Почему эффект порпойзинга вообще появился и что это такое по сути
Если упростить до человеческого языка, «порпойзинг» — это когда болид начинает вертикально подпрыгивать на прямой, как дельфин в воде. Машина то «присасывается» к трассе, то срывает поток, теряет прижимную силу и снова падает. В 2022 году это стало массовой проблемой из‑за новых технических регламентов на днище и облегчённый обвес.
С инженерной точки зрения это классический автоколебательный процесс: при определённой скорости и высоте машины над трассой аэродинамическая сила резко возрастает, машина проседает, поток под днищем срывается, прижимная сила исчезает — и болид подпрыгивает. Цикл повторяется с частотой, которая уже заметно влияет на управляемость и на состояние пилота.
Новая аэродинамика: как регламент 2022 спровоцировал проблему
Граунд-эффект как основа: формула 1 технический разбор болидов
Начиная с сезона 2022, FIA фактически вернула активный граунд-эффект. Основную прижимную силу генерируют туннели под полом, а не сложные верхние элементы. Именно здесь и кроется ключ к тому, как аэродинамика болида формулы 1 2022 эффект порпойзинга сделала почти неизбежным для команд, которые агрессивно занижали клиренс.
Коротко по сути конструкции:
1. Под днищем — профилированные каналы, работающие как диффузор.
2. Кромки пола и лонжероны жёстко завязаны на высоту машины над асфальтом.
3. При минимальном дорожном просвете прижимная сила растёт нелинейно, с «пиком» в очень узком диапазоне высот.
Если команда попадает в этот «пик» на прямой, нагрузка на подвеску резко возрастает, болид проседает — и дальше начинается тот самый порпойзинг.
Реальные кейсы: кто страдал больше всех
Наиболее показательный пример — Mercedes в начале 2022 года. Машина была сконструирована с крайне узкими боковыми понтонами и агрессивно загруженным полом. Настройки подвески вынужденно делались жёсткими, а клиренс — минимальным, чтобы выжать максимум прижимной силы. Результат: на прямых Hamilton и Russell буквально подпрыгивали в кокпите.
Ferrari демонстрировала менее визуально заметный порпойзинг, но он проявлялся в средней зоне скоростей, ближе к концу прямых, что особенно влияло на стабильность торможений. В телеметрии это хорошо видно по нестабильному замедлению и мелким корректировкам руля перед апексом.
А вот Red Bull, наоборот, выглядели спокойнее. Их болид имел более «толстые» понтоны и менее критичную зависимость прижимной силы от клиренса. Это тот самый случай, когда более консервативный подход окупился с точки зрения управляемости и износа резины.
Настройки подвески и прижимной силы: что команды делали не так и как исправлялись
Жёсткость против комфорта: настройки подвески и прижимной силы формула 1
Инженеры попали в классическую ловушку: чтобы получить больше прижима, нужно занизить машину, а чтобы не пробивать днищем асфальт — усилить подвеску. Но при этом:
— Чем жёстче подвеска, тем выше вероятность, что вертикальные колебания не будут гаситься, а наоборот, усиливаться.
— Чем ниже клиренс, тем сильнее нелинейность аэродинамической характеристики.
В результате настроить болид так, чтобы он был и быстрым, и стабильным, стало нетривиальной задачей. Многие команды предпочли пожертвовать абсолютной скоростью на прямой ради предсказуемости в поворотах и меньшей вибрации для пилотов.
Неочевидные решения, которые реально работали
Есть несколько ходов, которые не лежали на поверхности, но в итоге дали значимый эффект:
1. Смещение окна максимальной прижимной силы.
Некоторые команды сознательно «срезали» пик прижима за счёт изменения формы туннелей под полом и геометрии диффузора. Да, машина теряла немного «даунфорса» в теории, но становилась более предсказуемой в реальных условиях.
2. Ассиметричные настройки по осям.
В ряде случаев инженеры делали переднюю подвеску чуть мягче, чем заднюю, чтобы перераспределить колебания и уменьшить амплитуду подпрыгивания именно в зоне максимально загруженного заднего пола.
3. Работа с шинами как демпфером.
Давления и температурные окна шин подбирались так, чтобы сами шины играли роль дополнительного демпфера. Это выглядело противоречиво, ведь слишком мягкая шина — риск перегрева, но в конкретных условиях трасс с длинными прямыми это помогало.
Влияние порпойзинга на результаты Гран-при
Как колебания ударили по темпу и стратегии
Порпойзинг — это не только дискомфорт пилота и жесткие кадры на онборде. Он напрямую влияет на:
— стабильность торможений (сбивается точка торможения);
— нагрузку на шины (микроскольжения при каждом подпрыгивании);
— расход топлива (мелкие корректировки газа и руля);
— эффективность DRS (нестабильный поток на заднем крыле).
Если взглянуть на анализ результатов гран-при формулы 1 по командам в начале сезона 2022 года, становится видно, что команды с наиболее жёстким и выраженным порпойзингом проигрывали именно на трассах с длинными прямыми (Баку, Джедда, Канада), даже если в поворотах были конкурентоспособны.
Кейсы изменения расстановки сил
— Mercedes потеряли стабильность на прямых, что влияло на квалификационный темп. На круге пилоту приходилось оставлять запас по тормозным точкам, а в гонке — беречь шины. Это стоило нескольких потенциальных подиумов в первой трети сезона.
— Ferrari иногда была вынуждена поднимать клиренс и идти на менее агрессивные настройки, из-за чего скорость на прямых уступала Red Bull. В условиях равного темпа в поворотах это решало исход дуэлей на длинных прямиках.
— Red Bull благодаря более «чистой» аэродинамике пола и сбалансированным настройкам меньше страдали от порпойзинга. Это позволило им использовать более агрессивные топливные и шинные стратегии, что часто превращалось в тактическое преимущество ближе к финишу.
Альтернативные инженерные подходы к борьбе с порпойзингом
Не только клиренс и жёсткость: куда ещё смотрели инженеры
Иногда создаётся впечатление, что все свелось к простому: «поднимем машину и сделаем мягче». В действительности арсенал решений гораздо шире:
1. Перераспределение масс.
Лёгкий сдвиг центра тяжести назад снижает загрузку передней оси и позволяет переработать картину потоков под днищем. Эффект небольшой, но в сумме с другими решениями помогает выйти из критической зоны по колебаниям.
2. Работа с продольными и поперечными жесткостями.
Инженеры играли не только абсолютной жёсткостью подвески, но и её соотношением по направлениям. Идея в том, чтобы «размазать» вертикальные колебания в продольную и поперечную плоскости, не допуская резонанса.
3. Тонкая подстройка аэродинамических мелочей.
Небольшие изменениия кромки пола, дефлекторов, креплений зеркал и элементов на понтонах могли немного изменить характер потока, смягчив переход в зону срыва под днищем. Это особенно видно по эволюции пакета обновлений в середине сезона.
Рекомендации экспертов: что бы делали в топ‑команде
Инженеры, которые комментировали проблему в медиа (бывшие аэродинамики и шеф-дизайнеры топ-команд), условно сводили свою позицию к нескольким принципам:
1. Не гнаться за максимальным прижимом на CFD и в аэротрубе ценой сверхузкого рабочего диапазона клиренса.
2. С самого начала вкладываться в модель колебаний «подвеска + шины + аэродинамика», а не считать их по отдельности.
3. Планировать эволюцию шасси с учётом того, что FIA может менять регламент по высоте кромки пола — и закладывать запас в конструкции.
Иными словами, хорошие аэродинамики сейчас мыслят не только в плоскости «формула 1 технический разбор болидов», но и в плоскости динамики систем, где аэродинамика и механика связаны жёстче, чем раньше.
Лайфхаки для профессионалов: как работать с данными по порпойзингу
Что можно выжать из телеметрии и симуляций
Даже в любительских и полупрофессиональных сериях, где нет полного граунд-эффекта, опыт Формулы‑1 можно частично перенести. Ключевой навык — умение быстро находить и интерпретировать зоны вертикальных колебаний.
1. Используйте вертикальное ускорение и частотный анализ.
Колебания легко обнаружить по пикам в спектре ускорений. Если есть повторяющаяся частота, синхронная с ростом скорости на прямой, — это ваш локальный аналог порпойзинга.
2. Смотрите на корреляцию с педалью тормоза.
Если пилот начинает тормозить чуть раньше или дольше держит давление на педали именно на том участке, где заметны колебания, значит проблема уже влияет на стиль пилотирования.
3. Сопоставляйте данные с видео и ощущениями пилота.
Даже в профессиональной среде порой недооценивают субъективные ощущения. А именно они помогают отличить «шум» подвески от опасных режимов, которые сбивают концентрацию.
Профессиональные инженерные офисы и аналитики сейчас активно монетизируют опыт работы с подобными данными. Отсюда и рост интереса к сервисам, где можно буквально купить доступ к телеметрии и аналитике формулы 1 и использовать их как эталон при разработке собственных методик.
Практические советы по настройке для инженеров и симрейсеров
Краткий чек‑лист, который применим и в реальной технике, и в продвинутых симуляторах:
1. Не загоняйте машину в «идеальный» клиренс, если видите колебания на прямых — поднимите её на пару миллиметров и оцените общий выигрыш по контролю.
2. Играйте не только жесткостью пружин, но и демпферами: иногда дополнительное демпфирование даёт больший эффект, чем жёсткость.
3. Сначала стабилизируйте заднюю ось, потом занимайтесь передней — большинство эффектов, похожих на порпойзинг, начинаются именно с задней части машины.
Альтернативный взгляд: стоило ли так сильно полагаться на граунд-эффект
Плюсы и минусы нового регламента
С одной стороны, новая концепция дала более плотный пелотон и уменьшила зависимость от «грязного воздуха» — машины стали способенее преследовать друг друга в поворотах. С другой — появление порпойзинга показало, насколько чувствительной стала система «болид + трасса».
Критики регламента указывают, что:
— безопасность пилотов подверглась дополнительному риску из‑за длительных вибраций;
— команды вынуждены тратить ресурсы не столько на поиск скорости, сколько на борьбу с нежелательными колебаниями;
— штраф за ошибку в аэродинамической концепции стал намного выше, чем раньше.
Тем не менее, по мере адаптации команд и точечной коррекции правил FIA проблема стала более контролируемой, а уровень гонок — более зрелищным.
Вывод: как эффект порпойзинга переформатировал Формулу‑1
Эффект порпойзинга стал не просто раздражающим побочным явлением нового регламента. Он перевернул привычную логику разработки автомобилей: теперь нельзя думать об аэродинамике, механике и шинах по отдельности. Всё рассматривается как единая, тесно связанная система.
Команды, которые быстрее других осознали эту взаимосвязь, перестроили свои модели и отказались от погони за «идеальными цифрами» в аэротрубе, получили тактическое и стратегическое преимущество. Остальным пришлось догонять, пересматривать концепции шасси и строить новый подход к моделированию.
Порпойзинг заставил всех — от топ-инженеров до симрейсеров — внимательнее относиться к динамике болида на высоких скоростях и к тому, как малозаметные изменения в настройках могут кардинально повлиять на поведение машины. И в этом смысле он реально изменил Формулу‑1, сделав её ещё более инженерно сложной и интересной для глубокого технического анализа.