чем оборудованы болиды формулы 1
Гибкий подход. В «Формуле-1» могут ввести новые правила проверки аэродинамики и отказаться от DRS
ТЕСТ С ГРУЗАМИ
После Гран-при Бразилии «Ред Булл» заподозрил «Мерседес» в нечестной игре и предоставил судьям документы, которые могли бы подтвердить их подозрения. В австрийской команде считали, что плоскости заднего антикрыла на машинах немецкого коллектива изгибаются особым образом.
На следующем этапе в Катаре ФИА провела проверку этой детали на нескольких автомобилях. К двум точкам основной плоскости заднего антикрыла подвешивались грузы весом 35 кг. Проверяющие хотели понять, как сгибается эта деталь, чтобы позднее решить, какие показатели считать допустимыми.
Тесты носили неофициальный характер, поскольку они не предусмотрены техническими директивами. Однако ни на одном из проверенных болидов, включая «Мерседесы», судьи не выявили существенных отклонений.
В «Ред Булле» хотели, чтобы этот тест проводился и на двух оставшихся этапах сезона. Однако ФИА отклонила предложение австрийской команды из-за несогласия других участников чемпионата. Если бы проверка выявила нестандартный изгиб детали на какой-то машине, то на модификацию заднего антикрыла в соответствии с новыми техническими предписаниями могло просто не хватить времени. Например, представитель «Альпин» напомнил, что в прошлый раз на приведение определенных частей к новым требованиям давалось два месяца.
Но в 2022 году вероятность введения дополнительных проверок довольно высока. Они могут коснуться не только уровня гибкости задних антикрыльев, но и передних, а также деталей под днищем и других элементов аэродинамического обвеса болидов.
Технический директор «Ф1» Пэт Симондс опасается, что правила 2022 года сильно ограничат инженеров и им придется искать эффективные решения как раз за счет гибкости определенных деталей.
«Мы должны уделять особое внимание таким областям, как профили крыльев, элементы под машиной и диффузор, – сказал он. – С помощью определенных трюков там можно извлечь достаточно много для времени на круге».
Также Симмондс опасается, что в зоне диффузора увеличится количество повреждений на машинах. В 2022 года под днищем болидов не будет «ступеньки», все его части должны находиться на одинаковом расстоянии от асфальта. И это может увеличить число поломок о бордюры.
Особую тревогу в этой связи вызывают вертикальные перегородки-дефлекторы, которые разделяют днище и диффузор на разные каналы. «Мы хотели, перенести эти перегородки немного выше, чтобы защитить их от повреждений, но команды отказались», – констатировал Симондс.
Также ФИА готовится к переходу на новые методы проверки машин на соответствие регламенту. Из прежних инструментов у судей останется только платформа для взвешивания автомобилей.
Если цели изменения технического регламента на 2022 год будут достигнуты, и совершать обгоны станет легче, то «Формула-1» отменит использование подвижного заднего антикрыла. Это может случиться уже в 2024 году. «Было бы идеально, если бы нам больше не была нужна DRS », – признает Симондс.
В любом случае DRS не понадобится «Формуле-1», если в 2026 году машины перейдут на «активную» аэродинамику. Она поможет автомобилям оставаться более сбалансированными при торможении и изменениях нагрузок.
«Если мы хотим достичь наших амбициозных целей по расходу топлива, то мы должны резко снизить сопротивление воздуха на прямых, – добавил Симондс. – Также снизится трение качения шин. Предпосылкой для этого является возможность активно влиять на аэродинамику».
ИЗМЕНЕНИЯ РЕГЛАМЕНТА НА КОРОБКИ ПЕРЕДАЧ
Сейчас одна коробка передач должна использоваться в течение шести Гран-при подряд, хотя во время практик можно ставить на машины специальные «пятничные КПП», которые не учитываются в общем подсчете. Если же одна из основных коробок передач вышла из строя раньше времени, гонщик получает пять позиций штрафа на решетке.
В 2022 году правила будут похожи на те, что существуют в отношении силовых установок. Трансмиссию разделят на две части: корпус коробки передач и внутренние компоненты. Команды договорились, что в сезоне можно использовать четыре корпуса КПП и четыре блока внутренних компонентов. В случае превышения этого числа, пилот получает штраф в пять позиций.
Также команды решили, что если в будущем число этапов в сезоне увеличится до 24-х, то внутренние элементы трансмиссий можно будет менять пять раз. Регламент должен быть утвержден ФИА зимой.
Технические характеристики болида Формулы-1
Характеристики болида формируются техническим регламентом, за соответствием которому следят стюарды Международной федерации автоспорта. Это некоммерческая организация, основанная в 1904 году, представляет интересы автомобильных организаций и владельцев автомобилей. Федерация является управляющим органом по автомобильным гонкам во всём мире.
Шасси
Болид Формулы-1 представляет собой монокок Тип пространственной конструкции, в которой (в отличие от каркасных или рамных конструкций) внешняя оболочка является основным и, как правило, единственным несущим элементом. В строгом смысле, термин «монокок» применяется к фюзеляжам ранних самолётов; в современном языке термин также применяется к несущим кузовам автомобилей, лодок и к велосипедным рамам. из углепластика с четырьмя расположенными вне корпуса колёсами. Задние колёса являются приводными, а передние ведомыми. Пилот размещается в узкой кабине (кокпите) в передней части болида. Управление болидом осуществляется с помощью педалей тормоза и газа, и рулевого колеса.
Ширина болида в целом не должна превышать 2 метров, а максимальная высота 525 см.
Хоть машины Формулы-1 зачастую превосходят скорость 300 км/ч., согласно абсолютной скорости Формула-1 никак не может считаться самой быстрой гоночной серией, так как почти все параметры двигателей в ней значительно урезаны. Тем не менее по средней скорости на круге из числа шоссейно-кольцевых автогонок, Формуле-1 нет равных. Это становится возможным благодаря весьма эффективной тормозной системе и аэродинамике, благодаря которым повороты проходятся на больших скоростях. Тормозные усилители и антиблокировочная тормозная система запрещены.
Начиная с 2014 года разрешено использовать систему распределения тормозного усилия на задних колёсах Brake-by-Wire. Похожие по принципу действия системы применяются на гибридных автомобилях, где при нажатии на тормоз часть скорости гасится за счёт перевода электромотора в режим генератора, а часть — за счёт штатных тормозов.
Мотор
На болиды устанавливаются четырёхтактные V-образные 6-цилиндровые двигатели с турбонаддувом. Угол развала цилиндров составляет 90°. Объём двигателя не должен превышать 1,6 литра.
В 2014 году мощность моторов Формулы-1 снижена до 600 лошадиных сил. Раньше мощность достигала 760 л.с. Количество оборотов так же была снижена с 19000 до 15000 об./сек.
Системы предварительного охлаждения воздуха запрещены. Кроме того запрещено подавать в мотор что-либо, помимо воздушно-бензиновой смеси. Каждый цилиндр может иметь только одну свечу зажигания и одну форсунку для впрыска топлива.
Запрещено использование карбона и других композитных материалов при производстве блока цилиндров, головки блока и клапанов.
Шины в Формуле-1 имеют огромное значение. В отличие от дорожных автомашин, шины для болидов Формулы-1 не рассчитаны на долговечность — 1 набор рассчитан на 200 километров. Главными особенностями считаются прочность, небольшой вес и сцепление с трассой.
Ключевые составляющие шин — резина, нейлон и полиэстер. С целью изменения жёсткости резины регулируются соотношения добавляемых в неё частей: углерода, серы и нефти.
Размер передних и задних шин в процессе эволюции гоночных автомобилей Формулы постоянно изменялся, теперь передние и задние шины различные, величина передних шин ограничена по ширине от 305 до 355 мм, задних от 365 до 380 мм.
При этом полный диаметр колеса не может превышать 660 мм для шин для сухой погоды и 670 мм для влажной. Замеры выполняют при давлении в шине равном 1.4 Бар. В соответствии с Техническим регламентом Формулы-1, шины могут быть наполнены только воздухом либо азотом.
Используются 3 вида шин: слики для сухой трассы, микст («промежуточная резина») для слегка влажной и дождевая для мокрой.
Средние технические характеристики болида Формулы-1:
Цена болида Формулы-1 по разным оценкам составляет в среднем 15 миллионов долларов или 1 116 559 500 рублей.
Основной характерной чертой болида Формулы-1 безусловно считается наличие большой прижимной силы. Именно она дает возможность проходить повороты на скоростях, недостижимых любым иным спортивным авто.
Тут имеется один примечательный момент: почти все повороты пилотам просто необходимо проходить на весьма большой скорости, чтобы прижимная сила могла удерживать автомобиль на трассе, если же скорость скинуть то можно вылететь с трассы так как прижимная сила станет мала.
Умопомрачительные данные и характеристики болидов Формулы-1…
Для многих не секрет, что болиды Формулы-1 являются наиболее совершеными в мире автоспорта. Сам я являюсь поклонником этого спорта.
Цель этой записи — дать общее представление и описать различные конструкции, технологии, цены и детали используемые в болидах Формулы-1…
Разгон с места до 100км/ч 1.7 сек.
Разгон с места до 200км/ч 3.8 сек.
Разгон с места до 300км/ч 8.6 сек.
Максимальная скорость около 340 км/ч
Торможение со 100км/ч 1.4 сек и 17 метров дистанции.
Торможение с 200 км/ч 2.9 сек и 55 метров дистанции.
Торможение с 300 км/ч 4 сек
Перегрузка пилота при торможении около 5G.
Прижимная сила равная весу болида достигается на скорости около 180 км/ч.
Максимальная прижимная сила (настройка максимум) при 300+ км/ч около 3000 кг.
Расход топлива в режиме соревнований около 75 л/100км
Стоимость каждого пройденного километра около 500$
Главной особенностью болида Формулы-1 один несомненно является наличие огромной прижимной силы. Именно она позволяет проходить повороты на скоростях, недостижимых любым другим спортивным автомобилям. Здесь есть один интересный момент: многие повороты пилотам просто необходимо проходить на очень высокой скорости, когда прижимная сила позволяет держать болид на трассе, если же скорость сбросить то можно вылететь с трассы так как прижимная сила будет недостаточна!
Прижимную силу создает набор аэродинамических элементов таких как: заднее антикрыло, переднее антикрыло, диффузор, итд. Переднее антикрыло, состоит из углеродного волокна и создает прижимную силу до 25% от всего болида формулы один. Ориентировочная стоимость одной штуки 19000$
Заднее антикрыло при собственном весе около 7 кг создает до 1000кг прижимной силы на высокой скорости, это около 35% всей прижимной силы болида F1. Изготовлено из карбона, стоимость каждого около 20000$
Радиаторы:
Радиаторы болида выполнены из алюминия стоимость комплекта до 11000$
Трансмиссия…
Коробка передач болида Формулы-1 самым непосредственным образом соединена со сцеплением, выполненым из карбона. Сцепления выпускают две компании, AP racing и Sachs, которые создают их таким образом, что они могут выдерживать температуры близкие к 500 градусам. Сцепления являются электрогидравлическими элементами и имеют вес от 1.5кг. Каждое переключение скорости выполняется за 20-40 милисекуд и регулируется компьютером. Пилоты болидов не пользуются сцеплением вручную, теряя тем самым время и позволяя двигателю совершать холостые обороты(как это в обычных машинах, без автоматической кообки передач), а просто нажимают рычажок за рулем, для перехода к следующей скорости, сам же процесс полностью лежит на компьютере. Коробки передач создаются так, чтобы механики могли легко менять настройки. Так полная перестройка передаточных чисел коробки передач занимает около 40 минут в боксах.
Стоимость одной семискоростной полуавтоматической коробки передач свыше 130 000$. Рассчитана на пробег 6000 км.
Стоимость одной шины около 800$
На сезон нужно 720 штук.
Диски тормозов уже многие годы изготовляют из углеродного волокна, на производство одного диска может затрачиваться до 5 месяцев.
Температурный режим до 1000 цельсия
Рычаги передней подвески:
Изготовлены из титана и углепластика. Стоимость около 100 000$.
Рычаги задней подвески:
Изготавливаются из титана и углепластика, каждый комплект стоит 120 000$
Монокок …
Монокок — это основа болида F1, на которую крепятся все его части и детали. При сотрясениях, при авариях он должен обеспечить пилоту полную безопасность, но в то же время весить приблизительно 35кг. Как и большинство частей болида F1 монокок сделан из карбона и как и большинство деталей стоит недешево 115000$
Сиденье пилота:
Выполняется по индивидуальным меркам гонщика из углеволокна. В случаи аварии может быть удалено из кокпита вместе с пилотом. цена 2000$
Руль болида формулы один совмещает в себе приборную панель (дисплей по центру), органы управления, также позволяет изменять многие настройки болида прямо по ходу движения. Выполнен из углеродного волокна, для каждого пилота индивидуально по анатомическому строению. Стоимость около 40000$-100000$
Раскладка всех кнопочек, рычажков и переключателей съемного рулевого «колеса» современного болида Формулы-1
1. Управление составом топливовоздушной смеси
2. Регулятор ограничитель максимальных оборотов
3. Назначение неизвестно
4. Колёсико выбора комплексных общих настроек силового агрегата
5. Активация системы KERS
6. Кнопка радиостанции
7. Многофункциональный информационный дисплей и клавиши для изменения его параметров
8. Лимитатор
9. Изменение угла переднего антикрыла в большом диапазоне (используется непосредственно в гонке при совершении маневров)
10. Колёсико плавного изменения угла переднего антикрыла (плавное увеличение прижимной силы для компенсации износа шин)
11–13. Управление дифференциалом: установка «преднатяга», изменение степени блокировки на торможении и под тягой
14. Переключатель режимов цифрового контроллера
15. «Горячие» программируемые клавиши, на которые можно вывести две запрограммированные функции (у Петрова одна из них отвечает за режим, в котором двигатель делает более длительную перегазовку при переключении вниз на входе в поворот, чтобы сделать смену передач более плавной и избежать срыва в занос под тягой)
16. Лепестки переключения роботизированной коробки передач
17. Лепестки сцепления (используются или синхронно, или в разных комбинациях, в зависимости от текущей программы). Например, при старте сначала отпускается один лепесток, а второй, выжатый наполовину, — только спустя секунду. Всё это, по-видимому, как-то хитро управляет проскальзыванием сцепления и блокировкой дифференциала. При этом от гонщика требуется держать дроссель открытым ровно на 75%. Малейший перебор — начнётся пробуксовка, недобор — двигатель заглохнет. И только со второй передачи можно открывать полный газ. До запрещения лонч-контроля пилотам было, похоже, проще управлять болидом.
Материалы взяты с сайта Разгон до 100
Суперформула: технические «фишки» болидов F1, запрещенные FIA
В первой части нашего повествования мы начали рассказывать о самых спорных и безусловно новаторских технических решениях за всю историю Формулы-1, которые по разным причинам были либо запрещены регламентом, либо не оправдали надежд, возложенных на них конструкторами. Болиды-пылесосы, болиды с вертолетной турбиной и шестиколесные болиды. Этим пытливые умы инженеров не ограничились, и мы представляем следующую тройку.
4. Двойное шасси для Lotus
В прошлой публикации мы рассказали о Колине Чемпене, который, возглавляя команду Lotus, год за годом шел в авангарде технической эволюции болидов Формулы-1. И 1981 год не стал исключением.
Стоит признать, что изобретенный им граунд-эффект существенно повысил скорости на трассах Гран-при, что, мягко говоря, не лучшим образом отразилось на безопасности гонок. С одной стороны, этот самый граунд-эффект позволял проходить любые повороты как по рельсам, с другой – малейшая неровность дороги открывала доступ встречным потокам воздуха под днище, в связи с чем прижимная сила резко сокращалась, а это в контексте возросших скоростей могло запросто отправить болид прямиком в отбойник. В итоге в 1981 году после решения FISA аэродинамические юбки оказались вне закона, а клиренс болида отныне не должен был быть меньше 60 мм.
Естественно, Чемпена абсолютно не устраивало, что очередное его детище было предано забвению, лишив тем самым Lotus конкурентного преимущества. Но гениальный инженер был вовсе не из числа тех людей, которым свойственно долго горевать над собственными неудачами. И в том же году со стапелей британской конюшни сходит модель 88 с совершенно революционной схемой «двойного шасси». Еще во время тестов в прессу просочилась информация, что новый Lotus вообще начисто лишен подвески всех четырех колес, что позволяло свести крены к минимуму, компенсировав тем самым отсутствие шторок. Но истина выглядела еще более сногсшибательно: Lotus 88 обладал двойной системой подрессоривания.
Все дело в том, что фактически болид состоял из двух кузовов – несущего монокока, который совместно с элементами подвески функционировал в системе «автомобиль – дорога» и внешнего кузова, оснащенного собственной системой подрессоривания и работающего в системе «воздушный поток – автомобиль». В итоге при стартовых замерах «88-й» соответствовал требованиям минимального дорожного просвета в 60 мм, а при возросших аэродинамических нагрузках внешний кузов независимо от несущей конструкции прижимался к земле, тем самым перекрывая доступ воздуха под днище автомобиля.
Lotus 88 должен был дебютировать в США, но против его старта подали протест практически все команды. Несмотря на то что техническая комиссия признала болид соответствующим техническим требованиям, судейская коллегия старт запретила. Привлечение Чемпеном юристов и обращения к представителям местных автомобильных сообществ ничего не дали, и 88-й так и не увидел гонок.
5. «Честная» конкуренция
В предыдущем пункте мы остались перед дилеммой, насколько конструкция Lotus удовлетворяет неписаным правилам «честной игры». Сейчас мы дадим если не ответы, то поводы для сомнений уж точно. Чемпен всегда играл в открытую, в то время как некоторые его конкуренты, крича о нарушениях всевозможных технических требований со стороны британца, вполне успешно находили лазейки в регламенте гораздо менее изысканными методами.
Так, например, знакомая нам по «Пылесосу» 1978 года команда Parmalat Race Team реализовала после скандала вокруг Lotus 88 в своем Brabham BT49 гидропневматическую подвеску с возможностью изменения дорожного просвета. По сути, в Brabham просто скопировали идею Чемпена с одной лишь разницей – клиренс изменялся не под воздействием аэродинамики, а простым нажатием кнопки. Это по-прежнему было использованием запрещенного граунд-эффекта в чистом виде. Во многом благодаря этому в 1981 году пилот Brabham Нельсон Пике завоевал свой первый чемпионский титул. Я напомню, что в том же году Lotus 88 вообще не был допущен на старт.
Характеристики болида «Формулы-1». Масса, высота (меньше метра) и резиновый топливный бак
Базовые данные о самых быстрых машинах.
И сегодня мы разберем вопрос №1 из поисковиков по запросу «болид «Формула-1» – его характеристики.
Из чего складываются главные свойства машины? Конечно, из качеств шасси и мотора. Данные официального сайта «Мерседеса» об их последнем творении W11 до мельчайших частей закрывают информацию о всех аспектах характеристик шасси.
Шасси
Монокок: Углепластик и пористые композитные материалы
Кокпит: Сиденье гонщика – из углепластика, шеститочечные ремни безопасности OMP, система HANS
Передняя подвеска: Углеплатиковый треугольный рокер и толкатель, торсионные пружины и балансиры
Задняя подвеска: Углепластиковый треугольный рокер и тяга, торсионные пружины и балансиры
Диски: производство OZ, кованые, из магниевого сплава, 13 дюймов
Шины: «Пирелли». Рабочие окна – от 85ºС (С5) до 140ºС (пик для С1). Ширина – 305 мм (передние) и 405 мм (задние), высота – 670 мм, диаметр – 13 дюймов
Тормозная система: Карбоновые диски и колодки, электронное управление brake-by-wire
Электроника: Сертифицированный ФИА стандартный электронный блок управления. (У «Рено», к примеру – производства MES-Microsoft)
Панель настроек: McLaren Electronic Systems. (Да, даже чемпион «Формулы-1» закупает электронику у «Макларена»!)
Топливная система: Армированный кевларом резиновый топливный бак
Транмиссия: Восьмиступенчатая полуавтоматическая КПП с одной задней передачей, электронным управлением и электрогидравлической системой переключения, позволяющей максимально сократить время понижения и повышения передачи. Многодисковое карбоновое сцепление
Силовая установка
Информацию про моторы максимально подробно дали уже сайты «Феррари» и «Рено» – вплоть до длины хода цилиндра!
Силовая установка «Ф-1» целиком весит 145 кг и состоит из двигателя внутреннего сгорания (ICE), рекуператора кинетической энергии на торможениях (MGU-K), рекуператора тепловой энергии – от турбины, вращающейся под действием выхлопных газов (MGU-H), турбонаддув (TC), батарея (ES) и управляющая электроника (CE)
Двигатель внутреннего сгорания
Рабочий объем: 1,6 л
Угол развала цилиндров: 90 градусов. Диаметр цилиндра: 80 мм. Ход поршня: 53 мм
Максимальное количество оборотов: 15000 об/мин
Максимальный расход топлива: 100 кг/час на оборотах, превышающих 10500 об/мин, 110 кг на гонку
Впрыск: система прямого впрыска под давлением 500 бар
Турбонаддув: одноступенчатый компрессор и турбина с неограниченным давлением наддува (обычно 5 бар)
Максимальная скорость вращения турбины: 125000 об/мин (ограничена регламентом)
Гибридная система рекуперации энергии (ERS)
Аккумулятор: Литий-ионные батареи, минимальный вес – 20 кг
Мощность MGU-K: 120 кВт (161 л.с.)
Максимальное число оборотов MGU-K: 50000 об/мин.
Максимальное количество энергии, рекуперируемое MGU-K: 2 МДж за круг
Максимальное количество энергии, выдаваемое MGU-K на привод: 4 МДж за круг (33,3 сек при полной мощности)
Максимальное число оборотов MGU-H: 125000 об/мин
Общая мощность: свыше 950 л.с. Полный ответ на этот вопрос ищите ниже
Сколько лошадиных сил в болиде «Формулы-1»? А бывают машины мощнее?
Габариты
Длина: Более 5000 мм (все машины)
Передняя колея: 1600 мм
Задняя колея: 1550 мм
Ширина: 2000 мм (максимально разрешенная регламентом)
Высота: 950 мм (максимально разрешенная регламентом)
Масса: 746 кг ((максимально разрешенная регламентом с пилотом, балластом и топливом)
В 2019-м самой длинной колесной базой обладал «Мерседес», а короче всех был «Ред Булл». Высочайшая подвеска оказалась у «Рено», а самый грандиозный угол атаки – у «Рейсинг Пойнт». По последним двум параметрам чемпионы не впечатлили.
Болид Квята – один из самых длинных и агрессивных в «Формуле-1». Взял лучшее у «Мерседеса» и «Ред Булл»
Данных за 2020-й пока нет (поскольку машины пока только провели тестовые дни и могли измениться за 4 месяца простоя), но регламент между сезонами почти не менялся – а потому базовые размерные характеристики остались примерно теми же (разница вряд ли превысит десяток миллиметров). Только «Рено» честно объявила длину всей машины: 5480 мм.
Понравилась «Формула-1»? Подписывайся на наши соцсети – там важнейшие и интереснейшие истории из мира самого быстрого спорта на планете. Трансферы, техническая аналитика, экономика команд, лучшие цитаты пилотов – только ценная информация!