Формула 1

Формула-1 2026, «Зандворт»: Предисловие

Метафоро-насыщенные размышления с добавлением никому доселе не известных индексов в попытке объяснить характер трассы, на которую «Формулы-1» приезжает в последний раз.

С трассой «Зандворт» мы познакомились в эпоху нашего бурного увлечения ДТМ. С тех пор седина хорошенько посеребрила вместилище источника безудержной фантазии, а былой энтузиазм основательно обтесался о выпячивающиеся во все стороны последствия неудержимой коммерциализации автоспорта.

Сейчас на этот автодром приезжает «Формула-1». Видимо, в последний раз. В напоминание о том, что престарелая «Королева» гостила тут, останутся феерического вида виражи. Не повороты, а именно виражи. Мы так говорим, и сами себя не укоряем, как мы обычно делаем с неуместными употреблениями эпитетов. Объясним, почему.

4259 метров, четырнадцать поворотов, два виража с креном 19 и 18 градусов, короткий круг, песок с Северного моря и такая плотность работы шин, что «Пирелли» прямо относит «Зандворт» к трассам с высокой энергонагруженностью (не путать с энергонасыщенностью!). Требуемый уровень прижимной силы примерно соответствует Будапешту.

А ещё здесь имеется рельеф. Наш «индекс рельефа трассы» пока существует без окончательно утверждённой шкалы, и «Зандворт» хорошо показывает, почему торопиться с ней нельзя. Суммарный перепад высоты сам по себе мало что объясняет. Гораздо важнее, где именно автомобиль получает и теряет потенциальную энергию.

На спуске происходит простейшая операция:

ΔEₚ = m·g·Δh.

Потенциальная энергия уменьшается, кинетическая растёт. Машина получает скорость в долг у рельефа. В идеальном школьном мире кредит беспроцентный: следующий подъём заберёт ровно столько же энергии, сколько предыдущий спуск отдал. Гоночный автомобиль школы не посещал. Пока он наслаждается заёмными километрами в час, сопротивление воздуха растёт примерно с квадратом скорости, мощность на его преодоление - примерно с кубом. Шины деформируются, подшипники сопротивляются, воздух греется. Проценты набежали.

Если после спуска дорога снова идёт вверх, часть кредита возвращается рельефу вполне цивилизованным способом. Если впереди зона торможения, наступает дефолт: накопленная кинетическая энергия переходит в тормозные механизмы, шины, поток воздуха и - в машине 2026 года - частично обратно в систему рекуперации.

Поэтому для будущего индекса рельефа нам мало знать высоту самой высокой и самой низкой точек. Нужно учитывать хотя бы четыре вещи: величину продольных уклонов, частоту переходов между ними, вертикальную кривизну дороги и положение каждого перепада относительно разгона, поворота и торможения. Но это нам, буйно помешанным на неочевидных вещах. Простому читателю можно и не отвлекаться на такие рассуждения. Тем не менее, попробуем уточнить, что имеется в виду.

«Зандворт» нагружает именно частотой. Машина почти постоянно либо входит в изменение профиля, либо выходит из него. Для подвески это означает изменение вертикальной нагрузки, для днища - изменение положения относительно дороги, для шины - очередное перераспределение нормальной (перпендикулярно к поверхности трассы) силы как раз тогда, когда от неё уже требуют боковой.

А нынешняя машина «Формулы-1» все еще получает значительную долю прижимной силы от днища. Значит, вертикальное движение кузова - это уже не только вопрос того, насколько хорошо колесо следует за дорогой. Меняется течение под полом, положение областей разрежения и аэродинамический баланс.

Но третий поворот – «Гугенгольц» - вообще не совсем относится к нашей энерго-кредитной системе. Его крен ничего не перекладывает автомобилю в энергетический кошелёк. Он предоставляет субсидию.

На плоской дороге практически всю требуемую центростремительную силу

F = m·v²/r

должны создать шины и аэродинамика. Если поверхность наклонена на угол θ, нормальная реакция дороги получает составляющую, направленную внутрь поворота.

Даже если выбросить из задачи шины и аэродинамику, останется известное:

v = √(r·g·tan θ).

Для 18 градусов tan θ ≈ 0,325. Иными словами, одна только геометрия дороги способна обеспечить составляющую центростремительного ускорения порядка 0,325g.

Бесплатной боковой силы, конечно, опять не получилось. Большая скорость увеличивает аэродинамическую нагрузку, но вместе с ней растёт сопротивление. Увеличивается вертикальная нагрузка на шину, но её способность создавать боковую силу растёт нелинейно. Меняется развал колеса относительно дороги, деформируется каркас, гуляет температура.

Зато появляется очень редкая для современных автодромов вещь: траектория одновременно становится выбором радиуса и выбором системы сил.

Крен «Гугенгольца» прогрессивный. Выше по полотну - больше радиус и больше наклон дороги. Ниже - путь короче, но большую часть работы приходится снова отдавать шине. Поэтому вопрос «где здесь правильная траектория?» без конкретной машины почти лишён смысла.

Для одной машины выгоднее подняться выше и купить скорость большей длиной пути. Другая сможет сильнее «опереться» на переднюю подвеску внизу. Третья потеряет выигрыш уже на выходе.

Вот здесь хорошо пригодился бы наш второй «подзабытый» за последний месяц инструмент - индекс отдачи аэродинамики.

Его смысл как раз не в том, «сколько прижимной силы нужно трассе», а сколько времени круга удаётся купить единицей дополнительного прижима и какой ценой сопротивления. На «Зандворте» условия для высокой отдачи очевидны: много средних и быстрых поворотов, всего одна по-настоящему длинная прямая и высокий требуемый уровень прижимной силы. «Пирелли» сравнивает аэродинамические требования трассы с Будапештом.

То есть дополнительный ньютон прижима успевает несколько раз отработать свой хлеб до того, как его сопротивление выставит счёт на прямой.

Но и здесь имеется ростовщик - ветер. «Зандворт» лежит практически на берегу Северного моря, и сильные порывы здесь обычны. «Пирелли» отдельно предупреждает, что при новом аэродинамическом регламенте их влияние может оказаться особенно заметным.

Совсем как в том дурацком примере про самолет на беговой дорожке, для автомобиля имеет значение не скорость относительно асфальта, а относительная скорость воздуха:

V⃗возд = V⃗машины − V⃗ветра.

Дальше появляется динамический напор:

q = ½·ρ·V².

Порыв в десять километров в час на фоне двухсот кажется мелочью, пока не вспомнишь квадрат скорости. Попутный ветер уменьшает прижим и сопротивление, встречный увеличивает оба. Боковой добавляет угол набегания потока и заставляет переднее антикрыло, колёса, кромки пола и диффузор работать уже не в тех условиях, для которых машина только что была уравновешена.

Причём ветер здесь работает вместе с рельефом. Автомобиль выходит из-за «тени» от дюны, меняется направление потока, одновременно разгружается на вертикальном перегибе - и аэродинамика с механикой получают прекрасную возможность поссориться непосредственно прямо во время прохождения поворота.

На пятницу и субботу нынешний прогноз обещает «Зандворту» ливни при температуре воздуха около 19-20 °C, воскресенье пока выглядит значительно суше. Это уже не просто приложение к прогнозу гонки.

При прохладном воздухе выше его плотность - значит, при той же скорости растут и прижимная сила, и сопротивление. Холоднее асфальт - труднее привести шины в рабочее состояние. Дождь смывает накопившийся слой резины, а после высыхания трассу приходится фактически прикатывать заново. Добавим песок, который ветер приносит с ближайших пляжей и который, по данным «Пирелли», способен заметно изменить сцепление даже между соседними сессиями.

То есть исходные условия могут поменяться быстрее, чем инженеры успеют построить красивую кривую «обрезинивания» трассы. А времени-то у них почти нет! Впервые голландский этап проводится со спринтом: одна часовая тренировка в пятницу, затем уже квалификация к короткой гонке.

Шестьдесят минут на то, чтобы согласовать дорожный просвет с рельефом, подобрать работу машины в двух виражах, разобраться с шинами, ветром и ещё понять, что из увиденного относится к автомобилю, а что просто принесло очередной тучей со стороны моря.

И здесь пригодится ещё один из наших недоделанных индексов - энергетический.

«Зандворт» нельзя оценивать только по тому, сколько электрической энергии машина способна собрать за круг. Для гибридной системы важны сразу две стороны: где энергию можно получить и где её имеет смысл вернуть на колёса.

Трассы с частыми тяжёлыми торможениями богаты на рекуперацию. У «Зандворта» таких зон немного. Значительная часть круга состоит из поворотов, где скорость не уничтожается одним сильным торможением, а постепенно меняется. Поэтому по способности «кормить» электрическую часть «Зандворт», вероятно, уступит не только «Монреалю», но и «Монце». Скажем так, это мы прикинули, а не подсчитали, поэтому сильно нас бить не нужно.

Зато мест для расходования энергии хватает. После медленных участков машину надо несколько раз разгонять в область скоростей, где электрическая часть силовой установки может серьёзно помогать двигателю внутреннего сгорания. Значит, сама энергетическая задача может получиться асимметричной: тратить хочется чаще, чем природа трассы позволяет выгодно собирать.

И тут возвращается тот же самый долговой сюжет. Спуск дал скорость, торможение позволило часть долга переложить в аккумулятор, а следующий разгон потребовал её обратно. Если система успевает замкнуть этот оборот - капитал работает. Если энергия накоплена там, где её негде выгодно использовать, происходит дефолт, и на свои мегаджоули вы можете купить только дырку от бублика.

Так что «Зандворт» хорошо подходит для проверки всей нашей затеи с индексами. Жаль, что к тому времени, когда мы ее доведем до более или менее вменяемого состояния, «Формула-1» уже и забудет, что когда-то развеяла свои ароматы на этих берегах Северного моря.

Не обидно только за турбо-стресс индекс: трасса практически на уровне моря, а прохладный воздух не заставляет компрессор бороться с разреженной атмосферой высокогорья. Разве что, песок станет проблемой на впуске. Зато аэродинамическая отдача должна быть высокой, энергетический баланс - неочевидным, а будущий индекс рельефа наконец получает трассу, на которой можно проверить, правильно ли мы вообще сформулировали его физический смысл.

И поверх всего этого лежит погода, способная за десять минут изменить плотность воздуха, температуру шин, состояние поверхности и направление аэродинамической задачи.

«Зандворт» постоянно меняет условия кредита. Посмотрим, кто в воскресенье останется платёжеспособным.