Современные болиды Формулы 1 — невероятно сложные системы с огромным количеством деталей. В самых разнообразных терминах можно легко запутаться и не понять, о чем говорят комментаторы или что написано в статье. Например, что такое шасси — где оно начинается и заканчивается; почему двигатели называют силовыми установками; как называть разные части аэродинамического пакета, чем отличается спойлер от антикрыла? Давайте попробуем разобраться.
Сначала мы разделим машину на две главные составные части — шасси и силовую установку.
Силовая установка (Power Unit или PU) — это то, что двигает болид вперед. Почему же силовая установка, а не двигатель? Дело в том, что двигатель — только часть силовой установки. Раньше, до 2014 года, можно было бы сказать что эти слова — синонимы, с некоторыми оговорками. Сейчас же это не совсем так.
Сердце силовой установки представляет собой именно двигатель внутреннего сгорания (Internal Combustion Engine или ICE), и в современной Формуле 1 образца 2020 года эти двигатели — 1.6 литровые турбированные V6. Двигатель ограничен 15000 оборотов в минуту, а расход топлива 100 килограммами в час. Вокруг же движка — гибридные системы, позволяющие выжимать максимум из такого небольшого объема.
Впрочем, вы все равно будете сталкиваться с тем, что всю силовую установку именуют “двигатель”. И я зачастую это делаю — так тупо проще. Но на всякий случай различие стоит знать.
MGU-H и MGU-K — системы рекуперации энергии, первая позволяет использовать выделяемое двигателем тепло, а вторая получает дополнительную энергию от механической кинетической энергии торможения болида. Обе эти системы заряжают батарею, которую, в свою очередь, пилот может использовать для получения дополнительных лошадиных сил. Накапливать эту “гибридную” энергию в батарее можно, теоретически, сколько угодно, но использовать разрешено только строго ограниченное количество на круг.
В накоплении и использовании этой электрической тяги есть один большой нюанс — чем больше болид заряжает батарейку, тем медленнее едет. Поэтому на квалификационных кругах, например, пилоты стараются на первом круге после выезда из боксов “собрать” как можно больше, чтоб потом, на быстром круге, использовать всё накопленное и показать лучшее время.
Кстати о лошадиных силах. Никто не знает точно, насколько мощны силовые установки в современной Формуле 1 — это одна из секретных цифр, известная только командам и производителям. По самым свежим слухам, трое из четырех мотористов преодолели барьер в 1000 лошадиных сил. Кто не преодолел — тот Хонда.
Шасси — все остальное. Натурально, все что не является силовой установкой, можно объединить в одно единое слово “шасси”: монокок, аэродинамический пакет, шины, тормоза, коробку передач, трансмиссию, подвеску и рулевую установку.
Поговорим о самых важных и часто упоминаемых частях:
Монокок (monocoque) — понятие, пришедшее из авиации, и означающее ту “капсулу безопасности”, в которой сидит пилот. Монококи производятся из углепластика и должны соответствовать невероятно строгим требованиям к безопасности, что делает их практически неразрушимыми. Вы можете видеть это в авариях — болид может практически дезинтегрироваться вокруг пилота, но сам он остается невредим.
Шины — стандартная часть для каждого болида, поставляются Пирелли и имеют столько особенностей, что им будет посвящен целый отдельный материал.
Коробка передач — в Формуле 1 используются восьмиступенчатые полуавтоматические коробки, с одной дополнительной ступенью для заднего хода. Что интересно, задний ход в Формуле 1 используется настолько редко, что иногда пилоты просто глохли при попытках его включить. Коробки передач не стандартизированы, но многие команды закупают их вместе с моторами и не производят самостоятельно.
А вот на аэродинамике мы остановимся подробнее, так как это, пожалуй, самая сложная и интересная часть современных машин Формулы 1.
Все знают что у болидов Формулы 1 есть передний и задний спойлер. Или антикрылья? Как их правильно называть? В английском оба этих элемента машины называют незамысловато — front wing и rear wing. То есть правильно будет их называть “переднее антикрыло” и “заднее антикрыло”. Но в русском, по моему опыту, “спойлер” и “антикрыло” стали практически синонимами, несмотря на имеющуюся разницу в их определениях. Ну или можно называть их так же, как и в английском — “крыльями”, хотя они и имеют прямо противоположную функцию.
Функция же у них простая — прижимать машину к земле. В целом вся аэродинамика болида Формулы 1 несет такую функцию, но крылья играют важнейшую роль. Особенно заднее, оно вырабатывает львиную долю прижимной силы.
Когда-то давно, когда в Формуле 1 было намного больше денег и табачных спонсоров, Шумахер выигрывал вообще всё, а команды придумывали дополнительные безумные крылья. Но о них мы поговорим когда-нибудь потом.
Заднее антикрыло имеет еще одну особенность, все болиды в Формуле 1 оборудованы системой DRS (Drag Reduction System), которая позволяет пилоту на определенных участках трассы уменьшить сопротивление заднего антикрыла и таким образом разогнать машину быстрее и достичь более высокой максимальной скорости. Выглядит это так — один из элементов заднего антикрыла поднимается и образует щель, похожую на такую же в почтовом ящике.
DRS можно активировать только находясь не далее чем в одной секунде за другой машиной и эта система, в первую очередь, предназначена для облегчения обгонов, которые невероятно сложны в современной Формуле 1.
Почему же обгоны настолько сложны? Каждая машина, проходя сквозь воздух, оставляет за собой “воздушный мешок”, область, в которой потоки воздуха не находятся в обычном упорядоченном состоянии, а в состоянии некоторого хаоса. К тому же, этот воздушный мешок содержит несколько более разреженный воздух. В английском этот эффект называют “dirty air”.
Поэтому машина, идущая прямо позади другой, “генерирует” намного меньше прижимной силы. Это не критично на прямых, наоборот, помогает быстрее разогнаться и обойти конкурента (так называемый слипстрим, “slipstream”), но убивает какую-либо возможность оставаться близко в поворотах. В итоге даже если кто-то смог приблизиться на прямой, он потеряет весь прогресс в следующих поворотах.
Есть еще аэродинамические элементы перед боковыми воздуховодами, по-английски они называются “bargeboards”, не имеют русского перевода (который был бы мне известен) и играют большую роль после запрета большинства аэродинамических элементов на передних антикрыльях. До 2018 передние крылья были невероятно сложны:
Но теперь все сложное многообразие элементов переехало в эту область за передними колесами:
Наконец последний по расположению, но не по значению аэродинамический элемент — диффузор. Он находится прямо под задним антикрылом и за счет своей расширяющейся формы и специальных каналов в днище автомобиля, он уменьшает давление воздуха в этой области, выполняет функцию “присасывания” болида к земле.
Про остальные элементы шасси, не имеющие отношение к шинам, коробке передач или аэродинамике обычно вспоминают раз в год только самые преданные фанаты технологий… сказал бы я, не привези Мерседес на тесты новую, уникальную рулевую тягу. Про неё все говорят уже почти неделю и будут говорить до конца сезона, вероятно. Подробнее я уже описал новую вундервафлю в отдельной статье.
Поэтому никогда не стоит списывать со счетов то, насколько гениальные решения команды способны выдавать с самыми простыми, казалось бы, вещами. Формула 1 состоит из невероятных инноваций, многие из которых изменили мир автоспорта. Или были запрещены после первой же гонки.
Больше — в нашем Телеграм канале.
