Вождение
Движение по гоночной трассе существенно отличается от движения по обычной дороге. Впрочем, и поведение формульного болида несколько отличается от поведения кузовного автомобиля. Если бы Вы посмотрели на ленту гоночной трассы с точки зрения определения оптимальной траектории движения для быстрейшего прохождения круга, Вы бы определили для себя путь, который гонщики называют "линией" или "траекторией". В целом, траекторией является наилучший путь, по которому пилот входит в поворот, проезжает его апекс и затем выезжает из поворота на наивысшей возможной скорости. Если Вам приходилось смотреть гонку, то Вы, думаю, обращали внимание, как гонщик подходит к повороту по внешней стороне трассы, затем смещается к его центру, слегка прокатываясь по поребрику на внутренней стороне поворота и выезжает из него, устремляя болид вновь на внешнюю сторону трассы уже двигаясь, набирая скорость, по прямой.
На большинстве трасс траекторию определить несложно - это темная полоса на асфальте, оставляемая следами резины колес болидов, которые множество раз проезжают в одном и том же месте. Следуйте этой линии и Вы гарантированно проедете хороший быстрый круг. Но фишка как раз в самом понимании, что идеальная траектория будет разной для поворотов с различной конфигурацией. Если бы трассы состояли из кривых одинакового радиуса определить идеальную траекторию было бы просто. Но каждая трасса имеет множество различных сочетаний поворотов, имеющих различные апексы; иногда встречаются и по два различных апекса для одного затяжного поворота. Кроме того, существуют и так называемые "шиканы" - скоростные змеевидные повроты типа лево-право, в которых болид приходится бросать с одной стороны трека на другую. Наконец, есть "шпильки", повороты со столь изогнутым апексом, что болидам приходится замедляться до 70 км/ч и медленно его огибать, чтобы корректно, а главное без потери времени, выйти из поворота.
Прохождение поворотов
Рассмотрим пример прохождения скоростного поворота на примере одной из прямых трассы в Интерлагосе (Бразилия). Болиды проезжают прямую и приближаются к повороту в конце этой прямой.
Идеальная траектория обозначена тремя ключевыми точками ее прохождения;
A) точка входа, обычно эта точка расположена в конце зоны торможения, именно здесь болид входит в поворот.
B) собственно апекс или точка сечения. Это самая медленная часть поворота, где болид находится ближе всего к внутреннему краю поворота.
C) точка выхода из поворота, когда болид вновь выезжает на прямую. Это самая скоростная точка поворота.
Проходя повороты гонщик должен использовать как можно больше гоночного пространства трассы, включая поребрики (жесткий край трассы, ограничивающий полотно). Его главная задача - вновь набрать скорость как можно быстрее.
Усложняет проблему тот факт, что другие гонщики также желают соблюдать траекторию, а потому, чтобы их пройти, нужно найти следующую по оптимальности линию траектории и надеяться, что мощности Вашей машины хватит, чтобы обогнать соперника.
Давайте проанализируем прохождение "шиканы" Variante Ascari в Монце (Италия).
Как видим, существует только одна оптимальная линия прохождения. Это делает обгон затруднительным и болиды просто проходят повороты "паровозиком". Обратите внимание, где здесь находятся основные точки, определяющие оптимальную траекторию движения.
Управление
Существует несколько констант поведения машины на трассе, в особенности когда вопрос касается прохождения поворотов. При любых обстоятельствах гоночный автомобиль имеет три основных тенденции, которые касаются его управления: недостаток поворачиваемости, избыток поворачиваемости либо нейтральное поведение. Нейтральное поведение практически не встречается в процессе гонок, так как, я уже говорил, все трассы имеют неодинаковое сочетание прямых и поворотов разных апексов.
Недостаток поворачиваемости
Как только болид достигает поворота, гонщик тормозит, а затем поворачивает руль. Прижимная сила спереди болида уменьшается и машина начинает смещаться к внешнему краю поворота. При большом недотстаке поворачиваемости болид просто не сможет повернуть и вылетит с полотна через внешнюю сторону поворота.
Чтобы контролировать недостаток поворачиваемости необходимо придать больше прижимной силы на передние колеса. Это достигается минимальным использованием акселератора, позволяя колесам иметь лучшее сцепление с полотном, либо за счет более жесткого торможения, когда вес от перегрузки смещается к передним колесам увеличивая прижимную силу. Либо (это характерно для медленных трасс) увеличить площадь и угол наклона переднего крыла. Так или иначе, для управления болидом с недостатком поворачиваемости необходимо жестко контролировать баланс газа и тормоза. Потеря переднего крыла в гонке сразу приводит к высокому недостатку поворачиваемости в управлении.
Избыток поворачиваемости
Как Вы понимаете избыток поворачиваемости противоположен ее недостатку. Другими словами это такое состояние болида, когда передние колеса имеют достаточное сцепление с трассой, в то время как задняя часть болида "теряет" траекторию и машину раскручивает вокруг своей оси. Чаще избыток поворачиваемости возникает вследствие неправильного баланса тормозов, плохих или изношенных покрышек, либо неправильно установленных крыльев. В отличии от недостатка поворачиваемсоти, которая ощущается постепенно, избыток возникает неожиданно и быстро. Если его вовремя не отследить это может привести к повреждению или потере заднего крыла и тогда болид уйдет в неуправляемое вращение.
Одним из методов выхода из состояния возникшего избытка поворачиваемости это вывернуть руль в направлении противоположном скольжению и убрать газ, чтобы вывести машину из вращения. Хотя некоторые гонщики, как например, Жан Алези в свое время, любят использовать избыток поворачиваемости для более агрессивного вождения (машина поворачивает более резко, что дает возможность для более позднего торможения). Потеря заднего крыла в гонке сразу приводит к высокому избытку поворачиваемости в управлении.
Нейтральное поведение
Идеальное поведение болида. Имеет место при оптимальном балансе нагрузок на задние и передние колеса. Все четыре колеса движутся в нужном направлении. Водитель просто направляет машину на вход поворота, внешняя сторона передних колес смотрит при этом прямо и ему не приходится дополнительно корректировать движение.
Торможение
В поисках идеальной траектории гонщики ищут как можно больше ориентиров на трассе. На всех трассах стоят специальные указатели за 100, 200 и 300 метров до поворота, но это слишком относительно в понимании гонщиков. Многие ориентируются на рекламные щиты, кусты или деревья для определения оптимальной точки торможения, момента поворота и разгона. Пилоты должны знать каждый метр любого трека, чтобы запомнить те точки приложения, которые позволят проезжать круг с лучшим временем.
Единственной необходимостью для торможения болида Формулы 1 является достижение наивысшей возможной скорости вхождения в поворот. Благодаря небольшому весу болида, карбоновым дискам и широким шинам, формула 1 недостижима в своих возможностях торможения, ведь ей достаточно всего 18 метров, чтобы полностью остановиться со скорости в 100 км/ч. Гонщики пользуются этим сполна и тормозят как можно позже. Это значит, что обычно торможение происходит очень жестко и, если не делать этого правильно, можно повредить покрышки. Шины, которые "пузырятся" увеличивают износ колеса в процессе гонки, образуют "проплешины", которые уменьшают сцепление с трассой и делают машину плохо управляемой.
Обгоны
Учитывая, что ширина траектории да и всего трека на большинтсве автодромов достаточно узкая, большинство попыток обгона совершаются в конце длинных прямых с использованием одной из доступных технологий. Одна из таких технологий назывется обгон "слипстриомом", которая становится все более сложной к применению, учитывая новые разработки команд в сфере аэродинамики. Суть технологии заключается в том, что обгоняющий болид на скорости догоняет идущего перед ним пилота и как бы "пристраивается" сразу за ним. Едущий на большой скорости первый болид как пылесос принимает на себя воздушные потоки и разрезает их, уменьшая спортоивление на идущий сзади автомобиль и как бы притягивая его под себя разогретым потоком воздуха. Это позволяет движку догоняющей машины работать с меньшей отдачей для достижения необходимой скорости.
Такой воздушный "карман" начинается с растояния в 20-75 футов (6-22 метра) от впереди идущей машины. Догоняющий, улучая подходящий момент, просто выныривает из-за идущей впереди машины и обгоняет ее обычно по внутреннему радиусу, имея больший запас мощности двигателя.
Однако, в последнее время, совеременные изменения в аэродинамике привели к тому, что "воздушный карман" стал заполняться турбулентными потоками идущими от заднего крыла и открытых задних колес. Именно поэтому количество таких обгонов становится все меньше. Турбулентность ухудшает прижимную силу на обгоняющем болиде, так как возмущенные воздушные потоки не проходят переднее крыло ровно. А потому выигрыш в мощности зачастую невелируется нестабильным поведением машины, что усложняет процесс обгона.
Обгон на торможении
Другая распространенная технология обгона - это обгон соперника на торможении при входе в поворот. Технология заключается в более позднем торможении перед входом в поворот, чтобы затем, выиграв 2-3 метра полотна, воткнуть нос болида перед соперником и первым занять выгодную траекторию, иногда даже вытолкнув таким образом соперника за пределы трассы (либо не оставив ему места для оптимального маневра).
Сложность такого обгона в том, что малейшая оплошность в расчете торможения приведет к тому, что обгоняющий слишком широко выйдет из апекса поворота (даже возможно выскочив за пределы трассы с внешней стороны поворота), что позволит сопернику вновь вернуть себе свою позицию.