Формула-1
Как устроена Формула 1?
Хочешь узнать, как работает F1? Мы прольем свет на некоторые темные аспекты этого спорта.
Недавно на Red Bull TV вышло новое видео - ABC of Formula One и мы решили подтвердить некоторые факты, а также развенчать некоторые мифы о королевских гонках. Думаешь, ты знаешь, как работает Формула 1? Тогда смотри видео и читай дальше.
27 мин.
Формула-1 от «А» до «Я»
Пройди ускоренный курс по изучению «королевских автогонок» с объяснением истории и терминологии, а также познакомься с её главными героями.
18 месяцев работы
Многие верят, что команды Формулы 1 соревнуются в течение девяти месяцев в году, а оставшиеся три месяца разрабатывают и строят новые болиды. Это не совсем так. Заводы Формулы-1 никогда не простаивают. Это огромный организм, который "заправляют" деньгами и талантами с одной стороны и получают новые компоненты с другой. Единственная причина, по которой Формула-1 делает двухнедельный летний перерыв, - это дать отдохнуть своим командам, работающим на заводе 24/7/365. Каждый час, потраченный на доработку машины, заставляет его ехать быстрее - зачем вообще останавливаться?
Разработка болида занимает около 18 месяцев: машины 2018 года начинают отрисовывать за несколько месяцев до того, как были показаны автомобили 2017 года. Начиная с небольших групп дизайнеров, работающих над базовыми принципами за полтора года до запуска машины, проектные команды медленно растут, по мере того, как людей и ресурсы постепенно переводят из групп, работающих над болидом, который участвует в гонках сегодня, на машину, которая его заменит.
Практически ничто не переносится из года в год, а обновления разрабатываются и внедряются на протяжении всего срока эксплуатации машины, так что болид никогда не остается одинаковым от гонки к гонке. Зачастую изменения происходят каждый день, а иногда даже каждую сессию. Болид, который тестировался в феврале в Барселоне, на том же треке в декабре, должен показать результат быстрее примерно на две секунды за круг.
Прижимная сила
Существует легенда, что автомобиль Формулы-1 обладает достаточной прижимной силой, что сможет проехать вверх ногами по крыше туннеля. Это правда - ведь с точки зрения прижимной силы машине даже не придется напрягаться. Имея вес около 800 кг, болид будет создавать достаточно прижимной силы, чтобы преодолеть туннель на скорости около 100 км/ч. Но вот сможет ли он двигаться вверх ногами? Скорее всего, нет. В отличие от двигателей гоночных самолетов, двигатели автомобилей F1 не предназначены для работы в перевернутом виде; большое количество всяких помп, масляных магистралей и т.д. будут работать правильно только с достаточным запасом гравитации.
1,000 Л.С.
Сколько лошадиных сил выдает автомобиль Формулы-1? Инженеры-разработчики теряются, когда им приходится отвечать на этот вопрос, сохраняя такие данные в тайне, но общий консенсус говорит, что цифры быстро приближаются к 1000 л.с. - и, возможно, уже преодолели этот конкретный барьер. Несмотря на то, что в 1980-х годах были более мощные двигатели, они не были достаточно стабильными. Имея прозвище «граната», двигатели первой эры турбо были хороши для одного-двух кругов при полном бусте в квалификации, после чего обычно, как следует из названия, они взрывались. В конфигурации гонки ускорение было не на первом плане, и они использовались на уровне 700-800 л.с. Ресурс современных двигателей на полной мощности рассчитан на более чем 4000 км.
Пока мы говорим о лошадиных силах и экономии топлива, мотористы предпочитают обсуждать тепловую эффективность - в основном, сколько они получают за каждый вложенный доллар. Экономичный дорожный автомобиль может достичь уровня тепловой эффективности 28-29 процентов. Это не изменялось на протяжении десятилетий, и все двигатели F1 были похожи друг на друга до конца эпохи V8 в 2013 году. Когда гибриды проходили испытания в начале десятилетия, инженеры амбициозно нацеливались на ранее неслыханные уровни эффективности, вплоть до 40 процентов. На самом деле им удалось преодолеть рубеж более, чем в 50 процентов. Нравится тебе это или нет, современная силовая установка - это технологическое чудо.
Торможение
Но весь этот табун лошадиных сил бесполезен без хороших тормозов. На самых сложных зонах торможения в Формуле 1 (первая шикана в Монце, например), болиды замедляются с 350 км/ч до 80 км/ч примерно за 150 метров или за 3 секунды - ощущения, которые испытывают водители, мало чем отличаются от столкновения с кирпичной стеной. В тормозах Формулы 1 используются карбоновые тормозные диски и карбоновые колодки. Причина, по которой дорожные автомобили не используют подобное сочетание заключается в том, что для эффективной работы требуется очень хорошо прогреть диски и колодки, что не очень подходит для поездки до супермаркета в середине зимы.
По самой грубой оценке (она изменяется в зависимости от типа используемого материала) карбоновые тормоза на автомобиле Формулы-1 начинают эффективно работать с температуры 200-300° C, а максимальная производительность приходится на температуру около 500° C. Пиковые температуры более 1000° C не являются редкостью, хотя контроль таких пиковых моментов помогает водителям управлять скоростью износа. Тормоза охлаждаются очень быстро, что помогает болиду безопасно снова и снова заходить на круг.
В современную эпоху тормоза служат не только для остановки автомобиля. Сложные охлаждающие каналы также используются в аэродинамике, либо через отвод воздуха через ступицы колес для предотвращения турбулентности, либо для направления потока над остальной частью автомобиля. Сами тормоза также используются в качестве обогревателей шин: нагретые тормоза, горячий воздух их которых направляется на колесные диски, является предпочтительным способом доведения шин до необходимой температуры.
Покрышки
Шины по-прежнему остаются темной стороной искусства Формулы-1: независимо от того, насколько технологий F1 направлено на исследование поведения шин, всегда есть определенные сложности. Покрышки обеспечивают зацеп только в узком рабочем окне, которое зависит от их состава. Рабочий диапазон для самой мягкой шины - розового hypersoft - составляет 85-105° C; оранжевого superhard работает на 120-145° C. Нагрев шин в гараже немного похож на выпечку: их нужно готовить определенным образом в своих электрических одеялах, обычно с подготовительной фазой, доведя их до 30° C, а затем основной фазой, повышающей температуру до 80° C.
Наконец, последний "прогрев" на короткое время, прежде чем шины будут установлены на автомобиле, включает следующее. Команды используют электронные таймеры для разогрева до различных температур - поэтому шины, которые будут использоваться в первой квалификационной сессии, будут готовы за 20 минут до шин, используемых во второй сессии, и так далее. Производительность шин падает, если они слишком долго остаются при высокой температуре или если их необходимо заново разогревать.
Температуры начинают падать, когда снимают термо-одеяла и пилотам приходится доводить задние покрышки до рабочей температуры бернаутами, а передние - частыми торможениями и виляниями из стороны в сторону. Как только шины прогреваются до рабочей температуры, они начинают работать все лучше с каждым кругом, пока не дойдут до пика и не начнут терять свою эффективность. Тогда их необходимо менять на новые. Бережное отношение к покрышкам может значительно продлить их жизнь. Если ехать всего на 2 десятые медленнее от максимальной скорости, пилот может сохранить шины настолько, что сможет проехать гонку на один пит-стоп меньше, что часто бесит зрителей, которые любят видеть, как болиды летят на максимальной скорости.
