Черное золото ДТМ
Часть первая. С точки зрения инженера
Двигатель, трансмиссия, аэродинамика – важные компоненты гоночного автомобиля. Но без одного важного компонента весь пар уйдет в свисток. Рассмотрим его поближе, постараемся понять, чем ценно «черное золото» – гоночные шины.
Зачем нужен мощный автомобиль, если ни один гонщик не может реализовать его потенциал? Шина – единственный связующий элемент между автомобилем и асфальтом. Этот связующий элемент подытоживает всю работу двигателя, трансмиссии и шасси. Михаэль Белльманн, главный инженер спортивного подразделения "Данлоп" и adrivo.com открывают вам дверь в загадочный мир гоночных шин.
Такой непредсказуемый асфальт…
Было бы здорово для пилотов и их инженеров, если бы существовали специальные шины под каждую конкретную трассу или хотя бы разные шины для квалификации и гонки. Но даже в Ф-1 об этом могут только мечтать. В ДТМ единственный поставщик шин – "Данлоп". Инженерам приходится учитывать значительные различия между условиями на трассах.
В Брэнд-Хэтч асфальт крайне грубый и абразивный, он очень требователен к жесткости покрышек и вызывает самый сильный износ. Прямо противоположные условия на Лаузитце, асфальт на котором очень гладок, – здесь пилоты могут наматывать бесчисленные круги без ощутимого износа. Но главной проблемой становится прогрев резины до рабочей температуры – проблема, которой не было в Мюджелло с температурой асфальта выше 60 °С.
Многие испытания были внезапными, но шины выдержали их все, более того, была собрана необходимая информация для будущего сезона. Был найден максимум эксплуатационных свойств.
Непростой каучук
Главная особенность гоночных шин, которая предопределяет все характеристики, конечно, конструкция. Шина "Данлоп" ДТМ включает в себя два главных конструктивных элемента – с одной стороны, это каркас, придающий необходимую жесткость. «Внешние силы передаются на колесный диск, оттуда – на шасси и в конечном счете – на автомобиль», – объясняет Михаэль Белльманн. С другой стороны, это протектор, обеспечивающий сцепление и контакт с дорожным полотном.
Протектор шины, конечно, отличается от обычного дорожного составом резины, который содержит смягчающие примеси. Гоночная шина может обеспечить существенно большее сцепление, но по износостойкости уступает самым мягким дорожным экземплярам. Каркас гоночной шины должен выдерживать гораздо большие нагрузки, чем его серийный аналог.
Для сезона 2007 "Данлоп" представил новую модификацию "Данлоп СП Спорт Макс". Размерность передних шин 265/660-R18, на задней оси – 280/660-R18, то есть ширина передних покрышек 265 миллиметров, задних – 280. Основное различие с прошлогодними шинами в смеси для протектора: «Мы разработали лучшую смесь, – объясняет Михаэль Белльманн, – это значит, что шина при тех же самых сцепных свойствах проявляет лучшую стабильность. Водители могут ехать на одном комплекте дольше на крайне высоком уровне». Шина медленнее изнашивается, справляется с более высокими температурами и сама нагревается до меньших температур. Таким образом, для команд увеличивается свобода выбора стратегии, в то время как у водителей появляется шанс атаковать на более длинном отрезке дистанции. Развитие, которое, как некоторым кажется, идет в неверном направлении. «Вследствие этого водительское мастерство уходит, по моему мнению, на задний план», – считает пилот «Ауди» Тимо Шайдер.
Загадочные настройки
Во время поиска оптимальных настроек с шинами особенно важный фактор – это давление в шине, величина давления на трассу в пятне контакта. При высоком давлении в шине возникает высокое распределенное давление на квадратный метр, при низком давлении в шине давление в пятне контакта уменьшается. От давления в шине зависит управляемость автомобиля. Если воздух в шинах имеет недостаточное давление, то дело доходит до значительной деформации шины – боковая стенка подкашивается на поворотах. Напротив, слишком высокое давление в шине (или давление в пятне контакта) влечет за собой повышенные температуры и износ. Кроме того, от перекаченных шин очень страдает точность управления, так как структура покрышки становится слишком жесткой. Таким образом, на Лаузице и Нюрбургринге подбирается по возможности высокое давление, в то время как в Мюджелло и Зандфорте команды экспериментируют с низким давлением.
Наряду с давлением значительную роль играет развал колес. Развал колес может быть отрицательным и положительным. В ДТМ разрешенные углы развала – от 1 градуса до 4-х. Отрицательный развал колес означает, что самые близкие точки двух покрышек в нижней части колеса расположены дальше друг от друга, чем ближайшее точки в верхней части. Проще говоря, колеса как бы сложены «домиком». Это позволяет понизить нагрузки на колесо в повороте и добиться меньшей деформации шины, большего пятна контакта и сцепления.
«Мы устанавливаем углы развала колес после регистрации распределения температуры по протектору. Если бы машины всегда ехали прямо, то на внутреннем плече были бы более высокие температуры, чем на внешнем. Поэтому мы всегда стараемся выбрать как можно меньший развал, – объясняет Белльманн, – полная противоположность – это овальный трек, на котором все едут только направо. При этом инженеры повысили бы отрицательный развал с левой стороны и выбрали бы положительный развал на правой стороне, чтобы колесо могло выдерживать постоянные боковые силы. В Брэндс-Хэтч, где трасса со множеством правых поворотов очень асимметрична, на автомобилях отрицательный развал с левой стороны больший, чем с правой».
Как шина ведет себя на протяжении круга, сильно зависит от характеристики трассы: как много поворотов на трассе, каковы свойства асфальта, как высоки скорости в поворотах. На грубом асфальте Брэндс-Хэтч уже в первом круге шина часто достигает своего максимума по сцеплению, после чего довольно скоро происходит ухудшение характеристик, что затрудняет прохождение второго круга. Все совсем наоборот на Лаузице. В то время как на бесконечных поворотах британской трассы шинам некогда отдыхать, на длинной стартовой прямой в Клеттвице есть место, где она может остыть.
Во время работы с шинами ничего случайного нет. Множество инженеров во время каждого этапа заняты сбором всевозможной информации. «Это все возможно благодаря тесному сотрудничеству с инженерами гоночных команд, которые всегда делятся с нами информацией», – говорит Михаэль Белльманн. Во время работы он не может позволить себе эксперименты с характеристиками шин. Только накопленный опыт и обширная база данных делают возможными самые точные прогнозы относительно характеристик шин во время гонки...