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.
О том, насколько сложен современный автомобиль, мы задумываемся сравнительно редко - прежде всего благодаря магическому словосочетанию "замена в сборе". Поэтому в процессе демонтажа отслужившего свое генератора или установки новой турбины автовладелец не всегда отдает в себе отчет, что каждый из этих узлов или агрегатов сам по себе представляет непростую конструкцию из нескольких десятков, а то и нескольких сотен отдельных деталей. А попытка в одиночку сосчитать количество деталей, которые используются для сборки одного-единственного автомобиля, изначально обречена на неудачу - причем процесс подсчета металлических, пластмассовых и прочих элементов кажется не менее, а даже более утомительным, чем процесс разборки машины на мельчайшие и простейшие составляющие.
Вот так выглядит в полуразобранном состоянии двигатель LS9 производства General Motors.
Нередко можно встретить информацию, что современный автомобиль состоит из пары тысяч элементов - в зависимости от типа машины и ее сложности количество деталей может колебаться между 1 700 и 2 200. Однако при этой методике подсчета под деталью подразумевается, к примеру, поршень в сборе - хотя на деле каждое из поршневых колец представляет собой отдельную деталь. Таким образом, в реальности этих деталей гораздо больше. Кузов автомобиля на конвейере выглядит как единая деталь, однако изначально собирается из нескольких десятков (от 50 до 100 элементов), для соединения которых между собой роботы или живые рабочие выполняют сварку примерно в 5 000 точек. А двигатель, который сам по себе является комбинацией из десятка сложных агрегатов, состоит более чем из 5 000 деталей.
Точные подсчеты сравнительно недавно были сделаны специалистами компании Toyota - они утверждают, что автомобиль японской марки представляет собой комбинацию из примерно 30 000 деталей. Эти подсчеты также демонстрируют, насколько сложными являются ключевые агрегаты автомобиля, приводящие его в движение.
В последнее время в моде "расчленение" гоночных машин - причем порой речь идет о настоящих инсталляциях, для создания которых привлекают специалистов по современному искусству. К примеру, одному голландскому художнику разрешили разобрать на 3 200 частей болид Mercedes MGP W01 - одну из машин, на которых выступал Михаэль Шумахер.
Некоторое время назад у компании Toyota была своя команда в Формуле-1 - и построенные этой командой гоночные болиды, как нетрудно догадаться, обходились без многих элементов, ставших практически обязательными для гражданских машин. Автомобилям Формулы-1 не нужны ни мультимедийная система с головным устройством и множеством колонок, ни кондиционер с собственным насосом, ни механизмы регулировки сидений... Тем не менее, в производстве болида используется около 25 000 элементов. Остается лишь удивляться тому, как у инженеров и конструкторов хватает умения не только объединить это множество в единый организм, но и заставить его работать на протяжении многих лет.
P.S. АвтоВести до сих пор не ответили на простой вопрос, интересующий лично вас? Тогда оставьте этот вопрос в комментариях. Но не забудьте перед этим свериться с материалов этой рубрики.
В последние выходные марта, после четырех месяцев перерыва, лучшие водители планеты вновь завели двигатели своих болидов в рамках первого этапа нового сезона Формула 1 — Гран-При Австралии. Чемпионат 2017 года обещает стать более зрелищным, благодаря новым правилам и техническим регламентам, которые приведут к большему количеству обгонов, и новым скоростным .
Одними из самых интересных нововведений являются изменения в конструкциях болидов, среди которых более широкие шины и крылья, предназначенные для улучшения прижимной силы и максимального сцепления с трассой, что и обеспечивает более высокие скорости во время прохождении поворотов.
Новые болиды Формула 1, появившиеся в этом году на стартовой решетке в Мельбурне, не похожи на ранние автомобили Alfa Romeo с гонок 1950 года, или болиды, на которых легендарный Джеки Стюарт стремился к своим победам в 60-70 годах. Сегодня они длиннее, ниже, быстрее, и оснащены огромным количеством : от активных подвесок до различных систем контроля устойчивости.
Взгляните, как развивались гоночные болиды Формула 1 на протяжении последних шести десятилетий:
Чемпионат мира Formula 1 официально стартовал в 1950 году, и автомобили тех лет было бы совсем трудно узнать современному болельщику. В первом сезоне гонок болидам марки Alfa Romeo не было равных.
Фото: Гран-При Великобритании, Сильверстоун (1950)К середине 1950-х годов в правилах гонок появились ограничения объёма двигателя, хотя на тот момент у команд была возможность использовать в двигателях турбины и всевозможные нагнетатели. В 1958 году новые правила обязали команды и их автомобили сжигать стандартное бензиновое топливо, вместо спиртового, которое использовали в те годы.
Фото:
Стирлинг Мосс за рулём болида Cooper на трассе в Гудвуде
В 1968 году в попытках улучшить аэродинамические характеристики, среди команд было популярно использование огромных задних крыльев, установленных на высоких стойках. По словам историка автоспорта Дона Каппса, эта идея была позаимствована из американо-канадских гонок Can-Am. Тот год стал особенно трагичным, и унёс жизни пяти пилотов. В скором времени руководство чемпионата запретило высокие крылья и ввело новые правила безопасности.
Фото:
Роб Уокер за рулём болида Lotus на Гран-При Германии
1970-е годы подарили Formula 1 более привычный формат с большим количеством технологических новшеств и возросшей скоростью. В 1978 году гонщик Марио Андретти выиграл чемпионат Formula 1 за рулём потрясающего Lotus 79 — болида, который использовал новую аэродинамику, эффективно превращая нижнюю часть автомобиля в эквивалент огромного крыла для дополнительной прижимной силы.
Фото:
Болид Lotus 79
RS01 стал первым современным болидом, на котором был установлен турбокомпрессор, хоть согласно правилам это разрешалось сделать еще более 10 лет назад. Первоначальные проблемы с надежностью технологии подарили автомобилю прозвище «желтый чайник» из-за периодически выпускаемых облаков белого дыма. В 1979 году болид проявил себя в полной мере, после чего технологию «турбо» быстро приняли на вооружение и другие команды.
Фото:
Болид Renault RS01, Лонг-Бич, Калифорния, 1978 год
В 1981 году болид Джона Уотсона — MP4 возможно не выглядел революционно, но был первым гоночным болидом, сделанным как цельный композитный монокок из углеродного волокна, а не из металла. Такая конструкция сделала автомобиль невероятно легким, жестким и сильным. Несмотря на обеспокоенность командами вопросами безопасности при столкновениях, такое решение быстро стало стандартом при построении гоночных болидов.
В 1983 году руководством гонок был полностью запрещен экстремальный прижимной граунд-эффект , в связи с чем на болидах, подобных Brabham BMW BT52 Нельсона Пике, были модифицированы нижняя и боковые стороны. К тому времени в автомобилях устанавливались прожорливые турбо-двигатели, поэтому в гонки были повторно введены пит-стопы для дозаправок. Просуществовали они, впрочем, недолго, и были запрещены вновь в 1984 году.
80-е годы были эрой «турбо». К 1986 году мощность моторов стала рекордно высокой, и в некоторых версиях превышала 1300 лошадиных сил. В попытках обуздать безумную силу двигателей болидов Формула 1, и сделать гонки более безопасными, к концу 80-х были введены ограничения на допустимое давление турбин, а в 1989 году турбодвигатели были запрещены полностью. Двигатели вернулись к внушительным объёмам в 3,5 литра с технологиями в 8-12 цилиндров.
Фото:
легендарный пилот Айртон Сенна в своем McLaren MP4 / 5 на Гран При Великобритании 1989 года.
Прошло почти десятилетие без трагических событий в гонках, когда выдающийся гонщик Айртон Сенна на своем Williams FW16 погиб в результате аварии на Гран-При Сан-Марино в 1994 году. К тому году команды широко использовали электронику в конструкции болидов, оснащая автомобили системами активной подвески, рулевым усилением и полуавтоматичечской коробкой передач, и уменьшая тем самым роль пилота в гонке. Смерть Сенны спровоцировала очередной ряд технических запретов со стороны руководства чемпионата.
К концу 2000-х годов благодаря равномерно подобранным и надежным автомобилям, гонки постепенно теряли былую динамику и становились скучны для зрителей. В ответ на это, руководство вновь обновило правила, уменьшив обороты двигателя и позволив регулируемым крыльям изменять аэродинамику во время гонки.
Фото:
Болид Ferrari F150 во время тестов на трассе имени Рикардо Тормо в Испании.
2014 год ознаменовался переходом на более скромные 1,6-литровые двигатели с турбонаддувом и шестью цилиндрами. При этом командам было разрешено использовать более продвинутые системы рекуперации кинетической энергии KERS, которые во время торможения накапливали энергию крутящегося колеса, чтобы после использовать её во время ускорений.
Фото:
Болид RB10 команды на зимних тестах в Херес-де-ла-Фонтера, Испания.
В сезоне 2017 года особое внимание со стороны руководства гонок уделяется обгонам, в связи с чем связаны отмены различных аэродинамических ограничений для команд. Новые болиды Формула 1 стали еще ниже, более обтекаемы, и «переобуты» в широкие покрышки, что позволяет им становиться быстрее в поворотах, и делать гонки более захватывающими для зрителей. MP4-X, управлять которым пилот сможет даже без руля. Такой э кстремальный концепт трудно себе представить в настоящее время, но последние 60 лет показывают, что технологии Formula 1 не долго стоят на месте.
Фото:
электрический концепт-болид McLaren MP4-X.
По материалам: Wired
У Вас нашлось дополнение к информации в статье или Вы заметили ошибку? Пожалуйста, напишите нам об этом в комментариях ниже.
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.
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.
Особая подвеска гоночной машины
Подвеска гоночных автомобилей должна обеспечивать надежное сцепление колес с дорожным полотном на поворотах при большой скорости.
