БОЛИДЫ ФОРМУЛЫ 1

«Формулу-1» называют королевой автоспорта, или Королевскими гонками. Сначала так повелось исторически, а позже — и технически. Действительно, среди всех автоспортивных дисциплин гонки «Формулы-1» прочно удерживают самую большую зрительскую аудиторию, здесь крутятся самые большие деньги и чествуют самых знаменитых чемпионов. В чем же секрет такой популярности? Обратимся к истории.

История «Формулы-1»

Надо отметить, что и до появления «Формулы-1» автомобильные гонки были популярны в Европе. Сначала до Второй мировой войны, потом после нее проводилось огромное количество различных Гран-при и даже чемпионат Европы. Годом появления гонок считается 1950-й. Само же решение о проведении личного чемпионата мира в классе «Формулы-1» было принято на конгрессе FIA в 1949 году по инициативе национального автоклуба Италии. Регламент новых соревнований позволял практически все, за исключением ограничения на объем двигателя. Разрешено было использовать моторы объемом 1,5 литра с турбо-наддувом или 4,5 литра без турбины. Для того чтобы чемпионат считался мировым, в него, помимо шести европейских Гран- при, включили еще и гонку «Инди-500», которая проводилась в США. Правда, туда никто из европейских гонщиков не добирался, так что долгое время гонка в Индиане была чистой формальностью. Главное, что «Формула-1» получила право называться чемпионатом мира.

Отличительной чертой гоночных автомобилей «Формулы-1» стала конструкция с открытыми колесами. Хотя в свое время Mercedes, воспользовавшись много позволяющим регламентом, сделал машины с колесами, закрытыми обтекателями, уже в далеких 1950-х озаботившись аэродинамикой. А болидами гоночные автомобили прозвали позже, по одной из версий, с легкой руки журналиста, назвавшего гоночные машины низколетящими болидами. Сравнение с космическим телом было вполне уместно.

Первым официальным чемпионом в истории «Формулы-1» в 1950 году стал Нино Фарина, выступавший за итальянскую команду Alfa Romeo. А потом пришел Фанхио, почти полвека непобедимый пятикратный чемпион мира. Пять раз с четырьмя разными командами — Mercedes, Alfa Romeo, Maserati и Ferrari — Хуан-Мануэль Фанхио добивался наивысшего результата. Фанаты «Формулы» до сих пор боготворят своего кумира и считают его величайшим гонщиком всех времен и народов.

Первой гонкой «Формулы-1» стал Гран-при Великобритании, который прошел на трассе в Сильверстоуне. За гонкой наблюдали король Георг VI, королева Елизавета, принцесса Маргарет и более 120 тысяч зрителей. Гонка проходила на аэродроме в графстве Нортгемптоншир. Ограждение состояло из соломенных тюков и металлических бочек, заполненных бетоном. С присутствием королевских особ на первой гонке новой серии и связано закрепившееся название — Королевские гонки. Кроме того, организатором этого Гран-при выступал старейший британский гоночный клуб The Royal Automobile Club. Конечно, журналисты после первой гонки не скупились на эпитет «королевский», всячески склоняя его при описании событий.

Еще одна интересная особенность «Формулы-1» — это именование команд конюшнями. Одна из версий гласит, что это название пришло из конного спорта, который до сих пор весьма популярен в Великобритании. К тому же во время первой гонки боксы команд располагались в старых конюшнях. Из мира скачек в словарь «Формулы-1» пришли и такие термины, как «стюард» (человек, который выносит решение по всем конфликтным или спорным вопросам в гонках) и «поулпозиция»(первое место на старте гонки).

Эпохой становления гонок «Формулы-1» были 1950-е годы. Отказаться от гонки по соображениям безопасности считалось редчайшей трусостью. Гонщики гибли едва ли не в каждом соревновании, но это никого не останавливало и ничуть не меняло правила игры. Матерчатый шлем, очки, перчатки и никаких ремней безопасности. Даже с их внедрением позже комиссары не особенно обращали внимание на то, пристегнут пилот или нет. Гонщики 1950—60-х были с бензином в крови и полным отсутствием инстинкта самосохранения. И за это их обожала толпа.

В 1960-х годах в Королевские гонки пришла реклама. До этого гоночные конюшни сотрудничали главным образом с производителями шин и автомобильного топлива. Но именно в 1960-х на гоночных машинах впервые появились рекламные наклейки спонсоров. В автоспорт потекли деньги. И едва ли не впервые FIA озаботилась безопасностью, мотивировав именно этим уменьшение рабочего объема двигателей машин с 2,5 литра до 1,5 литра.

Невиданным техническим подъемом в «Формуле-1» ознаменовались 1970-е годы. Какие только удивительные изобретения не предлагались инженерами команд. Например, огромный вентилятор, высасывающий воздух из-под днища машины для создания прижимной силы. Или шестиколесный болид Tyrrell. В эти же годы начали все громче звучать требования отдельных гонщиков о повышении безопасности.

Эволюция рулей болидов Формулы 1

На таких пилотов смотрели с недоумением и упреками. Как бы там ни было, они добились своего. На трассе появились барьеры из колес, комиссары с огнетушителями и даже врач.

Затем пришла «эра турбонаддува». В 1980-е регламент разрешал использовать либо трехлитровые атмосферные моторы, либо полуторалитровые турбированные. Первой ставку на «турбо» сделала команда Renault. И хотя их двигатели поначалу не отличались надежностью, в конце концов автомобили «поехали». Да так, что остальные тут же включились в разработку своих турбо-моторов. Мощности выросли неимоверно. В гонке турбомоторы развивали больше 1000 л. с., а для квалификации могли выдать и до 1500 л. с. Естественно, что их ресурса хватало всего на несколько часов.

В 1990-х годах взошла звезда Михаэля Шумахера. Рекорд спортсмена — семь чемпионских титулов — до сих пор не побит. Автомобили в это время превратились в напичканные электроникой девайсы, и побеждал тот, у которого все эти устройства работали лучше. Периодом тотальной борьбы за безопасность и жесткого контроля за техническими нововведениями стали 2000-е годы. Если хоть что-то смущало руководство, то это сразу же запрещалось.

Сегодня «Формула-1» по-прежнему остается самым популярным видом автоспорта. Трансляции с гонок смотрят сотни миллионов людей по всему миру, а трибуны трасс, на которых проходит гонка, никогда не бывают пустыми.

Как бы ни ругали истинные фанаты и адепты старой школы современные правила, «Формула-1» все равно будет на вершине технического прогресса, и каждый пилот будет мечтать попасть за руль болида.

История «Формулы-1» в фактах и цифрах

  • В 1971 году фирма Goodyear впервые предложила гоночные шины с протектором без рисунка — так называемые слики. Подобные покрышки чуть позже разработала и Firestone. В настоящее время слики запрещены. Причина — снижение скорости и повышение безопасности.
  • Современные болиды оснащаются двигателями объемом 1,6 литра с турбонаддувом. Их обороты ограничены на отметке 15 000. Мощность мотора — 500 л.с.
  • За всю историю «Формулы-1» в соревнованиях участвовали всего пять женщин-пилотов. Набрать очки удалось лишь одной из них.
  • В поворотах пилоты испытывают нагрузки до 4G, на торможении — до 5G. Отслоение сетчатки глаз при таких перегрузках — профессиональная болезнь пилотов «Формулы-1».
  • Комплект передних и задних рычагов на болид стоит 200 000 долларов. На сезон требуется 20 таких комплектов.
  • Прижимная сила болида на высокой скорости достигает 2500 килограммов, что вчетверо превышает вес самого болида. То есть теоретически гоночная машина может ехать вниз головой.
  • Разгон до 100 км/ч у авто «Формулы-1» занимает 1,9 секунды. Быстрее разгоняются только специальные машины для драгрейсинга.
  • Сложно назвать точную стоимость создания одного гоночного автомобиля «Формулы-1», но затраты на него в течение сезона достигают 17 миллионов долларов.

Активная подвеска – это подвеска с принудительным ходом вверх и вниз или только вниз с помощью привода, берущего энергию с энергоисточника автомобиля. Активная подвеска работает в отрицательной обратной связи с датчиком дорожного просвета.

История Формулы 1

Активная подвеска выравнивая поперечный крен автомобиля, заменяет стабилизатор поперечной устойчивости (не нужен) и амортизатор крена автомобиля. Активная подвеска убирает клевки автомобиля при разгоне, торможении. Функция амортизаторов как демпферов вертикальных колебаний колеса вложена в активную подвеску, поэтому амортизаторы не нужны. Активная подвеска дает функцию изменения дорожного просвета автомобиля.

Толчком к внедрению в Формулу 1 активной подвески стал граунд-эффект, обостривший проблемы борьбы с креном автомобиля на повороте и с клевками при разгоне, торможении. Для использования граунд-эффекта необходим постоянный дорожный просвет под днищем автомобиля. Жесткие, для граунд-эффекта, пружины подвески вытрясали душу с пилота, даже через замшевые перчатки вызывали кровавые мозоли в ладонях пилотов. Подпрыгивая от неровностей асфальта автомобили с жесткой подвеской лишались граунд-эффекта.

1983г: Питер Райт с команды Лотус (Lotus) внедрил активную подвеску с принудительным ходом подвески вниз и вверх гидроцилиндром с 4 клапанами. Все клапана с компенсацией сил инерции и перепада давлений. Для уменьшения мощности гидроцилиндра с ним параллельно работает пружина.

При доводке активной подвески 4 года потрачено на достижение линейности (плавности) характеристики отрицательной обратной связи «ход датчика дорожного просвета – сила гидроцилиндра»: обратная связь вначале была нелинейной, почти релейной, что вызывало толчки ослабляющие граунд-эффект. Подключение дополнительных датчиков и 60 режимов работы в компьютере активной подвески обеспечили плавность её хода.

По данным датчиков скорости автомобиля, динамического давления воздуха (трубка Пито), датчиков продольного и поперечного ускорения автомобиля, датчика угла поворота и угловой скорости руля, датчиков силы и скорости её роста и падения в педалях газа и тормоза, датчиков силы в гидроцилиндрах подвески и скорости её роста и падения, софт подвески обеспечивает одинаковый дорожный просвет в подвеске каждого колеса по таблицам решений для реальной трассы. Таблицы реальных трасс отличались от универсальных эталонных таблиц только небольшими процентными поправочными коэффициентами.

Гидроцилиндры отрицательной обратной связью с датчиками дорожного просвета в подвеске держат постоянным дорожный просвет в подвеске каждого колеса. Сжатие пружины в наезде на неровность дороги отрицательная обратная связь симулирует подъемом гидроцилиндром вверх подвески по сигналу датчика дорожного просвета и скорости роста силы в датчике силы гидроцилиндра. Датчик силы меряет давление масла в гидроцилиндре: скорость роста силы – по скорости роста давления масла. Больше скорость роста силы в гидроцилиндре – больше ускорение открытия клапана гидроцилиндра – быстрее ход подвески вверх.

Через отрицательную обратную связь «ускорение автомобиля – эталонная сила» софт клапанами гидроцилиндра уравнивает с эталонной силу в датчике силы гидроцилиндра. В диапазоне работы подвески выше 0,6Гц эталонная сила прогрессивно растет при уменьшении сигнала датчика дорожного просвета в гидроцилиндре. В диапазоне 0-0,6Гц эталонная сила линейно растет при уменьшении сигнала датчика дорожного просвета в гидроцилиндре. При торможении софт по данным датчиков увеличивает силу гидроцилиндров подвески передних колес. При разгоне автомобиля софт по данным датчиков увеличивает силу гидроцилиндров подвески задних колес. Софт заранее управляет клапанами гидроцилиндров по сигналам всех датчиков, не дожидаясь крена, клевка машины.

Впервые автомобиль Лотус 92 вышел на старт гонки в марте 1983г в Рио, неудачно. Второй выход: Лотус 99Т в 1987г. Активная подвеска снижала износ шин, что позволило Айртону Сенне за счет отказа от пит-стопа для замены колес победить в 1987г в маневренных гонках в Монако и Детройте. Это последние победы команды Lotus: в 1994г после запрета активной подвески, самая легендарная в инженерии команда Формулы 1 обанкротилась.

Активная подвеска автомобиля Lotus на 12кг тяжелее обычной, в пиковых режимах берет 15-20л.с. мощности мотора.

1987г: активную подвеску с принудительным ходом подвески только вниз применили в гонках Френк Дерни, Боб Питчерт (фирма AP), команда Вильямс (Williams). Для уменьшения мощности гидроцилиндра ему помогает пружина. Система датчиков, работа гидроцилиндра вниз, принцип работы одинаков с Lotus, но нет силового хода гидроцилиндра вверх, число клапанов гидроцилиндра уменьшилось с 4 до 2. Вместо силового хода вверх гидроцилиндр работает как амортизатор, пропуская масло дроссельным клапаном с регулируемым компьютером сечением.

На доводку активной подвески команда Вильямс потратила 5 лет. Активная подвеска автомобиля Williams: вес на 33% меньше чем в Lotus, на 20% меньше неподрессоренный вес, в пиковых режимах берет 10-15л.с. Благодаря активной подвеске Williams в 1992г победил остальные команды с превосходством, какое не имел никто и никогда.

Работа пилота с активной подвеской более комфортна, менее тряская, меньше выматывает, менее вредна для здоровья пилота, чем с эквивалентной по управляемости автомобиля сверхжесткой настройкой обычной подвески. Безопасность гонок обратно пропорциональна усталости пилота. Активная подвеска была модной в автогонках Формулы 1, т.к. уменьшила нагрузку на шины, затраты команд на шины; уменьшила усталость гонщиков; повысила безопасность гонок; увеличила (удешевила затраты на них) ресурс карданных валов, двигателя, коробки передач, сцепления.

Активная подвеска после доводки стала самой большой статьей экономии средств команд: строчки кода (настройки привязаны к ускорениям, скоростям, коэффициентам сцепления в каждой точке трассы) софта активной подвески заменяют несколько высокооплачиваемых инженеров вместе с их зарплатой, снабжением (межконтинентальные транспортные расходы, оборудование, гостиницы…). Софт активной подвески легко менял настройки подвески по состоянию дороги, износу шин, изменению в ходе гонки развесовки по осям, давления в шинах.

Большинство команд Формулы 1 за активную подвеску и в переговорах с чиновниками F1, FIA они неоднократно поднимают вопрос о разрешении на активную подвеску, но из-за профессиональных различий интересы чиновников F1, FIA обычно противоположны интересам команд, что было особенно заметно при запрете чиновниками граунд-эффекта, хотя все команды были против. В 1994г чиновники FIA запретили активную подвеску вместе с антиблокировочной и противобуксовочной системами из-за скрытого стремления FIA и руководства Формулы 1 с 1980-х к выполнению финансовых интересов производителей гоночных шин, которым невыгодно уменьшение расходов команд на шины из-за активной подвески, других систем. Далее FIA ввела ежегодную монополию поставки шин Формулы 1 только одним производителем (ежегодно сменялись) шин для снижения расходов (монопольный рост прибыли) на разработку шин.

См. также

Активная подвеска передних колес автомобиля команды Williams в гонках Формулы 1

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *