Современные двигатели «формулы-1»

Характеристики

Колеса

Все характеристики автомобилей Формулы-1 для всех команд одинаковы и не имеют исключения, каков бы ни был бюджет команды. Все это описано в регламенте для болида и за всем этим следят стюарды. Основой гоночного болида Формулы-1 является лёгкий, но очень прочный материал — углепластик. Автомобиль имеет два передних и два задних колеса. Передние — ведомые, задние — приводные. Стоит сказать, что колеса отличаются по размерам: передние меньше, задние больше.

Покрышка

Из чего состоят покрышки? Здесь целая смесь материалов, которые наиболее лучше подходят для скоростной езды по треку. Резина, нейлон, полиэстер — эти материалы дают необходимую жёсткость покрышкам, которая в свою очередь может регулироваться добавлением углерода, серы или нефти. Кстати, диаметр колеса для сухой и мокрой погоды отличается.

Williams FW43

Команда — аутсайдер двух предыдущих сезонов вообще ничем не удивила, за исключением смены раскраски с бело-синего цвета на бело-сине-красный. В модели FW43 не прослеживается ни одной современной технической тенденции Формулы-1: широкий нос вместо модного узкого, компромиссные закрылки спереди между отводом воздушного потока наружу или внутрь, дутые боковые понтоны и очень широкая хвостовая часть. Новый болид Williams выглядит устаревшим даже на фоне машин команд средней группы, что уж сравнивать с лидерами.

Тем не менее подопечные Клэр Уильямс провели тесты на удивление хорошо: Джордж Рассел даже попал в топ-10 комбинированных результатов. Хочется ошибиться, но, возможно, команда Williams просто работала с минимальным количеством топлива и без балласта 5—15 кг, который на тестах разрешено убирать

Где и когда еще у Williams будет возможность показать высокий результат и привлечь внимание потенциальных спонсоров?

Безопасность 21 века

В 1981 году на стартовую решетку трассы подали и выкатили McLaren F1, т.е. новый вид автомобиля, в котором была использована новая технология «клетка для выживания закрытого типа» известная сегодня — как монокок. Почти 20 лет эта супертехнология пылилась на полках в виде чертежей, которая была изобретена Колином Чепменом еще в 1960-х прошлого столетия. С тех пор развитие монококов не прекращалось. Современные разработки за счет применения передовых материалов позволяют сегодня обеспечивать самый высокий уровень безопасности даже при использовании открытой кабины болида.

Это продемонстрировала «клетка безопасности» в автомобиле Алонсо в котором, вся конструкция созданная для защиты водителя от пагубного влияния удара выдержала серьезные нагрузки, в то время как остальная часть автомобиля была напрочь разрушена.

В 2000 году кевларовое волокно стало обязательным материалом, которым обшивались внутренние стенки кабины. Это препятствовало проникновению посторонних предметов при соударении. Три года спустя появилась система HANS («Head And Neck Support»- для поддержки головы и шеи), которая стала обязательной для всех водителей Королевских гонок. Последняя ее версия была представлена в 2001 году и в настоящее время до сих пор рекомендуется во всех видах гоночного автоспорта, именно для предотвращения хлыстовой травмы шеи пилота.

Для дальнейшего развития темы безопасности был придуман и создан комитет безопасности, в который вошли бывшие гонщики Формулы 1. Целью создания такого комитета была идея, помочь стюардам в принятии решений касающихся гоночных инцидентов. На каждом Гран При обязаны присутствовать три стюарда от FIA в обязанности которых входит обеспечение безопасности и следования строгих правил.

В 2011 году FIA предписала уменьшить размеры ролл-баров для автомобилей Формулы 1. Система крепления колес также была усовершенствована и все для того, чтобы предотвращать вылет шин и колес на трассу после столкновения болидов друг с другом

Еще одно важное новшество безопасности касалось самого шлема. В него был включен полностью новый элемент, который был сделан из нового материала, а именно, это были полосы в верхней части козырька основной составляющей которых стал Zylon (название материала)

Полоса, сделанная из материала Zylon в два раза упрочила шлемы Формулы- 1, сделано это было путем укрепления самого слабого места этого жизненно важного оборудования безопасности пилота (лица пилота) поликарбонатовым забралом. За два года, до того момента как было введено данное правило, гонщик Фелипе Масса получил перелом черепа в квалификационных автогонках Hungarian GP 2009 года, именно после того, как пружина от задней подвески Баррикелло ударил его прямо по голове пока он ехал со скоростью около 281 км/ч

К нашему счастью трагедии удалось избежать

За два года, до того момента как было введено данное правило, гонщик Фелипе Масса получил перелом черепа в квалификационных автогонках Hungarian GP 2009 года, именно после того, как пружина от задней подвески Баррикелло ударил его прямо по голове пока он ехал со скоростью около 281 км/ч. К нашему счастью трагедии удалось избежать.

Материал «Zylon» представляет собой синтетический полимер, который имеет прочность на разрыв в 1,6 раза выше, чем материал кевлар. Он сегодня используется в марсаходах, в теннисных ракетках, в сноубордах, а также применяется для различных медицинских целей. С 2007 года в Формуле- 1 этот материал начал использоваться вместо карбона. Именно он в обязательном порядке должен защищать кузов от пробития.

Racing Point RP20

Кто удивил по-настоящему новой машиной, так это Racing Point. Вроде бы никаких предпосылок к сенсации не было. Команда сотрудничает с Мерседесом еще с 2014 года: покупает у них моторы, коробки передач, гидравлику. Разговоры о статусе клиентской команды Мерседеса несколько раз поднимались, но тут же утихали. Поэтому ничто не предвещало, что на тестах в Барселоне на трассу выедет… прошлогодний Mercedes W10 в розовой раскраске!

RP20 точь-в-точь повторяет чемпионскую «Серебряную стрелу»: узкий носовой обтекатель, загнутые внутрь закрылки переднего крыла, крылышки возле воздуховода в носовой части, полукруглая форма боковых понтонов, плавник на кожухе, T-крыло и изгиб главной плоскости заднего антикрыла. Такое ощущение, что Mercedes продал конюшне Racing Point не просто разрешенные детали, а чертежи. В команде объяснили, что такое сходство обусловлено использованием мерседесовской аэродинамической трубы. Конечно, никто не поверил. Но пока ни у FIA, ни у соперников претензий нет. Посмотрим, что будет после старта сезона.

Эксперты отмечают, что RP20 похож на W10 и поведением на трассе: стабилен даже на неровных участках и не склонен к недостаточной поворачиваемости, что дает гонщикам больше уверенности, особенно на быстрых кругах, когда надо выкладываться по полной. В результатах тестов с поправкой на шины и топливо команда Racing Point стала четвертой: секундное отставание от Мерседеса и 0,3 секунды от Ferrari.

Какие системы безопасности от F1 не могут быть использованы в современных серийных автомобилях?

Прежде всего хотим отметить,- это шеститочечные ремни безопасности. Несмотря на то, что это самый высокий стандарт в автомобильной безопасности на сегодня он не может быть применен в производстве автотранспортных средств используемых на обычной дороге, и это из-за его сложности и наряду с существенным ограничением движения водителя, которое появляется и осложняется из-за его достаточно жесткой фиксации.

То же самое относится и к системе HANS, тому блестящему решению для защиты шеи водителей. Такая система защиты никогда не станет распространена на обычных серийных автомобилях из-за того, что для нее требуется шлем и она серьезно сковывает движение водителя, а это не подходит как вы понимаете для дорожного использования. Само собой разумеется, в дорожных версиях автомобилей не будут применяться и сами шлемы, вместо них чудеса творят современные подушки безопасности.

Вторая система- это само сидение. Водители F1 используют сидения которые произведены непосредственно по форме их тела (пилотам приходится соблюдать строгую диету, чтобы всегда оставаться в нужной форме, т.е. в форме кресла…). Такие сидения позволяют извлекать водителя после аварии без перемещения его из кресла, что позволяет избежать серьезной травмы позвоночника. И естественно, что такая система подходит только для автотранспортных средств с открытой кабиной.

Клетка безопасности является основной концепцией, которая успешно применяется в производстве транспортных средств, но не в том самом виде, как в автомобилях Формула 1 и не из тех самых материалов. В Королевских гонках все намного сложнее, изысканнее и конечно же дороже.

К примеру, компания McLaren P1 действительно создала противоаварийную защитную ячейку настолько эффективной, что для такого гоночного болида больше не требуется трубчатого каркаса.

Стоимость автомобиля Формулы-1

Мы в самом начале говорили, что болиды Формулы-1 меняются каждый год, а, следовательно изменяется и стоимость каждого из них. Сейчас затраты на изготовление болида выше, чем были раньше, ведь на данный момент автомобили наиболее техничны. Но стоимость автомобиля зависит и от его заслуг в прошлом. Для примера можно взять «Беннетон» 92 года, на котором выступал Михаэль Шумахер. За него отдали 1,1 млн. евро. Естественно, дороже обошёлся чемпионский Феррари Михаэля, за него отдали в шесть раз больше. Одним из самых дорогих является болид далёкого 1954 года, на котором выступал сам Фанхио и который принёс ему четыре победы в Гран-при. Его приобрели за 32 млн. евро.

Переднее антикрыло болидаЗаднее антикрыло

Сколько же стоит современный болид Формулы-1? В среднем, сумма 15 млн. евро, но это только материалы и софт. Если же разделить болид на компоненты, то корпус оценивается в 3.2 млн. евро, двигатель — 2. 7 млн. евро, электроника — 4 млн. евро. И это только себестоимость материалов и затраты на создание отдельных деталей. Сейчас же создать полностью работоспособный и конкурентоспособный автомобиль для сезона составляет максимум 145 млн. долларов. Можно вложить и большую сумму, но правилами это запрещено, ибо тогда будет преимущество у этого болида. По подсчётам же одного из бывших инженеров Формулы-1, минимальный бюджет для создания гоночного автомобиля с нуля — 97 миллионов долларов, а это команда, создание деталей и сборка. Как видим, Формула-1 не совсем дешёвое занятие.

Mercedes W11

«Постоянное совершенствование — ключ к успеху». Соблюдение этого принципа помогает Мерседесу удерживаться на вершине Формулы-1 шесть лет подряд. Ведь при стабильном техническом регламенте действующие чемпионы мира могли бы не заморачиваться и просто модернизировать прошлогоднюю модель, с которой они выиграли 14 гонок из 21. Но нет, они продолжают работать не покладая рук. И нашумевшая система рулевого управления DAS — лучшее тому доказательство. Быть может, она не столь уж и полезна, ведь свой лучший круг на зимних тестах «Серебряные стрелы» проехали без нее. Возможно, это в большей степени своеобразный посыл всем конкурентам.

Но среди обновок — не только DAS. У модели W11 другая конструкция подвески, нежели у W10. Точки крепления передней подвески перенесены выше, благодаря чему под машиной должно стать меньше завихрений. Также благодаря этому команда надеется получить больше пространства для развития аэродинамики по ходу сезона. О погоне Мерседеса за дополнительной аэродинамической эффективностью (хотя у них и так не было с этим проблем) свидетельствует и дальнейшее сужение хвостовой части, где генерируется 25% прижимной силы.

Отдельное внимание технический штаб Mercedes уделил решению проблемы с перегревом двигателя, которая преследовала команду в прошлом году на жарких этапах, как в Австрии. Для улучшения охлаждения боковые воздухозаборники подняты выше по примеру Ferrari и изменено расположение радиаторов

При этом они стали более узкими, что опять же должно поспособствовать улучшению аэродинамики: уменьшить лобовое сопротивление и повысить максимальную скорость. В общем, в таком высокотехнологичном спорте, как Формула-1, нет предела совершенству, даже если вы непобедимы вот уже шесть лет подряд.

И есть все основания полагать, что с новой моделью W11 команда Mercedes продлит свою победную серию. На тестах новая «Серебряная стрела» выглядела безупречно. Во всех типах поворотов болид уверенно держал трассу, был стабилен на торможениях и разгонах, никакой нервозности в поведении. Да, были неполадки с надежностью мотора, в том числе на двух симуляциях гонок. Но тесты ведь и предназначены для выявления и устранения проблем. И их у Мерседеса оказалось гораздо меньше, чем у конкурентов.

Фатальный случай

Подобное произошло с трехкратным чемпионом мира Айртоном Сенной в 1994 году, когда он на скорости более трехсот километров в час не справился с управлением и врезался в бетонную стену.

Руководство FIA регулярно предлагает меры по повышению безопасности соревнований «Формулы-1», однако технические просчеты, погода, человеческий фактор и другие обстоятельства время от времени приводят к авариям. Особенно напряженная ситуация возникает во время старта, когда свыше десятка болидов одновременно берут с места в карьер. Каждый гонщик старается на первой секунде выйти вперед и занять крайний правый ряд, наиболее удобный для дальнейшего движения. Вот тут-то и происходят столкновения, оторванные колеса улетают на десятки метров, в пострадавшую машину врезаются идущие следом, возникает хаос и гонка останавливается, чтобы через полчаса начаться заново.

Структура

В гонках Гран-при участвуют от десяти до двенадцати команд. Самая многоопытная — это «Феррари» (с 1950 года), затем идут «МакЛарен» (с 1966 года), «Тайрелл» (1970), «Вильямс» (1977), «Минарди» (1985), «Джордан» (1991), «Заубер» (1993), Red Bull (2005).

У каждой команды свои болиды и свои гонщики, собственная база и дислокация, а также многочисленный аппарат служащих. Стоимость содержания одной команды доходит до нескольких десятков миллионов долларов. «Формула-1» — это самый дорогой и затратный вид спорта во всем мире.

Болид «Формулы-1», характеристики которого являются результатом применения самых последних достижений в области тонких технологий машиностроения, — своеобразный плацдарм для испытания новейших систем двигателей, ходовых агрегатов и аэродинамических научных изысканий. Ведь именно эти «три кита» предопределяют успешное участие машины в соревнованиях «Формула-1».

Прижимная сила

А сейчас поговорим о таком важном компоненте, как прижимная сила. Её можно настраивать в зависимости от трассы, на которой проходят гонки

Если нужна высокая скорость на прямых — прижимную силу уменьшают. А для городских трасс, например в Монако, где не важна скорость, её уменьшают, делая автомобиль более поворотливым и податливым в управлении.

А теперь небольшой вопрос: скажите, на какой скорости болиды Формулы-1 должны проходить повороты, на высокой или низкой? Правильный ответ на высокой. И здесь особая роль отведена той же прижимной силе. Ведь если снизить скорость ниже допустимой, то прижимная сила снизится и болид унесёт с трассы. Но и переусердствовать нельзя, так как на высокой скорости можно не вписаться в поворот. Здесь уже нужно выработать свою стратегию и именно для этого перед каждой гонкой проводятся тестовые заезды, чтобы пилоты смогли «прикатать» свой автомобиль.

Технические характеристики в цифрах:

• Разгон с 0 до 100 км/ч — 1.7 секунд;
• Разгон с 0 до 200 км/ч — 3.8 секунд;
• Разгон с 0 до 300 км/ч — 8.6 секунд;
• Максимальная скорость болида — 340 км/ч;
• Торможение со 100 км/ч до 0 — 1.4 сек. 17 метров;
• Торможение с 200 км/ч до 0 — 2.9 сек. 55 метров;
• Торможение с 300 км/ч до 0 — 4 сек.;
• Перегрузка пилота при торможении — 5 G;
• Расход топлива в режиме гонки — 75 л/100 км;
• Стоимость 1 км, пройденного болидом — 500 долларов.

KERS

Финансовый мировой кризис 2008 года не мог не сказаться и на спорте, в частности, Формуле-1. В виду ухудшения финансовой составляющей команд, было принято решение добавить особую систему, увеличивающую мощность болида в некоторых случаях. Система рекуперации кинетической энергии или сокращённо KERS, позволяет накапливать кинетическую энергию в местах торможения болида и передавать её двигателю при разгоне. Более того, для увеличения скорости автомобиля на прямых, была реализована система антикрыла. Снизив сопротивление воздуху, можно добавить скорости, что приведёт к возможности обгона впереди идущего автомобиля.

Безопасность F1 и серийные автомобили

Как и в обычных дорожных автомобилях безопасность машин Формулы 1 состоит из сочетания многих элементов, которые работают вместе друг с другом для защиты водителя. Общими элементами между обычными дорожными автомобилями и гоночными болидами являются ремни безопасности и зоны их деформации.

В то время как, у автомобилей F1 в кабине присутствуют обязательные шеститочечные ремни безопасности, то в самих дорожных машинах стоят обычные трехточечные ремни. Оба варианта могут быть отстегнуты водителем одной рукой, что обеспечит ему быстрое покидание автомобиля после аварии, а вместе с тем и упрощенное использование в повседневных ситуациях на дорогах. Всегда уважаемые автомобилисты пристёгивайтесь и вне зависимости от того насколько далека или близка будет поездка, и насколько ненаворочен был бы системами безопасности ваш автомобиль. Без ремня безопасности защелкнутом на своем нужном месте, все эти подушки и зоны деформации не будут играть впринципе ни какой роли.

Зона деформации делает именно то, о чем говорит само ее название. Это часть кузова автомобиля которая поглощает силу удара а далее рассеивает и уменьшает данное опасное влияние на человека, который в этот момент находится в автомобиле. Конечно одноместные суперкары F1 являются более продвинутыми автоболидами, чем их гражданские коллеги, но тем не менее, сама эта система работает по одинаковому принципу, как на самих суперкарах так и у обычных автомобилей.

Шлемы в Формуле 1 и в самом автоспорте в целом привели к улучшению защитных устройств, которые продаются населению. Может в самом автомобиле шлем и не нужен, но вот для велосипедистов или мотоциклистов он является обязательным атрибутом, так как, даже при небольшой скорости на которой может произойти удар это может привести к летальному исходу (к смерти) или к серьезным травмам. Вспомните дорогие автомобилисты того же Шумахера…

К счастью стандарты безопасности введенные FIA и FIM (это эквивалентно ФИА в мире мотоспорта) достаточно быстро распространились на потребительском рынке.

Помните господа, никогда не используйте тот шлем, который уже побывал в аварии, даже пусть и не взначительной. Старайтесь правильно пристегивать шлем при помощи пряжки, а также не скупитесь и не жадничайте при покупке нового шлема.

Противопожарная защита является еще одним элементом безопасности, который значительно улучшился за последние годы благодаря тем же автогонкам и благодаря автомобилям запущенным в серийное производство. Это развитие длилось в общей сложности долгие 60 лет и продолжается до сих пор до нашего времени. Существует два конкретных пути предотвращения возгорания:

В то время как у гоночных автомобилей на борту установлены огнетушители, которые активируются при помощи кнопки и их включение «маршал» может произвести удаленно и самостоятельно, то у современных уже серийных автомашин внутри установленны специальные топливные баки, которые специально предназначены для предотвращения утечек топлива и  даже от серьезного удара. При таковом ударе автоматически также отключается и вся система подачи топлива.

F1 на сегодняшний день являются для водителей более безопасной, чем когда-либо это было и, мы надеемся, что все нововведения используемые на них и которые будут использоваться в скором времени, будут использоваться и в других областях автоспорта. К примеру, эти некоторые технологии уже сейчас применяются на автомобилях World Rally Championship.

Ferrari SF1000

Очень затруднительно внешне отличить Ferrari SF1000 от ее предшественницы SF90, выигравшей три гонки в прошлом сезоне. Самое заметное отличие — форма боковых понтонов и рога на верхнем воздухозаборнике. «Может показаться, что машина очень похожа на прошлогоднюю, но поверьте, она сильно отличается от нее», — сказал на презентации руководитель Маттиа Бинотто.

Несмотря на все проблемы с аэродинамикой машины в 2019-м, Скудерия осталась верна прошлогодней аэродинамической концепции с распределением воздушного потока от передних колес по корпусу машины до заднего антикрыла. Основным ее преимуществом был низкий уровень лобового сопротивления и, следовательно, более высокая максимальная скорость на прямых. Но машине не хватало прижима сзади.

За счет изменения в области дефлекторов и более компактного кожуха двигателя Ferrari, судя по всему, перераспределила воздушный поток по корпусу. Этой цели служат и рога на воздухозаборнике, и акулий плавник с вырезами. Вроде бы сработало: Себастьян Феттель и Шарль Леклер не раз отмечали на тестах, что машина стала увереннее держать трассу в медленных поворотах.

Но теперь гонщики Скудерии стали жаловаться на нехватку максимальной скорости на прямых. А наблюдатели с трассы отметили, что у машины избыточное лобовое сопротивление. Похоже, что инженеры Скудерии просчитались с балансом. Но, может быть, дело в том, что двигатель потерял в мощности после расследования FIA, инициированного еще в конце прошлого года. Поэтому пока настроения в стане «Красных» далеко не самые лучшие. Команда открыто говорит, что не поборется за победу на Гран При Австралии. С другой стороны, возможно, что Ferrari просто шифруется и осознанно занижает ожидания.

Регламент

Болид Формулы-2

Основная статья: Dallara F2 2018

Шасси: С 2018 года используется шасси Dallara F2 2018. F2 2018 имеет полную массу 755 кг вместе с пилотом и топливный бак 125 л.

Двигатель: Mecachrome V6 с турбонаддувом объёмом 3,4 литра мощностью 620 л. с. при 8750 об/мин. Крутящий момент 570 Нм при 6000 об/мин. Ресурс: 8000 км.

Коробка передач: Продольная полуавтоматическая коробка передач с электрогидравлическим управлением разработана компанией Hewland и включает в себя 6 скоростей + задняя передача.

Шины: С 2011 года единственным поставщиком шин является компания Pirelli. Используются слики для сухой погоды пяти спецификаций и две спецификации шин для влажной погоды.

Другие составляющие: Brembo поставляет моноблоковые тормозные суппорта эксклюзивно для Формулы-2. Carbone Industry поставляет карбоновые тормозные диски и колодки. OZ Racing эксклюзивно поставляет колесные диски. С 2020 года используются 18-дюймовые колесные диски

Болид оснащен системой DRS и устройством защиты Halo.

Автомобиль также оснащен внутренней системой охлаждения, водяным радиатором, каналом радиатора, бензиновый / водяным теплообменником, модифицированным масляным дегазатором, масляными и водяными трубками и крепежными кронштейнами для теплообменника.

Производительность: Болид способен разогнаться от 0 до 200 км/ч за 6,6 секунды. Максимальная скорость 335 км/ч.

Гоночный уик-энд

В пятницу у пилотов есть 45-минутная сессия свободных заездов и длящаяся также 30 минут квалификация. Квалификационная сессия показывает, с какого места будут стартовать гонщики в субботней гонке, дистанция которой составляет 170 километров, но не более 60 минут (за исключением Монако и Будапешта, где дистанция ограничена 140 км и 160 км соответственно).

Во время субботней гонки каждый гонщик обязан пройти пит-стоп и заменить шины.

В воскресенье проходит спринт дистанцией 120 километров, но не более 45 минут (за исключением Монако, где дистанция ограничена 100 км). Стартовая решётка распределяется по результатам финиша в субботу: первая восьмёрка переворачивается, то есть пилот, который финишировал восьмым в субботу, будет стартовать с первой позиции, а победитель — с восьмого места.