Гоночный болид. Гоночный болид - это самый технологичный автомобиль

18.07.2019

Кузов

Характеристики болида формируются техническим регламентом, за соответствием которому следят стюарды Международной федерации автоспорта.

Автомобиль Формулы-1 представляет собою углепластиковый моноблок с 4-мя размещенными за пределами корпуса колёсами, из которых задние 2 являются приводными, а передние - ведомыми. Пилот размещается в узкой кабине (кокпите) в передней части болида и управляет им с помощью руля и педалей тормоза и газа.

Хоть машины Формулы-1 зачастую превосходят 300 км/ч, согласно абсолютной скорости Формула-1 никак не может считаться самой быстрой автогоночной серией, так как почти все параметры двигателей в ней значительно урезаны (ограничен объём, воспрещён турбонаддув, и т. п.). Тем не менее, по средней скорости на круге из числа шоссейно-кольцевых автогонок (кроме т. н. «овалы») Формуле-1 не имеется равных. Это возможным вследствие весьма эффективной тормозной системе и аэродинамике. Тормозные усилители и антиблокировочная тормозная воспрещены.

Мощь моторов 750-770 л.с. Системы предварительного охлаждения воздуха запрещены. Кроме того воспрещается подавать в мотор что-либо, помимо воздуха и горючего.

Начиная с сезона 2009 в болидах Формулы-1 вводится рекуперации кинетической энергии (KERS) - особое приспособление, позволяющее накапливать кинетическую энергию болида в местах торможения, передавая ее при разгоне. При этом конкретный принцип рекуперации никак не предписывается.

Шины обладают в Формуле-1 огромной значимостью.

В отличие от дорожных автомашин, шины для болидов Формулы-1 не рассчитаны на долговечность (1 набор рассчитан не больше, чем 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 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 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 п. 12.7.1 Технического регламента Формулы-1, шины могут быть наполнены только лишь воздухом либо азотом.

Разгон с места до 100 км/ч: 1.7 сек.

Разгон с места до 200 км/ч: 3.8 сек.

Разгон с места до 300 км/ч: 8.6 сек.

Максимальная скорость: около 340 км/ч.

Торможение со 100 км/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: приблизительно 3000 килограмм.

Расход горючего в режиме соревнований: около 75 л/100км.

Стоимость каждого пройденного километра: около 500$.

Основной характерной чертой болида формулы 1 безусловно считается наличие прижимной силы. Именно она дает проходить повороты на скоростях, недостижимых любым иным спортивным авто. Тут имеется один примечательный момент: почти все повороты пилотам просто необходимо проходить на весьма скорости, чтобы прижимная сила могла удерживать автомобиль на трассе, если же скинуть то можно вылететь с трассы так как прижимная сила станет мала.

Гоночный болид - это скоростной и один из наиболее высокотехнологичных автомобилей на планете. Самое широкое распространение эти машины имеют в состязаниях «Формулы-1». Любой современный болид состоит как минимум из 80 тысяч различных деталей. Для участия в гонках их привозят в отдельных коробках, после чего профессиональные мастера осуществляют сборку.

Общее описание

Корпус авто представляет собой углеволоконный монокок. Важнейшую роль в нём играют аэродинамические элементы, основная задача которых заключается в создании прижимного усилия, сопоставимого с массой машины. Болид - это очень дорогой автомобиль, ведь один только монокок стоит около 115 тысяч долларов. И это далеко не самая стоимостная его деталь. Большое значение имеют для таких авто используемые шины, в состав которых помимо резины входят также нейлон и полиэстер.

Технические характеристики

Машины могут комплектоваться разными двигателями. Любой мотор состоит примерно из пяти тысяч деталей. При этом его ресурс ограничен 3 тысячами километров. В автомобилях, участвующих в «Формуле-1», обычно применяются 2,4-литровые атмосферные силовые агрегаты, мощность которых достигает отметки в 755 лошадиных сил. Максимальная составляет около 340 км/ч. Однако это не предел. Дело в том, что правилами соревнований предусмотрено использование ограничителей. В противном случае команды с небольшими бюджетами не смогут конкурировать с более именитыми и богатыми соперниками на должном уровне. Что касается трансмиссии, то здесь применяется семискоростная роботизированная коробка передач.

Управление

Болид - это машина, колёса которой находятся вне корпуса. При этом задние из них имеют больший радиус и являются приводными. Управление автомобилем осуществляется профессиональным пилотом при помощи высокотехнологичного руля, на котором находится множество кнопок различного предназначения. Скорость движения контролируется за счёт педалей газа и тормоза. Несмотря на действующие ограничения, о которых шла речь ранее, этому авто нет равных в шоссейно-кольцевых гонках. Достигается это благодаря идеальным аэродинамическим параметрам и первоклассной тормозной системе.

Электроника

Гоночный болид оборудуется самой совершенной и современной системой электроники. Здесь запрещается применение любых модулей, которые каким-либо образом могут помочь гонщику осуществлять управление. Во время соревнований данные о состоянии автомобиля передаются на пункты слежения. Вместе с этим, обратная связь строго запрещается, что увеличивает роль пилота в гонке.

Безопасность

Поскольку болид - это скоростная машина, одной из главных задач конструкторов при её разработке является обеспечение безопасности пилота. Ни один автомобиль не допускается к эксплуатации до того времени, пока им не будут пройдены краш-тесты. После нескольких трагических случаев на соревнованиях самого высокого уровня был установлен целый ряд требований относительно безопасности в боковых столкновениях и на случай опрокидывания машины. Болид проектируется так, чтобы в случае возгорания или аварии гонщик был способен покинуть его за пять секунд. Для этого ему достаточно отстегнуть ремни безопасности и вытащить руль. Пилоты, участвующие в «Формуле-1», даже регулярно проходят соответствующий тест. В случае его провала они просто не допускаются к соревнованиям.

История вопроса. 2-я часть

Эпоха 1970-х годов в «Формуле-1» подготовила почву для технологического прорыва практически во всех областях спортивного автомобилестроения. Мощные компьютеры конца ХХ века изменили представления о возможностях управления машинами, научная революция стала неизбежной. В королевском автоспорте эти годы стали золотыми. Даже нынешние болиды «Формулы-1» мало в чем превосходят созданные четверть века назад машины.

Золотой век: период 1980–1995 годов

1980-е и начало 1990-х неслучайно называют золотым веком «Формулы-1». На трассе соперничали легенды автоспорта: Ники Лауда, Нельсон Пике, Ален Прост, Айртон Сенна, Михаэль Шумахер. Каждый из этой пятерки не менее трех раз становился чемпионом мира! В автомобилестроении начали применять до того недоступные сверхпрочные композитные материалы, а технологии не уступали космическим. Как следствие, рейтинги телетрансляций поползли вверх, «Формула-1» привлекала внимание все большего числа болельщиков и спонсоров. Это позволило командам совершенствовать машины, почти не задумываясь о бюджете. Доминирующей конюшней стал британский McLaren, гонщики которого в период с 1984 по 1991 год взяли семь титулов, а самой удачной моделью десятилетия - McLaren MP4/2. Однако у коммерциализации «Формулы-1» была и оборотная сторона. Международная федерация автоспорта практически утратила контроль над соревнованиями. Условия все больше диктовали владельцы команд, согласия между которыми и МАФ не было, несмотря на официально подписанный в 1981 году Договор согласия.

Двигатель

В 1980-е годы в полный голос о себе заявили доведенные до ума турбомоторы, не оставлявшие своим атмосферным собратьям ни единого шанса. Их гегемония продолжалась с 1983 года вплоть до запрета наддува в 1989-м. Даже увеличение объема атмосферных двигателей до 3,5 литра в 1987-м не привело к возникновению хоть какой-то конкуренции. Ничего удивительного в этом не было, ведь квалификационные версии турбонаддувов выдавали на-гора 1600 л. с.! Мощность же обычного двигателя Honda RA168E, стоявшего на модели McLaren MP4-4, составляла 900 л. с. В итоге в целях повышения безопасности, а также лоббируя интересы команд, не обладавших турбонаддувом, от него решили отказаться. Впрочем, итальянским конюшням это ничем не помогло. Практически до конца века, до 2000 года, чемпионский титул завоевывали пилоты только британских команд, за исключением итальянского Benetton, который, впрочем, тоже был английской командой, купленной итальянским брендом.

Кузов и шасси

В начале 1980-х конструкторы команды McLaren сделали еще один революционный шаг в развитии технологий «Формулы-1». Монокок модели MP4-1 они целиком изготовили из композитных материалов - карбоно-кевларового волокна. А в 1988 году в модели MP4-4 была применена технология углепластиковых сотовых структур, что не только существенно увеличило жесткость шасси на кручение, но и сделало кокпит практически неразрушимым при любых авариях.

Аэродинамика

После бурных 1970-х, в которых одна аэродинамическая революция сменяла другую, 1980-е и начало 1990-х стали временем затишья. Во многом этому поспособствовал запрет перфорированных днищ и граунд-эффекта, который был введен в 1983 году. В поисках прижимной силы конструкторы были вынуждены вновь обратить свой взор на антикрылья. Однако ограничения регламента не позволяли разгуляться фантазии и в этой области. Корпуса машин лишь начали обрастать массой мелких спойлеров. Главную аэродинамическую революцию десятилетия в 1990 году преподнес скромный Tyrrell 019. Его приподнятый носовой обтекатель перераспределял входящий воздушный поток так, что даже под плоским дном создавалось подобие граунд-эффекта. В середине 1990-х этот задранный нос стал характерной чертой чемпионского Benetton.

Подвеска

В 1992 и 1993 годах британская команда Williams буквально нокаутировала всех соперников своими моделями FW14 и FW15, которые в квалификации «привозили» ближайшим преследователям по две секунды на круге. Главной изюминкой этих машин стала активная подвеска, обеспечивавшая оптимальное расстояние между полотном гоночной трассы и днищем автомобиля как на прямых, так и в виражах. Однако в отличие от «примитивной» гидравлической активной подвески 1980-х годов установленная на Williams контролировалась электроникой. Нужный угол для каждой оси в каждый момент времени вычислял компьютер. Более того, обработкой данных занимался не только микрочип, расположенный на самом автомобиле, но и компьютеры в боксах команды, с которыми чип был связан дистанционно и которые получали все данные телеметрии. Дабы избежать очередного витка роста скоростей, в 1994 году электронная активная подвеска была запрещена.

Тормоза

McLaren MP4/2 был одним из первых болидов, использовавшим карбоновые тормозные диски. Легкие, прочные, необыкновенно износостойкие углеволоконные детали не теряли своей эффективности при интенсивном многократном торможении. Их рабочая температура была много выше прежних, изготовленных из чугуна или мягкой стали с хромовым покрытием дисков. Тормозной путь автомобиля заметно сократился, ведь мощные и надежные тормоза позволяли нажимать на педаль в самый последний момент с уверенностью, что скорость в 300 км/ч и более будет погашена в считаные мгновения.

Электроника

В начале 1990-х команды стали широко использовать электронику в конструкции болидов. Она применялась для рулевого усиления, системы управления тягой, полуавтоматической коробки передач, системы активной подвески и т. д.

К примеру, система контроля тяги отслеживала с помощью датчиков скорость вращения колес и в случае пробуксовки немного снижала крутящий момент. Электронная система оптимизации старта использовалась для того, чтобы болид равномерно, без пробуксовки начинал движение с максимально возможной в текущих условиях скоростью. Разумеется, использовали команды и АБС. В результате расцвета электроники все больше функций по управлению болидом брал на себя компьютер, уменьшая тем самым значение пилота. Из-за этого в 1994 году МАФ пришлось наложить запрет на большинство электронных систем помощи гонщикам.

Пилот

Бразильский «волшебник» Айртон Сенна да Силва - трехкратный чемпион мира «Формулы-1». Свой первый титул завоевал за рулем McLaren MP4-4. По итогам опроса, проведенного британским еженедельником Autosport среди бывших и действующих участников чемпионата «Формулы-1», Сенна был назван лучшим гонщиком в истории королевы автоспорта. Погиб в 1994 году в аварии на Гран-при Сан-Марино в Имоле. В ответ на запрет использования электроники в гонках в 1994 году Айртон Сенна пророчески заметил, что «если убрать все эти системы, но не уменьшить скорость болидов, то 1994 год станет сезоном с множеством происшествий».

Битва кошельков: период 1995–2010 годов

К концу 1990-х годов популярность «Формулы-1» была настолько велика, что привлекла внимание крупнейших мировых автоконцернов, которые присоединились к чемпионату со своими командами. Результатом стал огромный финансовый дисбаланс между конюшнями топ-уровня и середняками. Доминировали, разумеется, те, чей бюджет исчислялся сотнями миллионов долларов. Не добавляли гонкам зрелищности и многочисленные запреты МАФ, направленные на борьбу со скоростью, а также постоянно меняющийся регламент. Все это привело к тому, что в чемпионате предсказуемо побеждали одни и те же пилоты, а болиды в техническом плане прогрессировали не слишком стремительно. Команда Ferrari встретила XXI век в качестве абсолютного гегемона «Формулы-1». «Красный барон» Михаэль Шумахер за рулем «жеребцов» из Маранелло первенствовал в чемпионатах мира пять раз подряд! А самой успешной машиной в долгой истории формульной команды Ferrari стала модель F2002, которая принесла немецкому гонщику в том же 2002 году 10 побед. Впрочем, никакими революционными новшествами F2002 не обладала.

Кузов и шасси

Инженеры F2002 уделили особое внимание развесовке и балансу машины. Облегченная коробка передач позволила конструкторам снизить центр тяжести, что благотворно сказалось на поведении машины в поворотах. В конце 1990-х и начале 2000-х требования к прочности и безопасности конструкции кузова серьезно возросли. Монокок подвергался краш-тесту с фронтальным и боковым ударами, тестом статической нагрузки проверялись дуги безопасности, кокпит, топливный бак, носовой обтекатель и т. д.

Колеса и шины

Немалая роль в успехе «Скудерии» принадлежала шинникам из Bridgestone. В 2002 году Ferrari осталась единственной топ-командой, обутой в покрышки японской компании. Как следствие, Bridgestone готовила специальную резину, идеально подходившую F2002.

Аэродинамика

Особое внимание конструкторы машины уделили конусообразной задней части днища, что позволило улучшить показатель аэродинамического сопротивления, увеличив и прижимную силу на задней оси. Для улучшения динамики потоков и уменьшения воздушного сопротивления радиаторы F2002 наклонили внутрь.

Двигатель

Мощность двигателя F2002 превышала 850 л. с. Период с конца 1990-х принято считать апогеем промышленного шпионажа в «Формуле-1». Достаточно вспомнить скандал 2007 года с обвинениями команды McLaren в шпионаже в отношении Ferrari. С протестами в МАФ «Скудерия» обращалась и раньше, и один из них как раз касался двигателей McLaren. Так, зоркие глаза итальянских инженеров заметили, что моторы «серебряных стрел» при тех же оборотах снимают больше мощности. Оказалось, что двигатель Mercedes, стоявший тогда на McLaren, содержал легкий и одновременно очень прочный алюминиево-бериллиевый сплав для поршней и в качестве материала стенок цилиндров. Сплав экзотический, сложный в обработке, к тому же на этапе производства канцерогенный. В итоге с 2001 года был введен полный запрет на экзотические материалы, в том числе сплавы бериллия.

Электроника

F2002 была оборудована новой системой трекшен-контроля. В 2008 году после долгой и безуспешной борьбы МАФ с запрещенной электроникой на борту машин, доказать наличие которой было практически невозможно, на всех болидах «Формулы-1» появился обязательный унифицированный электронный блок ECU. Все компоненты двигателя и коробки передач, включая сцепление, дифференциал и связанные актуаторы, обязаны управляться только им.

Тормоза

В конце 1990-х в МАФ стали подумывать о запрещении в «Формуле-1»… карбоновых тормозов! Казалось бы, какие отрицательные черты можно отыскать у «чудо-тормозов»? Однако слабые стороны нашлись. Во-первых, углеволокно значительно дороже чугуна. Во-вторых, в несколько раз возросшая эффективность обернулась огромными нагрузками на пилотов - отрицательное ускорение в поворотах достигало 6g, а усилие на педаль тормоза - 150 кг. «Попробуйте при каждом торможении давить на педаль с усилием в 150 кг, и так на протяжении полутора-двух часов, и вы поймете, что такое Гран-при “Формулы-1”!» - как-то воскликнул чемпион мира 1997 года канадец Жак Вильнев. И в-третьих, именно в уменьшившемся тормозном пути видели причину малого количества обгонов руководители МАФ, всегда ратовавшие за повышение зрелищности гонок.

Однако от идеи пришлось отказаться. Испытания показали, что чугунные диски в сочетании с новейшей конструкцией скоб лишь немного уступают углеволоконным, однако менее износостойки. Поэтому запрету подвергся лишь дорогостоящий алюминиево-бериллиевый сплав, из которого изготавливались скобы. Кроме того, МАФ ограничила толщину дисков и количество накладок.

Пилот

«Красный барон» Михаэль Шумахер - семикратный чемпион мира, самый титулованный автогонщик в истории «Формулы-1». Обладатель многочисленных рекордов - по числу побед (в том числе за один сезон), подиумов, быстрых кругов, а также чемпионских титулов подряд. Один из своих семи титулов немец завоевал за рулем F2002.

Ренессанс: период с 2010 года по настоящее время

Начало и середина 2000-х годов не радовали поклонников «Формулы-1» интригующими чемпионатами. Глобализация, всеобщая стандартизация машин и приторная политкорректность лишили королевский автоспорт одной из самых притягательных черт гонок - их непредсказуемости. Чтобы повысить зрелищность «Формулы-1», МАФ была вынуждена пойти на некоторые послабления в регламенте. Первым принципиально важным решением стало снятие запрета в 2009 году на изменение угла атаки носового спойлера во время гонки. Этот робкий шаг, впрочем, желаемого увеличения количества обгонов не принес, поэтому спустя два года пилотам разрешили менять угол заднего антикрыла вместо переднего. Еще одним новшеством стало введение системы KERS - рекуперации кинетической энергии, которая позволяет кратковременно увеличивать мощность двигателя. Все это вкупе с другими небольшими техническими поблажками реанимировало чемпионат и возродило интерес к нему. В сезонах 2014–2016 годов первенствовали гонщики Mercedes, что весьма символично, ведь именно «серебряные стрелы», как называли за характерную окраску в 1950-х годах Mercedes, были одной из сильнейших команд в эпоху зарождения «Формулы-1». На модели Mercedes AMG F1 W06 Hybrid британец Льюис Хэмилтон в 2015 году завоевал свой третий титул чемпиона мира.

Аэродинамика

Главным технологическим «прорывом» последних лет стал возврат к возможности регулировки пилотом заднего крыла во время гонки. Теперь гонщик способен поднять верхний элерон антикрыла, снижая уровень прижимной силы и позволяя автомобилю развивать большую скорость на прямых. Плоскость заднего спойлера возвращается в исходное положение при первом же нажатии пилотом на педаль тормоза. В поворотах крыло находится в закрытом положении и работает максимально эффективно. В квалификации гонщики могут произвольно регулировать положение управляемого элемента, а в гонке это преимущество получит только атакующий гонщик, который подобрался к сопернику на дистанцию меньше секунды. Возврат к изобретению 1968 года позволил в разы увеличить число обгонов на трассе.

Двигатель

В 2014 году восьмицилиндровые атмосферные двигатели объемом 2,4 литра сменили более экологически чистые и экономичные турбированные шестицилиндровые моторы 1,6 литра. В «Формулу-1» вернулся наддув! В мощности эти турбодвигатели уступали предыдущим, однако новая энергетическая система рекуперации ERS оказалось вдвое эффективнее KERS - 160 л. с. против 80 л. с. Кроме того, применение двойной системы рекуперации (кинетической и тепловой) позволило уменьшить расход топлива, что согласовалось с введением жестких ограничений на расход топлива - не более 100 кг на всю гонку.

Шины

Конкуренция между производителями шин в «Формуле-1» всегда способствовала росту скоростей. До 2003 года поставщики покрышек не только предоставляли командам резину собственного состава, но и зачастую пытались приспособить резину под каждую команду и под каждую трассу. Иногда подобный избирательный подход приводил к неизбежным ошибкам. К примеру, на Гран-при США в 2005 году избыточное давление в покрышке машины Ральфа Шумахера спровоцировало довольно серьезную аварию. Поэтому с 2007 года МАФ оставила в «Формуле-1» только одного поставщика шин, который обязан предоставлять одинаковые комплекты всем командам. С 2011 года в результате тендера таким поставщиком была выбрана итальянская Pirelli.

Подвеска

Передняя и задняя подвески модели Mercedes AMG F1 W06 Hybrid представляют собой карбоновый треугольный рычаг и толкатель, взаимодействующие с торсионными пружинами и балансирами. В передней и задней части машины установлены гидравлические системы, которые позволяют поддерживать на нужном уровне дорожный просвет и на ходу менять жесткость стабилизаторов поперечной устойчивости в зависимости от преодолеваемых участков трассы. Нынешний технический регламент позволяет за счет применения тех или иных систем увязать работу упругих элементов подвески с левой и правой сторон машины. Специальный компьютер в режиме реального времени анализирует нагрузки на подвеску всех четырех углов шасси, дает необходимые команды гидравлическим системам, и в быстрых поворотах подвеска становится жестче, а в медленных, наоборот, более мягкой. Меняется и клиренс: на прямых дорожный просвет уменьшается, на неровностях и при атаке высоких поребриков увеличивается, за счет чего достигается оптимальная работа подвески и улучшается механическое сцепление с трассой.

Кузов и шасси

Монокок W06 отформован из углепластика и пористых композитных материалов. Капсула безопасности интегрирована с ударопрочной конструкцией и панелями, предотвращающими сквозные повреждения. Она состоит из следующих элементов: передней структуры безопасности; предписанных регламентом противоударных узлов, поглощающих энергию при боковых столкновениях; встроенной задней структуры безопасности; передних и задних элементов, препятствующих повреждениям при опрокидывании машины.

Топливо

Через два года после мирового финансового кризиса 2008 года МАФ в целях дальнейшего сокращения расходов, а также ради стимулирования автопроизводителей к разработке более экономичных моторов ввела запрет на дозаправки по ходу гонки. Топливный бак болидов был увеличен с 90 до 180 литров. А с 2014 года также повысилась эффективность топлива, количество которого ограничили до 100 кг для каждой гонки.

Пилот

Льюис Карл Дэвидсон Хэмилтон - британский автогонщик, трехкратный чемпион мира 2008, 2014 и 2015 годов. В 2014 году был признан спортсменом года по версии BBC. На данный момент является единственным гонщиком в истории «Формулы-1», кому удавалось одерживать победы во всех проведенных сезонах подряд, начиная с дебютного. С 2007 по 2012 год выступал за команду McLaren Mercedes, с 2013-го - гонщик команды Mercedes AMG Petronas F1 Team.

Для справки

ВТБ является титульным партнером российского этапа «Формулы-1» в Сочи - Formula 1 VTB Russian Grand Prix.

Параметры болидов формулы один, их размеры и массы контролируется техническим регламентом, цель этой статьи описать различные конструкции, технологии, цены и детали используемые в болидах формулы один.

Как работает чудо-мотор «Формулы-1»

Технический прогресс в гонках полностью уничтожил романтические мечты о «гаражных» командах и создании революционных болидов гениальными энтузиастами без кучи магистерских степеней в резюме. Теперь даже бедные конюшни обладают бюджетом от 100 миллионов долларов и открывают отделы инженерных разработок на несколько десятков человек.

Моторные департаменты «Феррари», «Рено» и «Мерседеса» превратились в огромных технологических монстров. Немецкие производители уже продвинули индустрию вперед, недавно объявив о скором достижении мощности в 1000 л.с. и установке нового рекорда тепловой эффективности на уровне более 50% (у обычных легковых автомобилей — 25-30%).

Актуальная силовая установка состоит из нескольких составляющих частей:

- двигатель внутреннего сгорания;
- турбина (с компрессором и нагнетателем, конечно);
- две системы рекуперации энергии MGU-K и MGU-H;
- блок контролирующей электроники;
- батарея.

Турбину - неспроста вернули в «Формулу-1» после двадцатилетнего запрета: в 2014 году вместе с новым регламентом силовых установок начал действовать и лимит на расход топлива в 100 кг на гонку. Он означал снижение количества сжигаемого горючего в цилиндре двигателя и, соответственно, уменьшение мощности и скорости. Чтобы не допустить замедления болидов, командам снова позволили компенсировать снижение используемого объема топлива повышением плотности смеси с помощью турбонаддува.

Блок MGU-K или рекуператор кинетической энергии разрешили к использованию еще в 2009 году (тогда он назывался KERS). Он подключается к тормозной системе болида, активируется при нажатии соответствующей педали и переводит энергию вращения колес в электрическую, заряжая ею батареи. Затем пилот использует заряд для разгона — вот только вплоть до 2014 года технология не отличалась особой эффективностью. Регламент как раз и пересмотрели к 2014 году специально для повышения роли гибридных систем в силовых установках.

Тогда же ввели использование еще одного рекуперирующего блока — MGU-H . Он работает уже не с кинетической энергией, а с потоком выхлопных газов, чье тепло и преображает в электричество. Эту систему можно назвать ключевой для современных болидов, ведь двигатели внутреннего сгорания практически достигли потолка развития. Грамотное использование гибридной составляющей дает 20-30 дополнительных км/ч на прямой и позволяет экономить топливо при разгоне на низких передачах.

В то же время на рекуператор тепловой энергии выпадает большая постоянная нагрузка — и успех силовой установки напрямую зависит от разработки эффективного охлаждения. Именно со сложной конструкцией и связаны почти все проблемы мотористов современной «Формулы-1». «Хонда» сперва два сезона мучилась с перегревом из-за неправильного расположения рекуператора относительно двигателя внутреннего сгорания, а теперь не может нащупать оптимальную схему распределения полученной энергии по фазам разгона на прямых. «Рено» в свою очередь перестаралась в попытках догнать «Мерседес» по скорости и запорола надежность блока: в результате в последних трех Гран-при машины с французским двигателем сошли семь раз.

Общие технические характеристики болида формулы один:
(даные для сравнения, так как они у всех болидов разные и постоянно меняются, хотя и не значительно).

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.

Главной особенностью болида формулы 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.

Заднее антикрыло при собственном весе около 7 кг создает до 1000кг прижимной силы на высокой скорости, это около 35% всей прижимной силы болида F1.

В разные времена на болидах формулы один использовался различный объем двигателя, присутствовал и отсутствовал наддув, ограничения по оборотам и масса других ограничений, объединяло их лишь одно, огромная мощность до 1500 л/с на больших оборотах, до 22500 об/мин. В последнее время регламент поддерживает, путем различных ограничений, максимальную мощность около 850 л.с и обороты порядка 19500 об/мин.

Параметры одного из двигателей формулы один:

Диаметр цилиндра 98 мм
Ход поршня 39.77 мм
Объем 2400 см3
Длина шатуна 102 мм
Диам. цилиндра / Ход поршня
2.46
Литровая мощность 314.6 лс/л
Максимальный крутящий момент 290 Nm при 17000 об/мин
Ср. скорость поршня 22.5 м/с
Ускорение поршней около 9000G на 19000 об/мин
Давление в форсунках около 100 бар
Макс. мощность 755 л.с 19250 об/мин

Массы некоторых деталей двигателя и параметры

Поршень 220 г
. Кольца в комплекте 9 г
. Поршневой палец в сборе 66 г
. Шатун 285 г
. Сам двигатель весит 95 кг

Ср. эффективное давление в камере сгорания при Макс. моменте 15.18 bar
. Ср. эффективное давление в камере сгорания при Макс. мощности 14.63 bar

Максимальная нагрузка на поршневой палец 3133 кг.
. Максимальная нагрузка на постель коленвала 6045 кг.

Выхлопная система

Каждой команде формулы один необходим некоторый запас различных коллекторов выпускной системы для перенастройки двигателя под различные трассы.

Почему новыми технологиями все недовольны?

Как ни странно, современные гибридные двигатели с первого же сезона попали в тайфун критики. Среди негодующих оказались и фанаты, и команды, и гонщики, и производители — каждый напирал на что-то свое.

Но на самом деле всех раздражают не совсем двигатели, а доминирование «Мерседеса», основанное на преимуществе в силовых установках. Немцы произвели лучшие агрегаты еще в 2014 году и заслуженно побеждали четыре сезона подряд — из-за сложной конструкции моторов (и MGU-H в том числе) у конкурентов никак не получается ликвидировать отставание от лидера.

Трансмиссия

В машинах Формулы 1 использование автоматических коробок запрещено
Используются полуавтоматические последовательные коробки передач
Имеется 7 передних и 1 задняя передача
Пилот переключает передачу за 1/100 секунды
Стоимость одной семискоростной полуавтоматической коробки передач свыше 130 000$. Рассчитана на пробег 6000 км. На сезон хватает 10 коробок, включая тесты. В комплект входит несколько комплектов шестеренок.

Коробка передач болида формулы один 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 коробки 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.

Шины и диски

Диски весят около 4 килограмм и сделаны из магниевого сплава, каждый стоит около 10000 $
Дорожный размер передних шин: 245/55R13;
Диаметр передних: 655 мм;
Ширина передних: 325 мм;
Дорожный размер задних шин: 325/45R13;
Диаметр задних: 655 мм;
Ширина задних: 375 мм;
Рабочая температура около 130 градусов
Стоимость одной шины около 800$
На сезон нужно 720 штук.

Тормоза болида формулы 1

Диски тормозов уже многие годы изготовляют из углеродного волокна, на производство одного диска может затрачиваться до 5 месяцев.
Температурный режим до 1000 с цельсия
Вес 1.4 кг.
При всех достоинствах тормозов из углеродного волокна, в последнее время все чаще применяют керамические тормозные диски, имеющие лучшие характеристики как торможения, стабильности при нагреве, так и долговечности. Современные керамические тормозные диски команды Ferrari, за одну гонку теряют 1 мм своей толщины. В то время как ранее при использовании других материалов износ составлял 4 и более мм!

Рычаги передней подвески:

Изготовлены из титана и углепластика.

Топливный бак :

Изготавливается из прорезиненной ткани, подкрепленной кевларом
Имеет объем свыше 200 литров
Расход топлива - 75 л/100 км

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.

Руль

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.

История побед в гонках Формула-1

Формула 1, сезон 2019: Предстоящие события

Победители этапов Формула-1 2019

1. Формула 1 2019 Гран При Австралии

2. Формула 1 2019 Гран При Бахрейна

3. Формула 1 2019 Гран При Китая

4. Формула 1 2019 Гран При Азербайджана

5. Формула 1 2019 Гран При Испании

6. Формула 1 2019 Гран При Монако

7. Формула 1 2019 Гран При Канады

Чемпионат мира Формулы-1 проводится каждый год и состоит из отдельных этапов (имеющих статус Гран-при). В конце года выявляется победитель чемпионата. В Формуле-1 соревнуются как отдельные пилоты, так и команды. Пилоты соревнуются за титул чемпиона мира, а команды — за Кубок конструкторов.

Корни Формулы-1 лежат в чемпионате Европы по автогонкам Гран-при, который проводился в 1920-е и 1930-е годы. Организации, участвующие в Гран-при, сформулировали первый регламент проведения чемпионата мира перед Второй мировой войной и запланировали его введение в действие на 1941 год, но вплоть до 1946 года эти правила не были формализованы окончательно. В 1946 году недавно образованная ФИА представила правила так называемой «Формулы-1», которые вступали в действие с 1947 года. Технический регламент основывался на нескольких идеях: немецкие гонщики были на 10 лет исключены из гонок ввиду поражения Германии, но это не касалось итальянцев, так как капитуляция в 1943 году и участие итальянцев в борьбе с Третьим Рейхом сняло многие обвинения со страны. Перед войной, в попытке хоть как-то взять верх в борьбе с немецкими машинами, автоклуб Италии провел Гран-При Триполи по правилам «младшей формулы» или voiturette, ограничивающим рабочий объём двигателя цифрой 1,5 л. И хотя это не спасло итальянцев от разгрома, после войны именно эти машины были взяты за образец при подготовке регламента Формулы-1. Кроме того, были допущены старые французские машины Гран-При с безнаддувными двигателями 4,5 л, неспособные конкурировать с современными им немецкими машинами. Вместе с тем, ещё в том же году организаторы трёх Гран-при провели гонки по регламенту «Формулы-1». В 1948 году к «Формуле-1» добавился класс «Формулы-2». Ещё более младший класс «Формула-3» был введён в 1950 году. По первоначальной схеме предполагалось, что класс «Формула-1» предназначался исключительно для проведения мирового первенства, класс «Формула-2» — для проведения первенства континента, «Формула-3» — для национальных чемпионатов и так далее.

В 1950 году ФИА было решено занести результаты отдельных гонок в классе «Формула-1» в общий протокол чемпионата мира. Первый такой Гран-при прошёл на английской земле на автодроме Сильверстоун. До 1958 года чемпионат мира был исключительно личным, затем очки стали начисляться и конструкторам болидов (так называемый Кубок конструкторов).

Не следует, однако полностью отождествлять класс «Формула-1» и чемпионат мира ФИА. Зачастую в мире проводилось на порядок больше крупных гонок (в том числе и в наивысшем гоночном классе), нежели входило в чемпионат мира. Немногие гонщики выбирали для участия исключительно этапы чемпионата мира: они принимали участие в самых разных гонках, в том числе и необязательно на машинах с открытыми колёсами. Автомобили Формулы-1 выступали не только в чемпионате мира, но и в других, внезачетных гонках, как правило, имевших самостоятельный статус. Так, из 22 гонок, проведённых в 1950 году с участием автомобилей Формулы-1, только 5 шли в зачёт чемпионата мира. Кроме чемпионата мира автомобили Формулы-1 применялись также в южноафриканском чемпионате Формулы-1 (1960—1975) и британском чемпионате Формулы-1 (1977—1980, 1982).

В то же время и сам чемпионат мира не всегда проводился по правилам Формулы-1. Так, входившая в зачёт чемпионата американская гонка Инди-500 проходила по собственному регламенту, на машинах, именуемых «индикарами». Когда в 1951 году ФИСА объявила новые правила Формулы-1, вступающие с 1954 года, никто не хотел готовить автомобиль на сезоны 1952—1953 годов по старым правилам, и, из-за отсутствия достаточного числа участников, чемпионат мира был проведён по правилам Формулы 2.

Ситуация полностью изменилась в начале 1980-х годов, когда после «войны FISA-FOCA» был принят Договор Согласия. С этого момента гонки в классе «Формула-1» проходят только в рамках чемпионата мира. Фактически исчезло само понятие класса «Формула-1» и появилась гоночная серия Формула-1, коммерческие права на которую отделены от спортивных, относящихся к ведению ФИА.

Картинка кликабельна

Гоночный автомобиль "Формулы-1" получил свое название по особому рецепту топлива, которое в нем используется. У такого автомобиля двигатель намного мощнее, чем у обычной легковушки. Рост мощности достигается за счет увеличения объема двигателя, то есть полного объема камер сгорания в его цилиндрах.

Двигатель средней мощности для легкового автомобиля имеет объем не более 61 кубического дюйма. "Формула-1" может иметь в три раза больший объем двигателя и развивать мощность в 500 лошадиных сил (л.с), что вчетверо и даже впятеро превосходит мощность обычного легкового автомобиля.

Чтобы полнее использовать огромную мощность двигателя, корпуса гоночных автомобилей имеют специальную аэродинамическую форму, призванную обеспечить минимальное сопротивление воздуха. Шины их колес делаются сверхширокими - для лучшего сцепления с дорогой и, следовательно, более безопасного движения. Особая подвеска обеспечивает устойчивость и противодействует заносу автомобиля даже тогда, когда он совершает крутые виражи на большой скорости.

Гоночный автомобиль "Формула-1"

Автогонщику достаточно одного взгляда на приборный щиток в кабине, чтобы знать, какой в автомобиле запас топлива, температура воды, давление масла и другие параметры.

Сверхмощные дисковые тормоза из углеродного волокна (ниже) должны выдерживать огромную тепловую нагрузку при работе на гоночных скоростях.

Кузов для быстрой езды

Низкие, широкие корпуса гоночных автомобилей отлиты из легкого, но прочного углеродного волокна. Форма их кузова такова, что помогает автомобилю использовать воздушный поток, который образуется при высоких скоростях. Скошенный передний край (ниже, слева) и задние обтекатели - спойлеры заставляют воздух давить на автомобиль вниз и не дают ему оторваться от земли.

Шины гоночного болида

Шины должны соответствовать дорожным условиям. Шины гоночных автомобилей шире обычных и могут быть почти гладкими - для сухих треков. Или иметь специальный протектор на случай дождя.

Двигатель гоночного болида

Чтобы двигатель был одновременно мощным и экономичным, в гоночных машинах на него устанавливают (рисунок ниже) компьютерную систему впрыска топлива и электронные регуляторы частоты вращения двигателя, температуры воды и масла и других важных параметров.

Десять цилиндров придают мощность этому специальному двигателю, предназначенному для гоночных автомобилей.

Гоночный автомобиль "Формулы-1" (на верхнем рисунке) мчится намного живее легкового автомобиля и выделяет куда больше тепла. Чтобы снять избыточное тепло, радиатор автомобиля охлаждается воздушным потоком (рисунок ниже), когда гоночная машина с ревом мчится по треку со скоростью, близкой к 180 миль в час.