F1Archive.Ru
Архив материалов о Формуле 1
     
 
Навигация по статьям

Мир Гран-При

История

Технологии

Команды

Пилоты

Трассы

Отдельные статьи

 
Дополнительные ресурсы

Новости

Видеоматериалы

Видеоархив

 
   
   
Что такое Формула 1

Журнал "За рулем", июль 1987, стр. 16-17

Текст: Л. Шугуров

Наверное, ни один из видов автомобильного спорта не вызывает такого острого интереса, как кольцевые гонки формулы 1. Полтора миллиона зрителей побывали в 1986 году на 16 этапах первенства мира. Гоночные машины с моторами мощностью 800—1000 л. с. развивали на прямых участках трасс до 350 км/ч. Годовой бюджет содержания гоночной команды формулы 1 достиг астрономического уровня — 10—20 миллионов долларов. Минувший год был отмечен значительным техническим прогрессом: прежде всего надо назвать газовые пружины клапанов, дисковые тормоза из углепластика, керамические детали двигателей.

Что же такое формула 1 в техническом, спортивном, коммерческом, человеческом планах? Среди всех первенств мира по автомобильному спорту соревнованиями первой величины — самыми давними и самыми популярными является чемпионат по кольцевым гонкам на специальных одноместных машинах. Разработанные до мелочей технические, спортивные, организационные требования к его проведению "сформулированы в объемистом документе — 17 страниц формата «За рулем» — это и есть формула соревнований номер один.

Требования ограничивают рабочий объем двигателей 1,5 литрами, давление наддува 4 барами (около 4 кгс/см по-старому, массу машины без гонщика и топливе 540 кг, запас топлива 195 литрами. Есть и прямые запреты. Например, на привод всех колес. На применение «юбок» под кузовом, газотурбинных, роторно-поршневых, дизельных или двухтактных двигателей.

Регламентированы количество этапов первенства (в этом году их 16), дистанция каждого этапа (300—320 км), продолжительность тренировок (не более 5,5 часа перед каждым этапом), процедура старта, условия проведения гонок в дождь, штрафы за нарушения требований, в частности, отказ выйти на церемонию награждения обходится спортсмену в 5 тысяч долларов. Гонщик получает зачет на этапе, если пройдет не менее 90% предписанных кругов; очки начисляются за первые 6 мест — соответственно 9, 6, 4, 3, 2, 1.

Есть многочисленные другие предписания: по мерам безопасности, поведению членов гоночных команд, подаче протестов и другим вопросам. Даже перечисление их заняло бы много места.

Вооружившись этими исходными знаниями, можно обратиться к пестрому миру формулы 1. Мы пользуемся в этом обзоре не только специальными журналами и книгами, но и личными наблюдениями, беседами, проведенными во время прошлогоднего этапа первенства мира в Будапеште.

Начать надо с общепризнанной ныне истины о роли автомобильного спорта в прогрессе автомобильной техники. Широкий круг новинок, прежде чем стать достоянием серийного легкового автомобиля, был испытан и усовершенствован именно в условиях соревнований. Дисковые тормоза и зеркало заднего вида, впрыск топлива и раздельный привод тормозов, ускоряющая передача в трансмиссии и кузова из стеклопластика — список можно продолжать и продолжать. Что мы видим сегодня на гоночных машинах формулы 1? Это прежде всего неизвестные пока рядовому автомобилисту материалы — сотовые панели, углепластик, кевлар, соединение деталей при помощи высокопрочных клеев.

Заимствованные большей частью из аэрокосмической промышленности материалы и технологии дали возможность фирме «Мак-Ларен» в 1984 году изготовить из углепластика первый в мире несущий корпус гоночного автомобиля. Он оказался на 20% легче традиционного дюралюминиевого, его жесткость на скручивание возросла вдвое. Итог — резкое улучшение характеристик машины (в частности, управляемости благодаря большой жесткости корпуса) и пока астрономические затраты — около 50 тысяч долларов на один корпус.

Тормозной диск из углепластика (я видел такие диски на машинах в Будапеште) на 12 кг легче чугунного; по технологии его надо выдержать 80 суток в печи и изготовление обходится в восемь раз дороже. Главный конструктор фирмы «Вильяме» П. Хед считает, что снижение массы машины на 10 кг дает выигрыш на каждом круге гонки в 0,2 секунды!

Спрашивается, если детали из новых материалов так дороги, скоро ли увидим мы их на серийных моделях и увидим ли вообще. Заглянем в прошлое. Электрон в 20-е годы считался по тем же причинам чисто авиационным материалом. Но шло время, пересматривалась технология, двигалась вперед техника, и с 1960 года мы увидели на первых «запорожцах» картеры двигателя и коробки передач, отлитые из магниевого сплава. А если обратиться к казавшимся много лет назад вершиной автомобильной техники характеристикам гоночной машины, то мы увидим, что сегодня это показатели серийной легковой модели. В 1904 году кольцевые гонки на кубок Гордон — Беннета выиграны «Бразье» с мотором мощностью 80 л.с. Этот автомобиль массой 960 кг развивал скорость 135 км/ч. Сравним эти данные с параметрами хотя бы «Москвича—2140» — и прочь все сомнения относительно тезиса «сегодня — гоночный, завтра — серийный».

Ныне многими системами машины формулы 1 управляет электроника. Каждая оснащена несколькими бортовыми компьютерами, которые задают состав горючей смеси, регулируют момент зажигания, контролируют работу турбонаддува. Их питают информацией 20 и более датчиков, которые постоянно «держат в уме» частоту вращения коленчатого вала и турбины нагнетателя, положение дросселя, давление наддува, температуру воды и нагнетаемого воздуха, угол опережения зажигания, расход топлива.

Наблюдая за работой механиков фирмы «Лотос» во время тренировок на будапештской трассе, я обратил внимание, что на автомобилях А. Сенны и Д. Дамфриса они несколько раз заменяли какие-то алюминиевые кассеты размером чуть больше ладони. Оказывается, эти кассеты содержали программы для компьютера, управляющего подвеской колес. Тогда на «Лотос-96Т», а в нынешнем году — на «Лотос 99Т» и «Вильямс-ФВ11В» в зависимости от характера кривых на поворотах, скорости движения автомобиля, коэффициента сцепления шин с дорогой и других параметров ЭВМ собирала информацию (полмиллиарда сигналов на одном круге гонок), принимала решения и давала команды на изменение важнейших параметров подвески колес. Исполнительные механизмы по указанию ЭВМ устанавливали оптимальные в данный момент жесткость упругих элементов подвески и стабилизаторов поперечной устойчивости, сопротивление амортизаторов и их соотношение между собой. Результат — прохождение поворота с наибольшей возможной скоростью. Система сложная и дорогая. И тем не менее «Дженерал моторе» и «Волво» в сотрудничестве с «Лотосом» уже экспериментируют с такой подвеской на легковых машинах.

Информация от такой бортовой ЭВМ поступает и на размещенный в боксах механиков компьютер. Он может скорректировать команды по вводимой оператором дополнительной программе. Если же «мыслительного обеспечения» в силу меняющихся в ходе тренировок и гонок обстоятельств недостает, команда из боксов через спутниковую связь направляет информацию в свою штаб-квартиру в Японии или Англии. Там более «компетентная» ЭВМ подготовит и тут же сообщит более глубокий ответ.

Среди других достижений гоночной автомобильной техники наших дней значителен прогресс в области аэродинамики. Совсем недавно интерес к ней ограничивался тем, чтобы аэродинамические силы оказывали как можно меньшее сопротивление движению машины. Сейчас вопрос не в том, чтобы не мешать, а в том, чтобы помогать. Как?

Современные двигатели, об этом уже говорилось, развивают мощность свыше 800 л. с. Чтобы ее реализовать, надо обеспечить надежное сцепление шин с дорогой. Прогресс в конструкции гоночных покрышек — тема особая. Но одного совершенствования шин недостаточно и, чтобы избежать их пробуксовки на всех передачах (их у машин формулы 1 от пяти до семи), нужна очень большая загрузка задних ведущих колес — примерно 70% полной массы машины, то есть около 550 кг. Но этого мало, и тут на помощь приходят аэродинамические силы.

Переднее и заднее антикрылья, форма корпуса, потоки воздуха, выходящие из радиаторов и образованные тягой отработавших газов из выпускных труб, создают аэродинамическую силу, прижимающую машину к дороге. Для «Вильямс-ФВ11» (рентген модели представлен на этих страницах) при максимальной скорости 320—350 км/ч она составляет 1000 кг и образует дополнительную нагрузку на передние колеса в 300 кг и на задние в 700 кг. Кроме того, форма кузова, взаимодействие его отдельных элементов должны создавать так называемый ламинарный поток воздуха, направленный на заднее антикрыло. Именно оно образует большую часть дополнительной нагрузки, которая позволяет преодолевать повороты на предельной скорости без срыва ведущих колес.

Что касается коэффициента лобового сопротивления Сх машин формулы 1, то он довольно велик, например, у «Минарди-М185Б» — 0,91. Объяснение тут простое: широкие (400 мм) колеса большого диаметра (660 мм) открыты встречному потоку воздуха.

Кстати, если говорить о шинах, то они сегодня один из двух факторов, ограничивающих надежность гоночных автомобилей формулы 1. Их износ очень высоте1. Так, для 26 машин во время прошлогоднего венгерского этапа первенства мира потребовалось (на тренировки и гонки) 1900 покрышек.

В ходе соревнований приходится два-три раза заменять на каждом автомобиле комплект шин. Тренированная бригада механиков, пневматические гайковерты, крепление колеса одной центральной гайкой позволяют заменить четыре колеса с шинами за 7—8 секунд — вся операция производит неизгладимое впечатление. Если же принять во внимание потери времени на торможение перед въездом в ремонтные боксы и последующий выезд, то весь маневр занимает 20—25 секунд.

Существуют две основные разновидности гоночных шин. Покрышки из мягкой резиновой смеси обеспечивают очень хорошее сцепление с дорогой (то есть высокие скорости прохождения поворотов), но недолговечны. «Твердые» же шины износостойки, но хуже «цепляются за дорогу». На этом подчас строится тактика команды: начать гонку на мягких шинах (преимущество в среднем 1 секунда на круге), нарастить отрыв от соперников, потерять 20 секунд на «переобувание» в жесткие шины. Возможно много вариантов.

Другой критический фактор — надежность двигателей. В их цилиндры турбонагнетатели подают воздух (то есть окислитель) под давлением около 4 бар. Система питания обеспечивает соответствующим количеством топлива. Таким образом, через детали двигателя, развивающего мощность 880—1170 л. с. при 11 000—12 000 об/мин, проходит большой тепловой поток, энергия которого пропорциональна расходу топлива (около 60—65 л/100 км). В наиболее тяжелых условиях работают поршни. Решение проблемы — в масляном охлаждении, керамических вставках в поршень.

Давление наддува, а следовательно, и мощность может регулировать на ходу сам гонщик. Ему приходится иметь в виду, что с увеличением наддува падает надежность мотора. У двигателей БМВ, которыми оснащаются автомобили «Брэбхэм-БТ55», при давлении наддува 3,5 бара долговечность — 10 часов, а при 4,5 бара — всего 15 минут. Это обстоятельство диктует специфическую тактику спортсменов. Профессионалы формулы 1 не сорвиголовы, выигрывающие на позднем торможении перед поворотом и рискованных маневрах. Успех им приносит рассудок.

Какова типичная программа действий опытного гонщика формулы 1 сегодня? Жесткая борьба за лучшее время на тренировке. Не жалея шин, мотора, топлива, рискуя настолько, насколько может позволить себе профессионал. Хорошее время на круге во время тренировки означает хорошее место на старте. При этом электронный хронометраж фиксирует тысячные доли секунды.

Гонка же, в отличие от тренировки, дело расчета, а не риска. Быстрый старт — и, с прибавлением наддува, круг от круга увеличивающийся отрыв от соперников. Повороты важно проходить одному, чтобы завихрения воздуха позади машины соперника не нарушили плавного обтекания заднего антикрыла. Тогда на повороте можно показать предельную скорость. Когда создан отрыв, надо снизить наддув и беречь мотор и нагнетатель. Рассчитать запас времени на замену колес, внимать командам, которые шеф передает по радиотелефону из боксов. Бдительно следить за расходом топлива по бортовому указателю, оценивать износ шин и надежность мотора в зависимости от давления наддува. И за 20 километров до финиша, идя на мягких шинах, дать высокий наддув и в то же время на прямых делать «слипстрим» (идти в зоне разрежения соперника в 2—3 метрах от его выхлопных труб, щадя свой мотор). И при этом думать, думать, думать, в течение двух часов гонки.

Современные соревнования машин формулы 1 — это соревнования не только гонщиков, но и конструкторов, ученых, программистов, механиков. Это в первую очередь соперничество умов, выраженное через совершенство автомобилей и мастерство спортсменов. Может быть, поэтому формула 1, отвечающая духу времени, пользуется такой популярностью.

 
 
 
 
 
   © Copyright 2010 F1Archive.ru