шины более короткое пятно контакта при одинаковой нагрузке на шину. Таким образом у узких шин точка приложения суммарной боковой силы "гуляет" в боле широком продольном диапазоне, и как следствие даёт больший диапазон силы реактивного действия на рулевом колесе. Широкие шины более стабильны в этом смысле. Кроме того, если вникнуть, то окажется, что величина угла увода больше зависит от жесткости "полотна" протектора, а не от жесткости боковин шины. Логично предположить, что более широкая шина будет иметь большую жесткость на "скручивание" отпечатка протектора (будет сильнее сопротивляться превращению прямоугольника в параллелограмм), и как следствие меньший угол увода при одинаковой боковой силе. Собственно говоря, радиальные шины отличаются от диагональных именно тем, что у радиальных шин жесткость полотна протектора гораздо меньше взаимосвязана с жесткостью боковин шины.
В этом месте стоит обозначить ещё один момент: боковую силу может создавать не только увод, но и угол развала колеса. Механизм этого явления можно описывать по разному: либо как следствие разницы в натяжении нитей корда в боковинах при отклонении шины от вертикали, либо приводя в качестве иллюстрации катающийся по кругу конус. Но результат один - при появлении угла развала возникает и боковая сила, направленная в ту же сторону, в которую отклонена верхняя точка шины. Эту способность шин характеризует такой параметр, как жесткость шины к развалу. При этом у диагональных шин жесткость к развалу на порядок больше, чем у радиальных, и боковую силу, соответственно, диагональные шины создают на порядок большую при том же угле развала колеса.
Но вернёмся к пятну контакта. Можно заметит, что по мере увеличения угла увода (а мы помним, что он пропорционален силе трения, а следовательно и величине приложенной нагрузки) в пятне контакта постоянно уменьшается та его часть, в которой отсутствует проскальзывание протектора. Так как коэффициент трения покоя как правило несколько больше коэффициента трения при проскальзывании, то логично предположить, что по мере увеличения угла увода (а значит и вертикальной нагрузки на шину) суммарный коэффициент трения пятна контакта постоянно снижается, так как проскальзывающая "доля" протектора в пятне контакта будет больше.
То есть шины работают более эффективно при меньших нагрузках. Собственно, это ещё один секрет команды Ред Булл: они научились лучше использовать потенциал шин в диапазоне, когда они не перегружены.
Писанины много, но многие моменты не отражены... В следующий раз рассмотрим, что происходит в пятне контакта при разгоне и торможении.
Последнее редактирование:
bonum
Well-known member
- Регистрация
- 18 Мар 2012
- Сообщения
- 1,925
- Реакции
- 1,437
:thumbup: Снова и снова в который раз восхищаюсь твоим умением так доходчиво раскрыть тему вопроса. Читаешь - и просто удивляешься: раньше о таких тонкостях особо и не задумывался, а теперь ощущаю себя вроде как приближенным к кругу посвященных. :ag: Спасибо огромное!
SmokeST
Рыбнадзор
- Регистрация
- 18 Мар 2012
- Сообщения
- 8,944
- Реакции
- 8,888
Хорошо тебе, я себя ощущаю дятлом :facepalm::ag:
Snob
Агент ГРУ
- Регистрация
- 19 Мар 2012
- Сообщения
- 3,640
- Реакции
- 8,147
Snob
Агент ГРУ
- Регистрация
- 19 Мар 2012
- Сообщения
- 3,640
- Реакции
- 8,147
Когда заднее крыло имело нижнюю секцию, потоки, идущие через диффузор, нижнюю и основную секции взаимодействовали, как бы "поддерживая" друг друга.
Сейчас между крылом и диффузором есть "пустота", отчего поток вдоль нижней поверхности крыла становится менее устойчивым и более медленным, отчего крыло генерирует меньше прижимной силы и отрыв потока от нижней поверхности наступает раньше. Именно такого эффекта раньше добивались с помощью пассивной ДРС, Но она была управляемой, и включалась не когда ей вздумается, а по команде пилота.
То, что нагородили Маки, в некоторой степени компенсирует отсутствие нижней секции (beam wing), обладая к тому же адаптивным эффектом из-за проседания на большой скорости подвески под аэродинамической нагрузкой. То есть на малых скоростях росвет между нижними рычагами и диффузором закрыт - "эмулируется" эффект нижней секции. На больших скоростях просвет появляется - поток от нижней поверхности заднего крыла отрывается - "эмулируется" эффект ДРС.
Хитрецы... :ag:
SmokeST
Рыбнадзор
- Регистрация
- 18 Мар 2012
- Сообщения
- 8,944
- Реакции
- 8,888
Ред Булл, похоже, пытается воссоздать "выдувной диффузор" с помощью горячего воздуха от силовой установки...
Они писали, что эту дырку сделали как временное решение, иначе силовая установка перегревается. Они ее прям на тестах приколхозили, как жвачкой присобачено, фотка где-то была))
Snob
Агент ГРУ
- Регистрация
- 19 Мар 2012
- Сообщения
- 3,640
- Реакции
- 8,147
Фотку я выкладывал.
Но "приколхозили" в таком удачном месте, что мысли закрадываются не совпадающие с официальным вариантом.
По "отожженному" контуру (тонкие красные стрелки) видно, куда направлен основной поток...
Ред Булл (!) накосячили, Рено (!) тоже внезапно дали слабину... Два весьма маловероятных события. И у Катера всё почти "ништяк".
Когда такое было? :ag:
Последнее редактирование:
Snob
Агент ГРУ
- Регистрация
- 19 Мар 2012
- Сообщения
- 3,640
- Реакции
- 8,147
А если они эту штуку настраивали?
А на следующих тестах слишком "теплонапряженная компоновка" может заработать, но ничто не помешает БР при этом шифрануться...
Так, накатают кучу кругов в среднем темпе...
А когда всё вскроется - сушить сухари остальным будет поздно.
Впрочем - только версия...
транзит
Well-known member
- Регистрация
- 18 Мар 2012
- Сообщения
- 2,770
- Реакции
- 5,180
Если в памяти поковыряться, вряд ли вспомнится, что бы в РБ, что-то делали просто так
)).
Поток горячего воздуха из бокового сопла с определённой скоростью и температурой, может вызвать изменение встречного потока. Хитрецы.
)).Поток горячего воздуха из бокового сопла с определённой скоростью и температурой, может вызвать изменение встречного потока. Хитрецы.
Snob
Агент ГРУ
- Регистрация
- 19 Мар 2012
- Сообщения
- 3,640
- Реакции
- 8,147
Коль есть 5 минут свободного времени - напишу чуть подробнее, как это могло бы работать.
Самая горячая часть силовой установки - выпускные коллекторы. Если их охлаждать воздухом - его температура на выходе будет достаточно высока. Если, конечно, всё правильно организовать...
Проблема в том, что если использовать набегающий поток, то как его не ускоряй - на малых скоростях, где и проявляется основной "профит", этого потока может быть не достаточно. Но так как двигатель у нас турбированый, то имеется такая штука, как "блоу-офф", через которую в атмосферу сбрасывается излишек наддувного воздуха. Давление наддува не ограничено, и если на этапе проектирования заложить возможность использования избыточного воздуха для "охлаждения" выпускных коллекторов (а воздух после турбины сам по себе имеет высокую температуру), после чего уже совсем раскалённый воздух направить туда, куда в прошлом направлялся выхлоп...
Плюс к тому - расположение отверстий для выхода горячего воздуха не так зарегламентировано, нак расположение выхлопа...
Короче - не стоит раньше времени списывать Ньюи со счетов :ag:
"Red Bull Blown-off diffuser" :ag:
Самая горячая часть силовой установки - выпускные коллекторы. Если их охлаждать воздухом - его температура на выходе будет достаточно высока. Если, конечно, всё правильно организовать...
Проблема в том, что если использовать набегающий поток, то как его не ускоряй - на малых скоростях, где и проявляется основной "профит", этого потока может быть не достаточно. Но так как двигатель у нас турбированый, то имеется такая штука, как "блоу-офф", через которую в атмосферу сбрасывается излишек наддувного воздуха. Давление наддува не ограничено, и если на этапе проектирования заложить возможность использования избыточного воздуха для "охлаждения" выпускных коллекторов (а воздух после турбины сам по себе имеет высокую температуру), после чего уже совсем раскалённый воздух направить туда, куда в прошлом направлялся выхлоп...
Плюс к тому - расположение отверстий для выхода горячего воздуха не так зарегламентировано, нак расположение выхлопа...
Короче - не стоит раньше времени списывать Ньюи со счетов :ag:
"Red Bull Blown-off diffuser" :ag:
[video=youtube;sIifiATss7I]http://www.youtube.com/watch?v=sIifiATss7I[/video]
Последнее редактирование: