Lotus 78: Формула-1 машинасы және жер эффектісінің бастауы
Lotus 78
Lotus 78 – 1977-78 жылғы Формула-1 машинасы. Жер эффектісін алғаш рет пайдаланған, жылдамдығын арттырған инновациялық модель. Дизайнерлер, тарихы туралы толық ақпарат!
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Формула 1 жарыс машинасы
Formula One racing car
Lotus 78 – 1977 және 1978 жылғы Формула 1 маусымдарында қолданылған жарыс машинасы. Оны Питер Райт, Колин Чапман, Мартин Огилви және Тони Радд жасаған, және ол Формула 1-дегі алғашқы жер әсері принципінде жұмыс істейтін автомобиль болды.
The Lotus 78 was a Formula One racing car used in the F1 season of 1977 and F1 season of 1978 seasons. It was designed by Peter Wright, Colin Chapman, Martin Ogilvie and Tony Rudd, and was the first ground effect car in Formula One.
Тұжырымдама
1976 жылдың басында, өткен маусымдағы ескірген Lotus 72 жылдамдығының қанағаттандырмайтын деңгейі және қазіргі Lotus 77-нің әсерсіз өнімділігіне ынталандырылып, Lotus негізін қалаушы және бас конструктор инженер Колин Чепмен 27 беттік құжат жазды. Ол де Хавиллэнд Москито истребитель-бомбардировщигін зерттегенде, оның қанатына орнатылған радиаторларына және көтергіш күш тудыратын ыстық ауа шығару тесіктеріне ерекше назар бөлді. Чепмен жүйенің кері орналасқанда айтарлықтай басу күші бере алатынын түсінді. Бернуллидің сұйықтық динамикасы принципін мұқият зерттеу машинаға орнатылған ұшақ қанатының керілген профилінің әсері туралы ойларын растады және ол құжатты бас инженері Тони Раддқа тапсырды. Радд жобаны дамыту үшін команда тағайындады: бас дизайнер Ральф Беллами, көлік инженері Мартин Огилви және аэродинамик Питер Райт. Радд пен Райт бұрын BRM-де жұмыс істеген, ал 1970 жылы Lotus-қа келгенге дейін олардың бір машинасына кері қанат профилін орнату мүмкіндігін зерттеген. Радд бірнеше масштабты модельдерді сынақтан өткізді, бірақ дұрыс сынау әдістерінің жетіспеуі және BRM-нің қаржылық қиындықтары дамудың тәжірибелік кезеңнен асып кетпеуіне себеп болды. Алайда, Райт олардың жұмысын еске алып, жобаға енгізді. Райт жел туннелі мен дөңгелек стенді пайдаланып F1 машинасының корпусының пішіндерін тәжірибеледі, сәттілікке байланысты модельдердің бірінде керемет нәтижелерге қол жеткізді. Жакын тексерулер көрсетті, дөңгелек стендтің жылдамдығы артқан сайын, корпустың астыңғы бөлігі жолға жақындап келеді. Райт модельдік машинаның корпусына картон бөліктерін бекітіп тәжірибе жасады, нәтижесінде алынған басу күшінің деңгейі таң қалдырды. Нәтижелер Колин Чепменге ұсынылды, ол командаға F1 шассиінің дизайнын жасауға толық еркіндік берді. Империялық колледждегі жел туннелінде жасалған эскиздер мен инженерлік сызбалардан және қосымша жұмыстардан кейін машина өндіріске түсті. Бес дана салынды, олар Джон Плейер Специал Mk. III деп аталды, басқаша айтқанда, 1976 жылдың шілдесінде пайда болған Lotus 78. Марио Андретти сол жылы Голландия Гран-присінде машинаны ертерек таныстыруды қалады, бірақ Чепмен оған рұқсат бермеді, өйткені ол басқа командалардың Lotus-тың жетістіктерін білгісі келмеді. 78-ші модель 1977 жылғы жарыстың бірінші кезеңінде таныстырылды және сол маусымда алаңдағы ең үздік машина болып танылды, бес жарыста жеңіске жетті. Машинаны орнату және өзгерту салыстырмалы түрде оңай болды, әсіресе машинаның астындағы аэродинамикаға және оның трасса бетімен өзара әрекеттесуіне ерекше назар аударылды, сондықтан аэродинамикалық әсерді сақтау үшін қатаң серіппелі жүйе қажет болды.
In early 1976, spurred on by a disappointing lack of pace of the ageing Lotus 72 the previous season and the indifferent performance of the current Lotus 77, Lotus’ founder and principal design engineer Colin Chapman wrote a 27 page document detailing some new ideas on low drag air penetration. Having studied the de Havilland Mosquito fighter bomber, he had paid close attention to its wing mounted radiators, and the hot air outlets that were designed to induce lift. Chapman realised that, inverted, such a system could give significant downforce. Careful examination of Bernoulli's principle of fluid dynamics confirmed his thoughts on the effects of an upturned aeroplane wing profile fitted to a car, and he finally handed the document to his head of engineering, Tony Rudd. Rudd appointed a team to work on the project: chief designer Ralph Bellamy, vehicle engineer Martin Ogilvie and aerodynamicist Peter Wright. Rudd and Wright had previously worked for BRM, and before joining Lotus in 1970 had done a design study into the possibility of an inverted wing profile fitted to one of their cars. Rudd had tested a number of scale models, but lack of the right testing methods and BRM's declining fortunes meant development had never got beyond the experimental stage. However, Wright remembered their work and brought it into the project. Wright then set about experimenting with F1 car body shapes using a wind tunnel and a rolling road, when by happy accident he began to get remarkable results in one of the models. Closer inspection found that as the rolling road's speed increased, the shaped underbody was being drawn closer to the surface of the road. Wright experimented with pieces of cardboard attached to the side of the model car body, and the level of perceived downforce produced was phenomenal. The results were presented to Colin Chapman, who gave the team free rein to come up with an F1 chassis design. After a round of design sketches and engineering drawings and further work in the wind tunnel at Imperial College, the car was put into production. Five examples were built, codenamed John Player Special Mk. III, otherwise known as the Lotus 78 which appeared in July 1976. Mario Andretti wanted to introduce the car early, possibly at the Dutch Grand Prix that year but was overruled by Chapman, as he didn't want other teams discovering what Lotus had achieved. The 78 was introduced at the first race of 1977, and proved to be the class car of the field that season, winning five races. The car proved relatively easy to set up and modify, with particular attention paid to the undercar aerodynamics and their interaction with the track surface, hence a stiffer suspension design which was required to maintain the aerodynamic effects.
Даму
78-ші модель Lotus 72-ге негізделген, бірдей негізгі клиндік пішін мен ішкі құрылымын бөліскен, бірақ егжей-тегжейлі аэродинамикалық жақсартуларға, салмақтың жақсырақ таралуына және ұзын дөңгелек базасына ие болды. Онда алюминий парақтары мен бал ұясынан жасалған, 77-ші модельден дамытылған, жіңішке, күшті монокок болды. Корпусы шыны талшықтан жасалған панельдерден тұрды, ал шассиді нығайту үшін алюминий қолданылды. Бұл машина алғашқыда көп шу көтерді және сырттан қарағанда өз заманынан озық көрінді. Ішкі жағынан алғанда, бұл сатылы прогресс болды. Андретти машинамен көп жұмыс істеді, Lotus-тың Хетелдегі сынақ трассасында мыңдаған шақырым сынақтан өткізді. Бернуллидің ашқандарына сүйене отырып, бүйірлік панельдердің астыңғы жағы конвенциялық қанаттар сияқты, бірақ әлдеқайда үлкен масштабта, инверттік аэрофойлдар ретінде жасалған. Райт пен Чэпман машинаның еденін осылай қалыптастыру арқылы, жер мен астыңғы жақ арасындағы ауа ағымын үдетіп, машинаның астындағы ауа қысымын жоғарылатуға болатынын анықтады. Бұл маңызды вакуумдық күшті тудырды, машинаны төмен тартып, дөңгелектерді жолға мықтап жабыстырды. "Москито" радиаторының дизайнын үлгі етіп алып, радиаторлар ыстық ауа машинаның жоғарғы бөлігінен өтуі үшін орналастырылды, бұл одан да көп вакуумдық күшті тудырды. Сору әсерін барынша арттыру үшін монокок жіңіштелді, бұл жер мен инверттік қанат пішіндес қақпақ арасындағы ауа ағымын барынша арттырды. Дөңгелектерге төмен қарай күш түсіру арқасында олардың жолмен жабысуы күшейді, соның салдарынан бұрылыстарда жылдамдық жоғарылады. Бұл жер әсерінің үлкен артықшылығы – дәстүрлі қанаттардан айырмашылығы, төмен соққыны қамтамасыз ететін шешім болды, яғни бұрылысқа түсу қабілетінің артуы тікелей жолмен жылдамдыққа кедеріс келтірмейді. Керісінше, ауа кедергісінің төмендеуіне байланысты машинаның ең жоғары жылдамдығы да сәйкесінше артты. Бастапқыда әр бүйірлік панельдің төменгі жағына тіреулер орнатылды. Бұл жеткіліксіз болғандықтан, Lotus пластикалық юбкаларды сынады, бірақ олар тез тозып бітті, содан кейін жылдам қозғалатын резеңке юбкалар жасалды, олар өте тиімді болды. Жылдам қозғалатын юбкалар машинаның бүйірлері мен жер арасындағы саңылауды жауып, машинаның астындағы төмен қысым аймағына көп мөлшерде ауаның сорылуын және жер әсерінің жоғалуын болдырмады. Андретти 78-ші модельді жүргізуді «жолға боялғандай» деп сипаттады. Отын бактары үш жеке бөлімнен тұрды, олардың бірі жүргізушінің артында, ал екіншісі әр бүйірлік панельдің орталық бөлігінде орналасқан. Бүйірлік бактарды жүргізуші кабинадан басқарып, қозғалтқышты жеке немесе бірге отынмен қамтамасыз ете алатын, бұрылыстарда өнімділікті және салмақ таралуын жақсартатын. Алдыңғы Lotus 77-ден аспа орнатылған, геометрияны жылдам өзгертуге арналған аспа. Бұл машинаны қажет болған жағдайда нақты трассаға реттеуге көмектесті. Алайда, алғашқы сынақтардан кейін машинаның астындағы төмен қысым аймағы тым алға орналасқандығы анықталды, нәтижесінде үлкен артқы қанатты жасау қажет болды, бұл жоғары жылдамдықтарда үлкен соққыға әкелді. Бұл әсіресе Хоккенхайм және Остеррайхринг сияқты жылдам трассаларда байқалды, онда «Феррари» мен «Макларен» 78-ден әлдеқайда жылдам болды. Бұрынғысын өтеу үшін «Форд» «Форд Косворт DFV»-нің жаңартқыштарын ұсынды, бұл машинаның жылдамдығын арттырды, бірақ сенімділігінен айырды. Андретти 1977 жылы кемінде бес қозғалтқыш бұзылысына тап болды, төрт жарыста жеңіске жетіп, алты поул позициясын алса да, әлем чемпионатын Ники Лаудаға жоғалтты, Лауда үш жеңіске және екі поул позициясына ие болды. Ақырында, Италия Гран-приіне қарай кішірек қанат жасалды (жоғарыдағы суретке қараңыз), бұл соққы күшін айтарлықтай азайтты және Андреттиге танымал «үй» жеңісіне қол жеткізуге мүмкіндік берді. Тағы бір мәселе артқы аспамен байланысты болды, ол бүйірлік панельдердің артқы жағынан ауа ағынын жақсарту үшін сәл өзгертілгенімен, әлі де шығып келе жатқан ауа ағынының тікелей бағытында болды, бұл машинаның артқы жағының тұрақтылығына әсер етіп, жоғары жылдамдықта жылдамдықты жоғалтуға себеп болды.
The 78 was loosely based on the Lotus 72, sharing the same basic wedge shape and internal layout, but featuring detailed aerodynamic improvements, better weight distribution and a longer wheelbase. It had a slimmer, stronger monocoque made from aluminium sheet and honeycomb, which was developed from the 77. The bodywork was made up of fibreglass body panels with aluminium used to strengthen the chassis at points. The car created quite a stir when it first appeared, and outwardly seemed ahead of its time. Internally of course, it was a quantum leap ahead. Andretti worked hard with the car, testing for many thousands of miles at the Lotus test track in Hethel. Based on Bernoulli's discoveries, the underside of the sidepods were shaped as inverted aerofoils, in the same vein as conventional wings but on a much larger scale. Wright and Chapman had discovered that by shaping the floor of the car in this way, they could accelerate the air passing through the gap between the ground and the underside, thereby reducing the air pressure under the car relative to that over it. This created significant underpressure, effectively sucking the vehicle down and forcing the tyres harder onto the track. Copying the Mosquito's radiator design, the radiators were positioned so that the hot air escaping would pass over the upper bodywork of the car, creating even more downforce. To make the suction effect as great as possible, the monocoque was slimmer, forcing the air passing through between the ground and the inverted wing shape cover as much as possible. The greater force downwards on the tyres gave more grip and thus higher cornering speeds. This ground effect had the great advantage of being a low drag solution unlike conventional wings, meaning that the increased cornering ability was not compromised by a decrease in straight line speed. If anything, because of the decreased air resistance, the top speed of the car also increased accordingly. To begin with, brushes were fitted to the base of each sidepod to keep the low pressure area under the car. When these proved insufficient, Lotus tried plastic skirts, but these abraded very quickly, until finally moveable rubber skirts were developed which proved very effective. The sliding skirts sealed the gap between the sides of the cars and the ground and prevented excessive air being sucked into the low pressure area under the car and dissipating the ground effect. Andretti described driving the 78 as if it were 'painted to the road'. The fuel tanks were three separate cells, with one behind the driver and one each in the midsection of each sidepod. The sidepod tanks could be controlled from the cockpit by the driver and could be used to fuel the engine separately or together, improving performance and weight bias in cornering. The suspension set up from the previous Lotus 77 was used, with the suspension designed for quick changes in geometry. This helped set the car up for a specific circuit when required. Unfortunately after first tests were done, the low pressure area under the car was found to be too far forward, requiring a very large rear wing to be designed resulting in a lot of drag at high speeds. This was especially noticeable on fast tracks such as Hockenheim and the Österreichring, where the Ferraris and McLarens were much faster than the 78. To compensate, Ford provided development versions of the Ford Cosworth DFV, increasing the car's speed but also sacrificing reliability. Andretti had no fewer than five engine failures in 1977, costing him the world championship to Niki Lauda, even though he had won four races and taken six pole positions to Lauda's three wins and two pole positions. Eventually a smaller wing was designed in time for the Italian Grand Prix (see above picture), which cut the drag factor significantly, and allowed Andretti to take a popular 'home' victory. Another problem was with the rear suspension, which although slightly modified to allow clearer airflow from the rear of the sidepods, was still directly in the path of the exiting air, which affected the stability of the back of the car, causing oversteer.
1977 жыл
Lotus 78-нің ерекше бір мүмкіндігі бар екені анық болды, оны Андретти мен Гуннар Нильсон Бельгиядағы жарыста жеңіске жеткенде көрсетті: машина жақсы жұмыс істегенде, оны қуып жете алмайтын едіңіз. Басқа командалар 1978 жылғы өз машиналарын құрастыру кезінде осы мүмкіндікті қайта жасауға тырысты. Бірақ олардың қиындығы, машинаның қандай ерекшеліктері бар екенін білмеуі болды, себебі Чэпмен және Lotus командасының басқа мүшелері машинаның нақты себебін жасыру үшін оның жұмысын түсіндіру үшін көптеген нұсқалар келтірді, ал машинаның бүйірлік юбкалары (side skirts) оның астыңғы бөлігін көруден жасырып тұрды.
It was obvious that the Lotus 78 had some special feature, as proved by Andretti and Gunnar Nilsson winning the race in Belgium: When the car worked well, it was almost uncatchable. Other teams started scrambling to somehow replicate whatever it was in their own car designs for 1978. The problem they had was that they didn't really know what was so special about the car, as Chapman and other members of the Lotus team came up with any number of explanations of the car‘s performance to obfuscate the real reason, and the side skirts on the car hid the underside of the car from view.
1978 жыл
78-ші модель 1978 жылдың басында да жеңімпаз болып қала берді, Андретти мен Ронни Петерсон бір-бір жеңіс пен тағы үш поул-позицияны иеленді, содан кейін оны Lotus 79-ға ауыстыруға тура келді, ол 78-ші модель 1977 жылы қалғандарынан қанша алда болса, сондай-ақ 78-ші модельден де алда болды. Бірақ 78-ші модельмен тағы бір заводтық команда жарысқа қатысты. Ронни Петерсон жаттығу кезінде 79-шы машинасына келген зақымнан кейін 1978 жылғы Италия Гран-приісіне қатысу үшін резервтік машинаны, 78/3 (JPS 17) пайдалануға мәжбүр болды. Команда 79-шы модельге назар аударғандықтан, бұл машинаны күтіп жатқан жоқ, сондықтан жарысқа асығыс дайындалды. Командаласы Андретти күтілгендей поул-позицияны алса да, баяу 78-ші модель Петерсонға тек бесінші орынды ғана мүмкіндік берді. Швед старт кезінде үлкен апатқа ұшырады, нәтижесінде машинасы алдынан кедергіге соқтығысып, көліктің алдыңғы бөлігін толығымен қиратты. Петерсон апаттан кейін алған емнің салдарынан туған асқынулардан кейін қайтыс болды. Алғашқы даму прототипі, 78/1 (JPS 15), Гектор Ребакеге сатылды. Ол 1978 және 1979 жылдары әлем чемпионатында және 1980 жылдардың басында чемпионатқа қатыспаған жарыстарда өзінің Rebaque жеке командасымен осы машинаны пайдаланды. Барлығында, Lotus 78 жеті жеңіс, тоғыз поул-позиция және мансабында 106 ұпай жинады.
The 78 was good enough to still be a winner in early 1978, with Andretti and Ronnie Peterson scoring a win each and another three pole positions before it was replaced by the Lotus 79, which was as far ahead of the 78 as the 78 had been ahead of the rest of the field in 1977. The 78 was to see one further works team start, however. Owing to damage sustained to his 79 in practice, Ronnie Peterson was forced to use the reserve car, 78/3 (JPS 17), to qualify for the 1978 Italian Grand Prix. The car had not been maintained or developed by the team as they concentrated on the 79, and the car was hurriedly prepared for the race. Although his team mate Andretti predictably took pole position, the slower 78 was only good enough for fifth place on the grid for Peterson. The Swede was caught up in a massive start line accident, which resulted in his car ramming the barriers nose first, completely destroying the front end of the vehicle. Peterson later died owing to complications arising from the treatment he received following the crash. The original development prototype, 78/1 (JPS 15), was sold to Héctor Rebaque. He ran this car through his Rebaque privateer team in World Championship events during 1978 and 1979, and in non Championship races into the early 1980s. In all, the Lotus 78 took seven wins, nine pole positions and scored 106 points in its career.