Устройство болида формулы 1 – Защита имущества

Устройство болида формулы 1

Какие технологии перекочевали с Formula 1 на обычные автомобили

Формулу 1 часто называют питательной средой для автомобильной техники. Именно отсюда выходят наиболее интересные нововведения, которые впоследствии используются в гражданском автомобилестроении.

Оказывается, несмотря на то, что многие впечатляющие успехи Формулы-1 остались ограниченными гоночной трассой (были разные периоды законности и запрета в своде правил), некоторые просочились за ограду арен. Их сегодня можно найти в автомобилях, которые продаются в салонах. Презентация адаптированных версий может быть менее экзотической, но основополагающие принципы – обеспечение лидерства на трассе.

Поэтому необходимо ознакомиться с 10 самыми крутыми технологиями Формулы 1, узнать, почему они были важны для спорта, а в некоторых случаях и для улицы.

Когда автомобиль F1 скользит на тормозах со скоростью 320 км/ч, происходит выброс серьезного количества кинетической энергии. Но что, если бы можно было зафиксировать этот импульс и сохранить его для последующего использования? Именно это и делала система сохранения кинетической энергии, получившая название KERS. Она была введена в 2009 году и первоначально позволяла командам сохранять до 60 кВт энергии с задней оси.

Расходовался этот потенциал либо электрической системой, либо вращающимся механическим маховиком. Затем мощность сбрасывалась через трансмиссию. Так, на определенное количество секунд на круг, эффективно создавался гибридный гоночный автомобиль.

В гонках KERS был заменен (или усилен) несколькими новыми системами. Они преобразовывают тепловую или кинетическую энергию в электричество для использования мощными приводами, которые генерируют в два раза больше энергии, чем оригинальный KERS. Mazda экспериментировала с системой повторного захвата маховика i-Eloop на седане Mazda 6.

J-Damper/Inerter

Подвеска гоночного автомобиля должна быть настолько жесткой, насколько это возможно, чтобы улучшить аэродинамические характеристики, а также уменьшить прогиб шины и максимально увеличить контактную площадку автомобиля через углы.

Но если сделать подвеску слишком жесткой, то преодоление препятствий на трассе может серьезно подорвать тягу. Тут спасет установка J-демпфера. Разработанная McLaren и известная как «inerter», эта технология использует масляный амортизатор для поглощения суспензионных нагрузок. Она использует пропорциональную силу для их нейтрализации с помощью вращающейся массы, прикрепленной к амортизатору и маховику.

Активная подвеска

Если направить в подвеску автомобиля достаточное количество данных о дороге, а затем привязать ее к системе, которая соответствующим образом отрегулирует реакцию амортизатора, то получится важный контактный патч, о котором упоминалось в предыдущем разделе. Уильямс впервые использовал активные системы подвески в Формуле 1, опираясь на концепцию, введенную ранее Lotus. Но они были запрещены в середине 90-х годов из-за опасного увеличения скорости на поворотах.

FIA рассматривает возможность использования активных систем подвески в ближайшем будущем. Но это не мешает применять технологию на любом из десятков спортивных автомобилей, внедорожников и роскошных седанов. Эта разработка для гоночных болидов отлично прижилась на улице.

Интерактивное рулевое колесо и дисплеи

Рулевое колесо в Формуле-1 не похоже на то, что водители привыкли держать в руках. На этих прямоугольных блоках размещено большое количество кнопок, переключателей, экранов и циферблатов между мягкими ручками. Они позволяют водителю настраивать работу двигателя и трансмиссии, общаться с остальной частью команды на пит-лейн, контролировать переключатель передач и отслеживать данные автомобиля в режиме реального времени.

Причина, по которой эти блоки настолько сложны, заключается в том, что правила запрещают членам команды дистанционно корректировать параметры автомобиля, возлагая всю ответственность на водителя.

Монокок-шасси

Идея объединения кузова с шасси в единую несущую деталь вместо наложения отдельного тела поверх дискретной рамы была впервые предложена Формулой 1. Lotus впервые применил эту концепцию в начале 1960-х годов, используя алюминий в качестве основного материала для изготовления монокок-шасси. Он увеличивал прочность и жесткость автомобиля, уменьшая его вес.

Болиды с монокок-шасси из алюминия соревновались в течение оставшейся части десятилетия до того, как были установлены каноны будущей конструкции F1. Впоследствии она откажется от алюминия, чтобы использовать более экзотические материалы. Но сегодня самые мощные высокопроизводительные уличные спорткары используют монокок-дизайн.

Углеродное волокно

Этот материал конструкторы F1 monocoque-концепции начали использовать после достижения предела возможностей алюминия в начале 80-х годов. Исключительная прочность углеродного волокна была впервые использована для защиты пилотов McLaren. Из композита изготавливались защитные ячейки в рамках конструкции монокок.

В конечном итоге, углеродное волокно будет применяться для производства самих корпусов болидов F1, с целью уменьшения массы без ущерба защите или производительности. Углеродное волокно часто используется в сочетании с другими материалами, такими как кевлар и алюминий. Из них создают сотовый сэндвич, который в два раза прочнее стали на одну пятую массы. Он также стал использоваться в производстве мощных спортивных автомобилей в качестве основного материала несущих конструкций. Из композитов создаются и структурные компоненты: спойлеры, крылья и кровельные панели.

Граунд эффект

Сцепление болидов с трассой – это не просто продукт липких шин и жестких подвесок. Способность направлять воздушный поток, движущийся под корпусом автомобиля F1 так, чтобы создать явление, называемое силой удара, имеет решающее значение для увеличения скорости в современных гонках.

К концу 1970-х годов конструкторы Lotus обнаружили, что если спроектировать кузов гоночного автомобиля, который будет создавать зону низкого давления под днищем, то значительно возрастет устойчивость болида. Так началась эпоха проектов «крылатых автомобилей», которые вскоре заставили паниковать функционеров FIA. Причиной стали невероятные скорости на поворотах и непредсказуемое поведение этих автомобилей при нарушении аэродинамических свойств в силу различных обстоятельств. Стали машины неконтролируемы и при авариях.

Читайте также:  Амулет металлик цвет уаз патриот

Это привело к появлению правила «плоского дна», которое запрещало любые «аэро» под автомобилем, устраняло присутствие боковых юбок и требовало минимального уровня дорожного просвета в пит-лейн. Такое ограничение значительно замедлило машины, помогло сделать гонки F1 более безопасными и заставило команды проявлять большую изобретательность во внедрении аэродинамических новшеств.

Контроль тяги

Системы контроля тягового усилия используют электронные датчики для автоматического управления мощностью, подаваемой на дорожное покрытие для предотвращения вращения колеса. Несмотря на то, что в начале 90-х годов это было стандартной опцией для самой престижной гонки планеты, такие системы находились в зачаточном состоянии и представляли собой передовые технологии.

Их использование в гонках F1 привело к спорам и теориям заговоров вокруг команд и водителей, которые полагались на эти электронные системы в надежде выиграть гонки и чемпионаты. Так, последовал запрет к середине 90-х годов, а затем в 2001 году – снятие всех ограничений, потому что в F1 поняли, что не существует способа эффективного определения, какие транспортные средства применяют эту технологию. С тех пор контроль тяги находится между двумя полюсами мнений.

Это те самые аэросистемы, которые создают прижимную силу, необходимую для того, чтобы сохранять устойчивость на поворотах, не отпуская педаль газа. Их можно считать чем-то вроде предохранителя на очень высоких скоростях. DRS или Drag Reduction Systems позволяют водителям активно регулировать угол заднего крыла в автомобиле, чтобы уменьшить сопротивление и увеличить максимальные скорости.

F1 позволяет водителям использовать DRS только в определенных секторах трассы, которые считаются безопасными для добавления нескольких дополнительных километров в час. Также можно использовать DRS, когда автомобиль следует за другим в течение секунды на своем круге для облегчения его обгона.

Планка

Простые технические решения могут быть столь же интересными, как и высокие технологии. И планка является прекрасным тому примером. Мало кто знает, что у каждого современного автомобиля F1 есть кусок дерева, прикрепленный к его днищу. Он называется блоком скольжения. Эта уникальная прямоугольная плита предназначена для предотвращения уменьшения командами установленного дорожного просвета.

В правилах с 1994 года записано, что этот композитный материал из букового дерева должен иметь толщину 10 мм по всей его длине и ширине с допуском 1 мм в любом направлении, с целью учета случайного трения. Каждый блок измеряется в конце гонки, чтобы проверить его износ. Повреждения деревянной планки могут привести к дисквалификации команды.

Рекуперация энергии появилась в Формуле-1 ещё в 2009 году. Но новый этап внедрения гибридных технологий столь радикальный, что повлиял даже на официальный язык: в документах вместо слова Engine появилось сочетание Power Unit. На фото показан такой «юнит» от Renault под названием Sport Energy F1-2014.

С сезона 2014 года в Формуле-1 уходит эпоха атмосферных моторов V8 2.4, трудившихся с 2006 года. По новому регламенту на болидах появятся турбомоторы объёмом всего 1,6 л. Звучит знакомо. Но если в обычной жизни это рядные «четвёрки», то в спорте — малолитражные V-образные «шестёрки» с высокопроизводительным одиночным турбонаддувом (давление не регламентировано). Да и частота вращения коленвала внушительна — лимитатор по правилам будет срабатывать на 15 000 об/мин. А ещё на этих движках стоит система двойной рекуперации, способная утилизировать не только кинетическую энергию автомобиля во время торможения, как было в недавнем прошлом, но и энергию выхлопных газов. Да-да, в формульном моторе турбина соединена с генератором — как на заправской электростанции! Потому буковка К (kinetic) из общего наименования системы пропала, теперь это просто ERS (Energy Recovery System).

Предыдущие моторы в Формуле-1 (V8 2.4) развивали приблизительно 760 л.с. (точные числа, понятно, не разглашаются). Новые будут выдавать порядка 600 л.с., утверждает компания Renault, и ещё 160 «лошадок» с копейками будет добавлять на разгонах система ERS. Суммарная отдача установки окажется сопоставима с прошлогодней, а то и выше. На снимке — наддувные V-образные «шестёрки» Renault 1980 и 2014 года. Рабочий объём почти одинаков (34 года назад он составлял 1,5 литра), но насколько различны размеры.

С сезона 2014 года мгновенный расход у двигателя внутреннего сгорания на Формуле-1 не должен выходить за рамки 100 кг/час, и 100 килограммами ограничен общий запас топлива на одну гонку. Ранее пиковый расход не регламентировался (а по факту был на 40% выше). Что до суммарного запаса топлива, то его не ограничивали (нельзя было только дозаправиться), но типично в бак помещалось около 160 кг горючего. Так что теперь инженерам команд будет весьма непросто настраивать системы рекуперации на гонку и выбирать стратегию в данной части.

У Мерседеса мотор PU106A Hybrid по общему виду похож на «собратьев». Характерная черта — единственный турбокомпрессор, расположенный позади блока цилиндров. Эта компоновка продиктована правилами: если раньше на болиде были разрешены два выхлопных патрубка, то теперь только один, причём так, чтобы поток газов не создавал аэродинамического эффекта. С той же целью запрещено располагать какие-то дополнительные элементы кузова за выхлопом, чтобы они не направляли поток газов.

Читайте также:  Амортизатор багажника калина универсал цена

Если раньше от системы KERS разрешено было получать максимальную добавочную мощность 60 кВт (81 л.с.) в течение 6,7 секунды за один круг, то теперь лимит повышен до 120 кВт (162 л.с.), и такую мощность можно будет развивать по 33 секунды на каждом круге. Ещё французские инженеры указывают, что если в прошлом году поломка «керса» стоила гонщику лишних 0,3 с на круг, то теперь выход из строя гибридной составляющей болида Формулы-1 фактически оставляет машину за пределами хоть какой-то борьбы.

В этой презентации силовая установка Ferrari 059/3 предстаёт только в виде анимации, но можно убедиться, что она в общих чертах повторяет агрегаты Мерседеса и Рено. В том числе и в части двойной рекуперации. Инженеры Ferrari тут выступают вместе со специалистами Shell. Они не раз повторяют: новые двигатели не только должны приблизиться к гражданским по аппетиту, но и по надёжности, и по долговечности. Хоть на шаг. Ведь по новому регламенту одному гонщику за сезон будет разрешено использовать лишь пять моторов вместо восьми ранее.

Вспомним, что обычный «керс» вводился под соусом помощи мира Формулы-1 массовой автомобильной индустрии в деле сохранения окружающей среды. Мол, в Королеве автоспорта будут проверяться идеи и технологии, которые далее могут в том или ином виде найти свой путь к обычным автомобилям. Новый регламент — заметный шаг в этом направлении. Болиды в 2014 году просто вынуждены стать экономичнее, а ключ к экономичности — хитроумная гибридная система. Вполне вероятно, что мы скоро увидим что-то похожее на серийных автомобилях. Собственно, это уже происходит. Вспомним опыты Audi c электрическим приводом компрессора. От него недалеко до утилизации энергии выхлопа (такие турбогенераторы тоже предлагались в разное время, но развития не получили) и объединения подобных устройств в единый комплекс.

О чем этот раздел ?

&nbsp О дин из самых интересных разделов нашего сайта и посвящен он, самым технологичным и дорогим гонкам всех времен. Формула один, с самого начала своего существования, была впереди планеты всей по развитию автомобильных технологий, нацеленной на получение максимальной скорости движения по извилистым трассам.

Читайте также:  Сползает ремень грм в сторону

&nbsp Е сли вы хотели узнать о Формула 1 все или по крайней мере, все самое интересное, то вы попали в нужное место!

&nbsp Г оночные технологии топовых команд настолько совершенны, что конкурировать с ними могут только производители аэрокосмической техники. В разделе, мы буквально под "микроскопом", будем рассматривать, каждую деталь, каждый узел, с указанием материалов из которых их изготовляют, а также массы каждых элементов, примерные цены на узлы и детали.

&nbsp Ф ормула один, очень динамически развивающийся вид автоспорта, с постоянно изменяющимися правилами технического регламента. Так как этот раздел посвящен устройству болида Ф1, то здесь нет цели точно выдержать устройство каждого автомобиля по всем годам производства. Описание ведется с некоторым обобщением, но если есть какой-то интересный факт, или деталь исторически ценная, то описание будет с указанием года и всех параметров детали или болида ф1. Это не новостной раздел, а позновательный, хотя последние технические разработки от формулы один вы здесь тоже увидите.

&nbsp В рунете очень мало информации по устройству болида формулы один, по этому большинство материалов взято с зарубежных ресурсов.

Перечень всех материалов раздела

Интересные факты формулы 1

В марте 2007 F1 Racing опубликовала ежегодные оценки расходов на Formula One команд. Общая сумма расходов из всех одиннадцати команд в 2006 году оценивалась в $ 2,9 млрд $.

Финансовые расходы каждой команды F1.

Toyota $ 418 500 000
Ferrari $ 406,5
McLaren $ 402
Honda $ 380,5
BMW Sauber $ 355
Renault $ 324
Red Bull $ 252
Уильямс $ 195,5
Midland F1 / Spyker-MF1 $ 120
Toro Rosso $ 75
Super Aguri $ 57 млн

Переход с V12 3 литра на V6 1.5 турбо произошел в 1981 году
Переход с V6 1.5 литра турбо на V12 3.5 литра произошел в 1989 году
Переход с V12 3.5 литра на V10 3 литра произошел в 1996 году
Переход с V10 3 литра на V8 2.4 литра произошел в 2006 году
Переход с V8 2.4 литра на V6 1.6 литра произошел в 2014 году

Знаете ли вы, что в конце 70-х и начале 80-х с участием в формуле один шинного производителя Michelin, ширина резины задних колес болидов доходила до 68 см.

Передние антикрылья на болиде ф1 обеспечивают в среднем 25% всей прижимной силы.

На длинных прямых, трубы выпускных коллектоов разогреваются до 1000 градусов Цельсия, а иногда и выше.

Расход топлива болида формулы один 2014 составляет 100 килограмм на всю гонку или 305 км трассы. 100 килограмм приравнивается к 125 литрам бензина, соответственно расход на 100 км составляет в среднем 41 литр горючего

Формулы один прошлых лет, имели расход до 90 литров на 100 км.

Топливо заправляемое в болид охлаждают до 10 градусов Цельсия.

Перегрузки пилота формулы один.

При старте с места перегрузки пилота доходят до 4-5 G

При разгоне в ходе гонки, после прохождения поворота доходят до 2,5 G

При жестких торможениях в конце длинных прямых, когда прижимная сила максимальна, перегрузки начинаются с 4-6 G, по мере сброса скорости пилоту приходится попускать педаль тормоза, чтоб не сорвать колеса в юз, так как прижимная сила уменьшается.

Боковые перегрузки на скоростных поворотах, когда прижимная сила болида максимальна, доходят до 5 G

Двигатели V10 F1 применявшиеся в период 1996-2005 г имели холостой ход около 8000 оборотов в минуту.

Любой болид начиная с конца 70-х годов сможет ехать по потолку, если его скорость превышает 200 км/час, так как уже на этих скоростях, прижимная сила становится больше массы самого болида формулы один.

На 300 км/час, прижимная сила может втрое превосходить вес болида ф1

При движении по треку со скоростью 50 км/час болид весит 700 кг разогнавшись же до 320 км/час он может весить 2700 килограмм!


Двигатель болида формулы один не имеет маховика, его роль выполняет коленвал и миниатюрное сцепление, которое весит не больше килограмма.

В зависимости от трассы, КПП Формулы один, переключает передачи от 3000 до 4000 раз за одну гонку.

Сцепление современной формулы один используется только при старте гонки, и трогании с пит-стопов. Передачи переключаются без его помощи.


Коробка передач формулы один выдает до 5000 н/м крутящего момента на привода задних колес.

Переключение передач происходит за время меньшее чем 0.05 секунды, при этом болид формулы один успевает проехать на скорости 250 км/час около 3.5 метров.

В 2014 году, впервые применили непосредственный впрыск топлива в цилиндры двигателя формулы один, с высоким давлением в 500 бар !

В системе охлаждения двигателя формулы один применяется обычная дистиллированная вода.

Двигатель болида формулы один 2013, потребляет до 3.5 литров топлива в минуту, на полной мощности.

Ускорение поршней около 9000G на 19000 об/мин

Топливная эффективность двигателей ф 1 2014 увеличилась на 35-40% по сравнению с прошлым сезоном.

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector