СПОРТ - ЭТО ЖИЗНЬ

Спорт - Это Жизнь
9 января в 08:52

«Формула-1» отказывается от самого спорного нововведения в истории: системы регулируемого заднего антикрыла (DRS)

Современная эра «Формулы-1» характеризуется постоянным поиском баланса между инженерным совершенством и спортивной зрелищностью. Внедрение системы регулируемого заднего антикрыла (Drag Reduction System, DRS) в 2011 году стало результатом десятилетий технологической гонки, которая к концу 2000-х годов привела спорт к глубокому кризису обгонов.

Исторические корни проблемы уходят в 1960-е годы, когда команды начали экспериментировать с подвижной аэродинамикой. В частности, Колин Чепмен и команда «Лотус» в 1968 году использовали высокие антикрылья с изменяемым углом атаки, что позволяло снижать сопротивление на прямых. Однако после серии катастрофических аварий на Гран-при Испании 1969 года, вызванных поломками опор этих конструкций, «ФИА» ввела запрет на любые подвижные аэродинамические элементы, который оставался в силе более сорока лет.

Предпосылки появления

К началу XXI века развитие вычислительной гидродинамики (CFD) и аэродинамических труб позволило конструкторам создавать машины, обладающие колоссальной прижимной силой, но крайне чувствительные к возмущениям воздушного потока. Основным препятствием для плотной борьбы стал феномен «грязного воздуха». Когда современный болид движется на высокой скорости, он оставляет за собой турбулентный след, характеризующийся низким давлением и хаотичным движением воздушных масс. Для преследующего автомобиля это означает резкое снижение эффективности переднего антикрыла — основного инструмента создания прижимной силы в поворотах. Исследования показывали, что при приближении к впереди идущей машине на дистанцию менее одной секунды, преследующий болид мог терять до 30–50% эффективности аэродинамики, что приводило к недостаточной поворачиваемости, перегреву шин и невозможности провести атаку на выходе на прямую.

Попытка «ФИА» исправить ситуацию в 2009 году через упрощение аэродинамики не принесла ожидаемых результатов. Хотя передние антикрылья стали шире, а задние — выше и уже, инженеры быстро нашли способы восстановить потерянную прижимную силу через сложные конфигурации торцевых пластин и диффузоров. Критическая точка была достигнута на Гран-при Абу-Даби 2010 года. Фернандо Алонсо, претендовавший на титул чемпиона мира, оказался заперт за «Рено» Виталия Петрова. Несмотря на явное преимущество «Феррари» в темпе, Алонсо не смог совершить обгон из-за невозможности достаточно близко подойти к сопернику в решающих поворотах перед длинными прямыми. Этот «тупик в пустыне» стал катализатором для Чарли Уайтинга и технического комитета «ФИА». Было признано, что традиционные методы слипстрима больше не работают в условиях доминирования аэродинамики, и спорту необходим искусственный инструмент для компенсации потерь в турбулентном следе.

Физический принцип работы DRS

Система DRS представляет собой электрогидравлический привод, установленный в центральной стойке заднего антикрыла, который по сигналу пилота поднимает верхнюю плоскость (закрылок). В закрытом состоянии антикрыло работает как единый профиль, создавая высокую разницу давлений между верхней и нижней поверхностями, что генерирует прижимную силу, необходимую для стабильности в поворотах. При активации DRS зазор между основной плоскостью и закрылком увеличивается, что приводит к немедленному выравниванию давления и снижению лобового сопротивления.

С точки зрения аэродинамики, эффективность системы описывается через изменение коэффициента лобового сопротивления. Активация DRS радикально его снижает, позволяя автомобилю достигать более высокой максимальной скорости при той же мощности силовой установки. С момента введения в 2011 году технические параметры зазора постоянно эволюционировали для поддержания эффективности обгонов: от 50 до 85 мм, что на практике давало прирост от 10 до 20 км/ч.

Система управляется стандартным электронным блоком управления (ECU) производства «Макларен», который устанавливается на все болиды. Активация возможна только в том случае, если датчики «ФИА» подтверждают нахождение болида в зоне активации и интервал до соперника менее одной секунды в точке замера. Сигнал передается на гидравлический актуатор, который физически перемещает закрылок. Любое нажатие на педаль тормоза или повторное нажатие кнопки мгновенно закрывает крыло, возвращая машине полную прижимную силу для безопасного входа в поворот.

Эра F-duct: предшественник и технологическая альтернатива

До стандартизации DRS инженеры пытались обойти запрет на подвижную аэродинамику через использование воздушных каналов, управляемых самим пилотом. В 2010 году команда «Макларен» представила систему F-duct (официально — RW80), которая стала идеологическим предшественником современной DRS. Принцип работы основывался на управлении пограничным слоем воздуха на заднем антикрыле. Инженеры создали канал, начинающийся в передней части болида (у отверстия в форме буквы «F» в логотипе спонсора Vodafone) и заканчивающийся у заднего антикрыла.

Когда пилот на прямой закрывал коленкой или рукой отверстие в кокпите, поток воздуха перенаправлялся через «акулий плавник» к щели в заднем антикрыле. Этот дополнительный поток вызывал турбулизацию пограничного слоя и приводил к «срыву потока» на плоскости крыла. В результате прижимная сила резко падала вместе с лобовым сопротивлением. Несмотря на гениальность решения, оно было признано небезопасным, так как гонщикам приходилось управлять машиной одной рукой на скоростях свыше 300 км/ч, а также дорогостоящим, поскольку требовало интеграции в структуру монокока. В 2011 году «ФИА» запретила F-duct, внедрив взамен контролируемую систему DRS, которая была проще в эксплуатации и одинаково доступна всем командам.

Как DRS повлияла на гонки

Внедрение DRS в 2011 году привело к немедленному и взрывному росту активности на трассе. Согласно статистическим данным, количество обгонов в первый же сезон выросло более чем в три раза по сравнению с периодом конца 90-х. Однако анализ показывает, что этот успех был обусловлен не только «волшебной кнопкой», но и синергией с новыми шинами «Пирелли», которые были спроектированы для быстрой деградации и создания разницы в темпе между машинами.

Если еще в 2009 году было всего 211 обгонов (12,4 за гонку), в 2010 году было 452 (23,8), то уже к 2016 их было 870 (43,5), но в 2017 году произошел спад до 435 (21,8).

Данные 2011 года демонстрируют, что из общего числа маневров (исключая первый круг и сходы из-за повреждений) только около 45% были совершены при прямой поддержке DRS. Это указывает на то, что система не просто обеспечивала легкие проезды, но и позволяла гонщикам держаться достаточно близко в поворотах, чтобы совершать традиционные обгоны в зонах торможения.

Однако к 2017 году, когда болиды стали значительно шире и получили агрессивную аэродинамику, эффективность системы начала снижаться, что потребовало увеличения зон активации и размера зазора в последующие годы.

Критика

Несмотря на рост статистических показателей, DRS стала одним из самых спорных нововведений в истории «Формулы-1». Основной аргумент критиков заключается в том, что система обесценивает мастерство пилота и превращает обгон в процедурный акт, лишенный драматизма. Профессиональное сообщество и болельщики часто называют такие маневры автострадными обгонами, когда атакующая машина просто проезжает мимо соперника на прямой еще до зоны торможения.

Одним из самых негативных побочных эффектов стали так называемые «DRS-поезда». Эта ситуация возникает, когда группа машин следует друг за другом с интервалом менее секунды. В этом случае каждый преследователь имеет открытое крыло, что нивелирует преимущество атакующего и делает обгон невозможным для всех, кроме лидера группы. Макс Ферстаппен неоднократно выражал разочарование этим феноменом, подчеркивая, что даже на самом быстром болиде невозможно пробиться сквозь пелотон, если соперники защищены системным преимуществом друг друга.

Кроме того, DRS породила специфические тактические игры. Пилоты начали намеренно замедляться перед точками замера, чтобы пропустить соперника вперед и получить право на использование DRS на следующей прямой. Инцидент на Гран-ри Саудовской Аравии 2021 года между Льюисом Хэмилтоном и Максом Ферстаппеном стал апофеозом этой тактики, когда оба гонщика отказывались лидировать перед зоной активации, что едва не привело к серьезному столкновению. Критики подчеркивают, что такие ситуации противоречат самому духу гонок, где цель — быть быстрее соперника на каждом метре трассы.

Проблемы надежности и вопросы безопасности

Подвижные элементы, работающие под колоссальной аэродинамической нагрузкой, представляют собой зону повышенного риска. История DRS знает несколько примеров, когда технические сбои приводили к катастрофическим последствиям или лишали гонщиков заслуженных результатов. При нормальной работе система должна автоматически закрываться при малейшем нажатии на педаль тормоза, восстанавливая прижимную силу на задней оси. Если крыло остается открытым в момент входа в скоростной поворот, задние колеса мгновенно теряют сцепление, что ведет к неконтролируемому заносу.

Вот некоторые примеры:

Михаэль Шумахер на Гран-при Канады 2012: вынужденный сход из-за заклинивания механизма в полуоткрытом состоянии.

Фернандо Алонсо на Гран-при Бахрейна 2013: два вынужденных пит-стопа для механического закрытия заклинившего крыла.

Маркус Эрикссон в Монце и Сильверстоуне 2018: серия переворотов на скорости 350 км/ч перед первым поворотом и вылет в барьеры в первом повороте.

Эти случаи подчеркивают сложность инженерной задачи. Современные системы проектируются по принципу «fail-safe» — в случае потери гидравлического давления или электропитания набегающий поток воздуха должен физически захлопнуть крыло. Однако, как показывает пример Эрикссона в Монце, механические повреждения или заедания в петлях могут преодолеть эту защиту, превращая аэродинамический инструмент в смертельную угрозу.

Попытка вылечиться

С введением нового технического регламента в 2022 году «Формула-1» предприняла самую амбициозную попытку решить проблему обгонов фундаментально, а не косметически. Болиды были переведены на концепцию «граунд-эффекта», где основная прижимная сила генерируется под днищем через туннели Вентури. Это должно было сделать машины менее зависимыми от формы заднего крыла и, что более важно, уменьшить турбулентность, выбрасываемую позади автомобиля.

Первые гонки 2022 года продемонстрировали успех новой философии: Шарль Леклер и Макс Ферстаппен вели плотную борьбу на протяжении нескольких кругов, имея возможность следовать друг за другом вплотную даже в скоростных поворотах. Однако по мере развития регламента команды нашли способы вновь оптимизировать аэродинамику для повышения собственной эффективности в чистом воздухе, что неизбежно привело к возвращению проблемы турбулентного следа. К 2024 году стало очевидно, что даже с граунд-эффектом DRS остается необходимой для компенсации лобового сопротивления огромных и тяжелых современных машин. Это признание привело «ФИА» к решению о радикальной смене концепции в 2026 году — вместо «пластыря» в виде DRS спорт переходит к полноценной активной аэродинамике.

Великий переход 2026 года

В 2026 году «Формула-1» официально попрощается с DRS в её нынешнем виде. Это решение обусловлено переходом на новые силовые установки, где мощность двигателя внутреннего сгорания будет снижена, а электрическая составляющая гибридной системы (MGU-K) вырастет до 350 кВт (около 475 л.с.), создавая паритет 50/50 между ДВС и батареей. Такая архитектура требует кардинально иного подхода к управлению лобовым сопротивлением.
Новая философия активной аэродинамики: X-mode и Z-mode

Вместо того чтобы давать преимущество только преследователю, активная аэродинамика 2026 года станет универсальным инструментом эффективности для всех машин. Болиды будут оснащены подвижными элементами не только на заднем, но и на переднем антикрыле.

Z-Mode (Режим высокой прижимной силы): Стандартное положение крыльев для прохождения поворотов. Все элементы закрыты для обеспечения максимального сцепления.

X-Mode (Режим низкого сопротивления): Положение для прямых, при котором углы атаки и переднего, и заднего крыла уменьшаются. Это позволит болидам достигать высоких скоростей даже при дефиците мощности ДВС в конце длинных прямых.

Важнейшее отличие заключается в том, что X-mode будет доступен всем гонщикам на каждой прямой, независимо от дистанции до соперника. Это фактически превращает «подвижное крыло» из инструмента обгона в стандартный режим работы автомобиля, аналогичный переключению передач.

Manual Override Mode (MOM): новый цифровой обгон

Поскольку аэродинамическое преимущество на прямых теперь будет у всех, роль инструмента для обгона переходит к системе управления энергией. Manual Override Mode (MOM), также называемый Overtake Mode, позволит преследователю использовать больше электрической мощности на высоких скоростях.

Логика работы MOM основана на энергетическом преимуществе:

Лидирующий болид: После достижения скорости 290 км/ч подача энергии от MGU-K начинает постепенно снижаться, полностью прекращаясь к 337 км/ч.

Преследующий болид (в пределах 1 сек): Имеет доступ к дополнительному импульсу энергии (0.5 МДж) и может поддерживать максимальную мощность 350 кВт вплоть до 337 км/ч.

Этот энергетический слипстрим позволит атакующему иметь преимущество в скорости на выходе из поворотов и во второй половине прямых. В отличие от DRS, MOM — это ресурсный инструмент. Если пилот израсходует заряд батареи на неудачную атаку, он станет уязвимым для контратаки на следующем круге, так как его система рекуперации не успеет восполнить запас.
Анализ рисков и профессиональная критика регламента 2026 года

Несмотря на технологическую привлекательность, новые правила вызывают серьезные опасения у ведущих инженеров. Гэри Андерсон, бывший технический директор «Джордан» и «Стюарт», выражает скептицизм относительно сложности системы. Он подчеркивает, что зависимость от электрической энергии на 50% может привести к энергетическим катастрофам на таких трассах, как Монца или Спа, где длины прямых превышают возможности текущих батарей по накоплению и отдаче заряда.

Кристиан Хорнер выразил обеспокоенность тем, что гонщикам придется переключаться на пониженные передачи на прямых для подзарядки батарей, что выглядит абсурдно для высшей категории автоспорта. Тото Вольфф первоначально называл предложения по изменению регламента «шуткой», но позже признал, что необходимо быть открытыми к корректировкам, если первые тесты 2026 года покажут проблемы с качеством гонок.

Еще один риск связан с поведением машин в X-режиме. Ранние симуляции показали, что при резком снижении сопротивления только на заднем крыле (без синхронизации с передним) машина становилась аэродинамически нестабильной в скоростных изгибах, что приводило к разворотам. Именно поэтому «ФИА» ввела обязательную синхронизацию передней и задней осей в новой системе активной аэродинамики.

Выводы

Система DRS, введенная в 2011 году как временный пластырь для решения глубоких аэродинамических проблем, в итоге просуществовала полтора десятилетия, став неотъемлемой частью идентичности «Формулы-1». Она выполнила свою задачу — спасла спорт от скучных, процессионных гонок начала 2000-х, но ценой этого стала утрата определенной доли первобытной чистоты борьбы.

Переход к 2026 году знаменует собой эволюцию от механического вмешательства к интеллектуальному управлению ресурсами. «Формула-1» признает, что в условиях современных скоростей и габаритов машин естественные обгоны без технической поддержки практически невозможны. Однако перенос акцента с аэродинамики на энергию дает надежду на возвращение более вариативного и честного состязания.