Руководство по настройке болида 1998г.
Вряд ли нужно объяснять, какую важную роль играют настройки болида в деле достижения лучших результатов на трассе. Это в равной степени касается и настоящей Формулы 1, и симулятора F1RS, очень точно моделирующего поведение болида F1 в зависимости от множества факторов, и даже старого доброго GP2 от Microprose, хотя в последнем, к сожалению, поведение болида не вполне адекватно настройкам. Впрочем, перейдем к делу.
Один из краеугольных камней настройки - это задача достижения максимальной скорости на прямых участках трассы. Эта задача может показаться простой на первый взгляд, однако это совсем не так. Скорость на прямой зависит от комбинации, как минимум, трех элементов настроек:
1. Максимального значения оборотов двигателя (RPM)
2. Угла атаки заднего спойлера (rear wing angle)
3. Настройки шестой передачи (6th gear setting)
Чем больше максимальное значение оборотов двигателя, тем большую скорость может развить болид на последней передаче, но тем больше вероятность взрыва двигателя.
Если говорить об общих рекомендациях, то они таковы:
Для квалификационных установок всегда поднимайте максимальные обороты двигателя до 17500 об/мин и используйте покрышки типа D (самые мягкие).
Для установок под длительную гонку устанавливайте обороты равными 16500, чтобы избежать взрыва двигателя.
Для установок под мокрую трассу устанавливайте обороты равными 15000 и используйте более длинные передачи - это позволит избежать пробуксовки и обеспечить максимально быстрый разгон.
Кроме того, очень важно, чтобы максимальная скорость была достигнута к определенному моменту. Об этом и пойдет сейчас речь.
Спойлеры (Антикрылья)
Передний и задний спойлеры обеспечивают прижимающую аэродинамическую силу. Угол атаки (наклона) спойлеров определяет значение этой силы. Чем больше угол, тем больше эта сила, тем сильнее машина вжимается в асфальт и устойчивее ведет себя в поворотах, тем позже можно начинать тормозить перед поворотами, но тем меньше максимальная скорость на прямых участках и тем быстрее изнашивается резина. Очевидно, что для быстрых трасс углы атаки переднего и заднего спойлеров надо устанавливать меньше, чем для медленных трасс. Если имеет место недостаточная поворачиваемость (машину выносит из поворотов), увеличьте угол атаки переднего спойлера, если избыточная (кормовая часть теряет устойчивость), увеличьте угол атаки заднего спойлера.
Коробка передач
Передаточные числа коробки передач должны устанавливаться индивидуально под каждую трассу, в зависимости от типа трассы. От настройки шестой передачи напрямую зависит максимальная скорость на прямых: чем длиннее шестая передача, тем больше максимальная скорость, но тем хуже динамика разгона до этой скорости и наборот.
Шестую передачу надо настроить таким образом, чтобы максимальные обороты двигателя достигались в самом конце самой длинной прямой на трассе. Если обороты не достигли максимума в этой точке, значит, шестая передача слишком "длинная", если обороты достигли максимума раньше - слишком "короткая". После настройки шестой передачи надо настроить первую аналогичным образом: максимальные обороты двигателя на первой передаче должны достигаться в самой медленной точке трассы. Прочие передачи настраиваются только после настройки шестой и первой !
Физически передаточное число - это отношение числа зубьев на двух работающих в паре шестернях в коробке передач. Для каждой передачи оно свое. Как правило, передаточное число шестой передачи чуть меньше 1 (например, 62/64, 71/72, 46/48), оно самое большое из передаточных чисел всех передач. Передаточное число увеличивается при увеличении значения настройки и уменьшается при уменьшении этого значения (что соответствует более высокому или более низкому положению бегунков в меню настройки коробки передач).
Расстояния между передачами зависят от настроек шестой и первой передач. Хорошо подобранные настройки подразумевают отсутствие "провалов" между двумя соседними передачами, то есть в процессе разгона при переключении на следующую передачу (в момент достижения максимальных оборотов двигателя) обороты не должны слишком сильно падать.
Лучший способ найти оптимальные настройки - анализ телеметрической информации. Следующая диаграмма - прекрасный пример демонстрации того, что я имею в виду под термином оптимальная настройка коробки передач.
Как вы можете наблюдать, очень важно достигать наивысшей скорости для данной передачи непосредственно перед точкой начала торможения на входе в поворот. Если вы достигнете этой скорости раньше, заранее, еще на прямой перед поворотом, вы потеряете время, так как могли бы разогнаться еще больше, будь у вас передача чуть подлиннее. Если вы не достигните максимальной скорости для конкретной передачи до поворота, вы тоже потеряли время, так как динамика разгона на только что преодоленной прямой была, очевидно, меньше, чем могла бы быть, будь передача чуть покороче.
В примере выше оранжевая линия - это скорость, красная - обороты двигателя (RPM) и фиолетовая - режим работы коробки передач. Непосредственно перед началом торможения все три линии сошлись в одной точке - это означает, что была достигнута максимальная скорость для данной передачи, в данном случае - шестой. Если при подборе передаточных чисел следовать этому принципу, вы всегда сможете безошибочно подобрать оптимальные числа для каждой передач от первой до шестой. Расстояние между первыми тремя передачами обычно делают больше, чем расстояние между последними тремя, то есть первые передачи получаются длиннее последних.
Например:
1. 22
2. 28
3. 33
4. 37
5. 41
6. 44
Вот формула, которая поможет найти правильные передаточные числа:
( 2414 * x ) / RPM = #, где
#: номер передачи;
RPM: максимальные обороты двигателя;
x: скорость в км/ч.
Например, чтобы на третьей передаче при 16500 об/мин достичь скорости 238 км/час, нужно выбрать следующую величину настройки для третьей передачи:
( 2414 * 238 ) / 16500 = 34.82, то есть 35.
Угол поворота передних колес
Вы можете смело установить максимальный угол поворота передних колес (steering angle) на значение 11-13 градусов для большинства трасс, кроме Монако (она довольно медленная, и угол хорошо бы сделать побольше). Грамотно подобранный угол поворота колес позволяет продлить жизнь покрышкам. Теоретически, чем больше угол поворота колес, тем интенсивнее изнашивается резина в повороте. Если угол будет слишком большой, это приведет к избыточной поворачиваемости (oversteering), то есть при резких движениях рулем вас будет разворачивать поперек трассы. Наоборот, слишком маленький угол не позволит вписываться в медленные повороты по оптимальной траектории, вас будет выносить из поворота на внешний радиус (или еще дальше).
Машина считается стабильной в повороте, если при резком сбросе скорости в момент ухода с исходной траектории, она возвращается на эту траекторию. Машина считается нейтральной в повороте если передние и задние колеса начинают боковое скольжение одновременно. Это идеальный вариант, поскольку нейтральное поведение машины - залог достижения максимально возможной скорости прохождения поворотов и лучшей управляемости.
Недостаточная поворачиваемость вызывается вследствие потери сцепления с дорогой передних колес, избыточная - вследствие потери сцепления с дорогой задних колес. При возникновении недостаточной поворачиваемости по этой причине, траектория движения машины уже не зависит от положения руля - передние колеса начинают жить своей жизнью. Чтобы вернуть себе контроль над ситуацией, необходимо прежде всего нагрузить переднюю ось: немедленно поднять ногу с педали газа и, возможно, даже слегка притормозить. Тем не менее, при недостаточной поворачиваемости машина остается стабильна в повороте, в отличие от сиутации с избыточной поворачиваемостью.
При возникновении избыточной поворачиваемости машину начинает разворачивать поперек дороги, она теряет стабильность в повороте. Необходимо плавно поднять ногу с педали газа, одновременно быстро поворачивая руль в сторону заноса задней части. Интенсивное торможение в этом случае неприемлимо, так как может только усугубить ситуацию.
Если на диаграмме телеметрии присутствуют относительно длинные горизонтальные участки графика, на которых угол поворота колес был равен максимальному установленному, имеет смысл еще более увеличить максимальный угол поворота колес до такого значения, при котором эти участки графика будут как можно меньшей длины с одной стороны, но не пропадут совсем с другой. И напротив, если на протяжении всей трассы угол поворота колес никогда не достигал своего максимального установленного значения, надо уменьшить это значение.
Баланс тормозов
Баланс тормозов - это соотношение тормозных усилий передних и задних колес. Если он установлен неправильно, эффективность торможения будет невысока. Если баланс слишком сдвинут назад (задние колеса хватают раньше), то при торможении перед поворотом задние колеса заблокируются раньше передних и, если руль уже повернут, вызовут занос. Помните, что передние колеса, блокирующиеся раньше задних, это даже не так плохо, как наоборот - задние раньше передних (хотя, тоже, конечно, нехорошо). Баланс тормозов следует устанавливать после, а не до настройки углов атаки обоих спойлеров, так как правильное значение тормозных усилий напрямую зависит от прижимающей силы, действующей на переднюю и заднюю части болида.
Если при торможении в повороте вы начинаете из него вылетать, сдвиньте баланс тормозов в сторону задних колес, если же наоборот - начинаете поворачивать слишком круто, а машина норовит потерять управление, сдвиньте баланс тормозов в сторону передних колес.
Как правило, оптимальный баланс тормозов всегда сдвинут в сторону передних колес (например, 60% / 40% и вот почему. Как известно, интенсивность торможения тем выше, чем лучше сцепление колес с дорогой; если тормозное усилие на колесе превысит силу его сцепления с дорогой, колесо заблокируется. При торможении задняя часть машины разгружается, соответственно, требуется меньшее усилие, чтобы заблокировать задние колеса, передняя же наоборот - нагружается, и усилие требуется больше. Задача состоит в том, чтобы подобрать баланс тормозов таким образом, чтобы колеса при торможении блокировались все вместе и одновременно (раз уж дело дошло до торможения юзом), другими словами, тормозное усилие на всех колесах должно быть одинаково. К сожалению, в F1RS не предусмотрен такой параметр телеметрии, как wheel spin, то есть скорость вращения каждого колеса. (В GP2 такой параметр есть.) Исходя из диаграммы wheel spin установить баланс тормозов проще всего.
Развал колес
Развал колес применяется для обеспечения максимальной площади пятна контакта покрышки с асфальтом в поворотах; благодаря этому улучшается сцепление с дорогой. Угол развала колес устанавливается исходя из анализа температуры покрышки: если сильнее нагревается та часть покрышки, которая ближе к корпусу машины, угол развала надо уменьшить (например, он был -8 градусов, надо сделать -6), если сильнее нагревается дальняя от корпуса машины часть прогрышки - увеличить (например, был -5, стал -7). Под увеличением и уменьшением понимается изменение абсолютной величины угла, знак минус указывает лишь направление развала. (Обратите внимание, что правильный угол развала всегда отрицательный, то есть наклон колес должны выглядеть так, как на нижней части рисунка справа, а не наоборот.)
Так как передняя часть машины, как правило, нагружена сильнее задней, угол развала передних колес обычно на 1-2 градуса больше угла развала задних колес. В идеале, температура резины должна быть одинакова и в центре, и по обоим краям для каждой из покрышек.
Тип резины
В вашем распоряжении пять типов резины: четыре для сухой трассы (A, B, C и D) и одна дождевая. Четыре первых типа резины отличаются жесткостью. Самая жесткая - A, самая мягкая - D. Мягкая резина более устойчива к заносу, позволяет проходить повороты на большей скорости, чем жесткая, но зато гораздо быстрее изнашивается. Соответственно, нужный вам тип резины зависит от того, как долго вы планируете на нем ездить и насколько важно при этом быстро проходить повороты. Очевидно, для квалификации лучше всего подойдет самая мягкая резина, для собственно заезда же - смотря сколько пит-стопов планируется произвести в течение гонки, обычно это B или C.
Имейте также в виду, что покрышки типа A (c наиболее жеткой резиной) требуют установки более мягких пружин (springs), чем покрышки типа D. Чем более жесткая используется резина, тем более мякгие должны быть пружины и наоборот.
Подвеска
Настройка подвески складывается из настроек трех вещей: пружин (springs), балок поперечной устойчивости (anti-roll bars, ARB) и амортизаторов (dampers). Начнем с пружин. Это те самые детали, которые обеспечивают большее или меньшее раскачивание машины в поперечной плоскости на повороте и в продольной плоскости при разгоне и торможении. Чем они жестче (то есть чем выше бегунок в меню настройки пружин), тем меньше болид раскачивают центробежная и инерционная силы. С другой стороны, тем хуже подвеска отрабатывает неровности трассы, и тем больше становится радиус поворота при той же скорости. С третьей стороны, если пружины будут слишком мягкие, машина, хоть и станет устойчивее в поворотах, приобретет замедленную реакцию на действия пилота. Запутал? Сейчас попробую распутать. Общие правила таковы:
1. Для быстрой трассы следует выбирать более жесткие пружины, чем для медленной.
2. Спереди в любом случае должны стоять более жесткие пружины, чем сзади. Это предотвратит чрезмерное клевание носом при торможении и, как следствие - блокировку задних колес.
3. Если машина прыгает на кочках как Уазик, либо если очень быстро изнашивается резина, это признак слишком жестких пружин.
4. Если машина несколько раз шаркает днищем в разных местах трассы, это признак либо слишком мягких пружин, либо слишком низкого дорожного просвета (ride height), а скорее всего имеют место обе указанные недоработки.
Балка поперечной устойчивости (Anti-Roll Bar) - это деталь, предотвращающая поперечное раскачивание в поворотах за счет некоторого одервенения передней и/или задней подвески. Чем жестче ARB, тем меньше болид раскачивается в поворотах.
Если имеет место недостаточная поворачиваемость (машину выносит из поворота), уменьшите жесткость передней ARB и/или увеличьте жесткость задней ARB. Если этого недостаточно, уменьшите жесткость пружин передней подвески и/или увеличьте жесткость пружин задней подвески. Если имеет место избыточная поворачиваемость (машину разворачивает в повороте), увеличьте жесткость передней ARB и/или уменьшите жесткость задней ARB. Если этого недостаточно, увеличьте жесткость пружин передней подвески и/или уменьшите жесткость пружин задней подвески. В обоих случаях будьте внимательны и не переусердствуйте.
Об амортизаторах (dampers) и соотношении отдача/сжатие (кebound/bump) поговорим чуть позже, а пока несколько слов о настройке клиренса.
Установка клиренса или дорожного просвета (ride height) - то есть высоты подъема самых низких точек передней и задней части болида относительно дорожного покрытия - один из самых трудоемких этапов, который надо преодолеть в числе первых при настройке подвески. Необходимо так подобрать дорожный просвет для передней и задней части болида, чтобы машина с одной стороны не шаркала днищем на каждой прямой, а с другой - имела все же относительно небольшой просвет, так как это обеспечивает дополнительную прижимающую силу за счет создаваемого под днищем разряжения (так называемый граунд-эффект). Помните, что прежде чем устанавливать дорожный просвет, нужно подобрать жесткость пружин.
Иногда приходится использовать резиновые отбойники амортизаторов (rubber bumps) во избежание чрезмерного проседания на неровностях и шарканья днищем по земле. Отбойники - это проставки из жесткой резины, которые надеваются на неподвижную (нижнюю) часть амортизаторов и ограничивают ход подвески. Чем больше высота этих проставок, тем меньше ход подвески: машина присаживается на эти резинки, когда проезжает заметные неровности.
Для подбора передних отбойников используются одновременно следующие три диаграммы телеметрии:
1. Ход левой передней подвески (Front left suspension travel)
2. Ход правой передней подвески (Front right suspension travel)
3. Клиренс передней подвески (Front ride height)
То же самое и для отбойников задних амортизаторов - соответственно, диаграммы хода и клиренса задней подвески. При помощи отбойников легче добиться отсутствия шарканья, чем при помощи изменения жесткости пружин. Когда вы увеличиваете высоту отбойников, ход подвески уменьшается, что отражается на диаграмме клиренса. Если в некой точке трассы болид шаркает днищем, увеличивайте высоту отбойников до тех пор, пока минимальный клиренс станет неотрицательным, то есть до тех пор, пока болид не перестанет шаркать:
Идеальный математический вариант - минимальный клиренс положителен и стремится к нулю. Помните, что если высота отбойников приближается у вас к максимально возможной, это знак того, что вместо дальнейшего увеличения высоты отбойников надо сделать более жесткими пружины, иначе у подвески вообще не будет никакого хода.
Ну вот, теперь об амортизаторах. Здесь самое время сказать пару слов об утилите Magic Touch Setup. Она предназначена для того, чтобы помочь добиться нейтрального поведения машины в поворотах - идеального варианта, при котором в случае начала бокового скольжения, обе оси начинают скольжение одновременно. При этом машина остается полностью управляема, в отличие от случая сноса одной из осей раньше другой.
В зависимости от настроек передних амортизаторов и передних и задних пружин, Magic Touch Setup вычисляет идеальные настройки для задних амортизаторов, а также для передней и задней балки поперечной устойчивости. Это чрезвычайно полезная вещь, позволяющая сэкономить массу времени.
В зависимости от типа трассы (холмистая или плоская, с высокими или низкими бордюрами) выбирайте отношение отдача/сжатие (Rebound/Bump) амортизаторов (Dampers) между 1.5/1 и 3.0/1 и для передней подвески, и для задней. Помните, что жесткие пружины требуют более мягких настроек ARB и амортизаторов, чем мягкие пружины и наоборот, и что значение Rebound всегда должно быть больше значения Bump.
Для обеспечения оптимальной аэродинамики клиренс задней подвески всегда должен быть БОЛЬШЕ или РАВЕН клиренсу передней подвески, иначе у вас получится не болид F1, а Москвич 2140. Чрезмерно поднятая задница приводит к избыточной поворачиваемости (oversteering), чрезмерно поднятая передняя часть - к недостаточной (understeering).
Постарайтесь добиться того, чтобы болид не касался земли, так как при этом гасится скорость. Также избегайте наездов без нужды на бордюры (поребрики) в быстрых поворотах, это приводит к потере эффекта нейтрального поведения.
Однако, даже Magic Touch Setup не сделает за вас всю работу. На самом деле придется произвести ряд дополнительных настроек для лучшей работы подвески, как показано на следующей диаграмме, полученной благодаря лучшему просмоторщику телеметрии всех времен и народов, написанному Renе Smit'ом:
Как вы видите, цель состоит в том, чтобы в любой момент времени самая нижняя точка задней подвески была всегда выше самой высокой точки передней подвески.
На этом месте, пожалуйста, остановитесь и читайте предыдущее предложение заново до тех пор, пока полностью не поймете его смысл - это очень важный момент.
Такое состояние подвески не так легко сохранять в течение всего круга трассы. На прямых участках все довольно просто, но поворот - это совсем другая история. Эта диаграмма вверху почти идеальна, но все-таки в одном месте левая задняя часть машины (красная линия) опустилась немного ниже правой передней части (желтая линия). Тем не менее, если у вас получится что-то похожее на приведенную диаграмму, это будет прекрасный результат.
Надо сказать, что этот раздел - наиболее интересная часть всех настроек. Кстати, оптимальный баланс подвески - залог одинаковой температуры всех четырех покрышек (помимо углов развала колес, конечно), следовательного, их равномерного износа.
То, чему предстоит сейчас научиться - это как настроить амортизаторы для обеспечения подобной телеметрической диаграммы. Прежде всего, договоримся, что рассматривается случай, когда спереди стоят более жесткие пружины, чем сзади.
Как вы увидите позже, экспериментируя с настройками, довольно трудно сохранять в поворотах левую переднюю часть выше, чем правую заднюю, и правую переднюю - ниже, чем левую заднюю. Вот почему я так настоятельно рекомендую использовать программу Rene Smit'а для просмотра диаграмм телеметрии. Встроенным в F1RS просмотрщиком от UbiSoft практически невозможно грамотно прочитать диаграмму работы подвески.
Как вы знаете, когда подвеска разжимается, клиренс увеличивается. И также при разгоне задний клиренс уменьшается, а передний - увеливичается. Машина как бы "приседает" кормовой частью. Этот процесс зависит от силы задних пружин. Слабые пружины - большее "приседание", соответственно, требуются более жесткие на сжатие (bump) амортизаторы. Для предотвращения чрезмерного проседания задней части нужно увеличить жесткость амортизаторов на фазе сжатия (bump), для предотвращения чрезмерного подскока передней - увеличить жесткость амортизаторов на фазе отдачи (rebound). При торможении все наоборот - нос "клюет", корма поднимается. Как же быть? Следует исходить из того простого соображения, что торможение происходит гораздо более интенсивно, чем разгон, соответственно, у него и преимущество при настройке амортизаторов и пружин. Жесткость передних амортизаторов на фазе сжатия, как правило, в полтора-два раза больше жесткости задних амортизаторов на фазе сжатия.
Теперь относительно поворотов. Когда вы поворачиваете направо, центробежная сила прижимает вниз левую переднюю сторону машины и поднимает правую заднюю. Для предотвращения чрезмерного крена в этом случае необходимо увеличить жесткость левого переднего амортизатора на фазе сжатия (bump) и правого заднего - на фазе отдачи (rebound). В зависимости от типа и числа поворотов конкретной трассы параметры каждого из четырех амортизаторов подбираются так, чтобы не допустить чрезмерного крена в поворотах (то есть не допустить ситуации, описанной в предложении, которое я попросил вас перечитать).
Для каждого колеса расчет процента отдачи амортизатора расчитывается по формуле:
(Процент жесткости пружины этого колеса) * (Процент отдачи амортизатора на этом колесе) = 4687.5
Наконец, балка поперечной устойчивости (anti-roll bar) - лучшее средство для предотвращения раскачивания в медленных поворотах, однако соблюдайте осторожность, так как чрезмерно "деревянная" подвеска приводит к ухудшению устойчивости. Внимательно отслеживайте работу подвески на протяжении всего круга трассы, и вы добьетесь наилучшего баланса и наименьшего износа резины.
Оптимальная значение для ARB зависит от жескости пружин по следующей формуле:
(Средний процент жесткости передних пружин) * (Процент передней ARB) = 3750
и также:
(Средний процент жесткости задних пружин) * (Процент задней ARB) = 3750
Итак, подытожим методы диагностики устойчивости в поворотах.
1. Если имеет место недостаточная поворачиваемость (машину выносит из поворотов), то причиной (причинами) тому могут быть:
- маленький угол атаки переднего спойлера;
- маленький угол поворота колес;
- баланс тормозов сдвинут в сторону передних колес;
- жесткая передняя балка поперечной устойчивости;
- жесткие пружины передней подвески;
- большой передний клиренс;
2. Если имеет место избыточная поворачиваемость (кормовая часть теряет устойчивость), то причиной (причинами) тому могут быть:
- маленький угол атаки заднего спойлера;
- большой угол поворота колес;
- баланс тормозов сдвинут в сторону задних колес;
- жесткая задняя балка поперечной устойчивости;
- жесткие пружины задней подвески;
- большой задний клиренс;
Причиной недостаточной или избыточной поворачиваемости, как вы понимаете, может быть как одна из перечисленных причин, так и их произвольная хитрая совокупность. Для более точной диагностики всегда используйте данные телеметрии.
Особенности настройки под мокрую трассу
Строго говоря, принципы те же, но есть несколько особенностей. Для настройки под мокрую трассу нужно использовать следующее:
1. Мягкие пружины (и спереди, и сзади).
2. Больший угол атаки переднего и заднего спойлеров.
3. Более жесткие амортизаторы (и передние, и задние, на обоих фазах).
4. Если возможно, надо полностью отказаться от отбойников амортизаторов.
5. Увеличенный клиренс (и спереди, и сзади).
6. "Удлиненные" первые 2 передачи, во избежание пробуксовки и для лучшей динамики.
7. Максимальные обороты двигателя - 15000 об/мин.
8. И, конечно, не забудьте "переобуться" в дождевую резину.
