Как тормоза болида F1 могут быстро остановить автомобиль
Самые мощные тормозные механизмы в мире: каким образом тормоза болидов Формулы-1 способны останавливать автомобиль со скорости 320 км/ч менее чем за 4 секунды?
Тормоза на автомобилях Формулы-1 по праву считаются лидерами среди всех когда-либо изобретенных систем торможения в мировой истории, и не только автостроения. Они способны оттормозить автомобиль, несущийся со скоростью более 300 км в час до нуля, за считанные секунды, при этом создавая перегрузки для пилота во время замедления до 5g, то есть в пять раз превосходя ускорение свободного падения.
Для сравнения: во время спуска капсулы космического корабля космонавты испытывают меньшие перегрузки – равные 3-4 g, а у водителей Bugatti Veyron не получится превысить ускорение свободного падения и в 1.5 раза, оттормозившись со 100 км/ч до остановки за 2.3 секунды:
Как работают тормоза в болидах F1, и какие инженерные решения стоят за одной из самых продуктивных и технологичных систем торможения в мире?
Скотт Мэнселл с YouTube-канала Driver61 получил в свое распоряжение набор деталей тормозной системы от автомобиля F1 и, разобравшись в нюансах работы каждой части механизма, объяснил, что делает тормоза болидов Формулы-1 столь эффективными.
Сразу отметим, что в системе торможения гоночных автомобилей F1 нет ничего необычного, если брать во внимание тормозную систему в целом. Однако, как мы поймем ниже, при этом тормоза болидов крайне серьезно отличаются в нюансах. А мелочи, как известно, порой могут быть крайне важны, в том числе и в ситуациях, когда они связаны с техникой.
Итак, вот видео
Отличия тормозов Формулы-1 от тормозов других автомобилей
1. В тормозной системе F1 не один (как на обычных автомобилях), а два главных цилиндра
Главные тормозные цилиндры в автомобилях Формулы-1 работают отдельно на переднюю и заднюю ось, распределяя усилия на передние и задние тормозные механизмы. Они установлены на поворотной вилке, которая используется для регулировки баланса тормозов.
2. Тормозные магистрали
Интересно, что тормозные линии в таких болидах не отличаются от тех, что в обычных автомобилях. Они резиновые. Разве что армирование применяется в виде металлической оплетки.
3. Уникальная конструкция суппорта болидов «Королевских гонок»
Суппорт, несмотря на схожую конструкцию с суппортами обычных автомобилей, имеет свои уникальные особенности.
У непосредственных тормозных механизмов, прижимающих колодки к дискам (суппортам), есть несколько уникальных дизайнерских решений, делающих их крайне эффективными.
Если присмотреться к ним, то окажется, что поршни внутри имеют разный размер. Они увеличиваются в диаметре по направлению движения (вращения) диска, и для этого есть веская причина. Если бы все поршни были одинакового размера (как на обычных автомобилях), то колодка под сверхнагрузками изнашивалась бы больше на одном своем конце, и меньше на другом, уменьшая свой срок службы и снижая эффективность торможения, также увеличивая дисбаланс при торможении колес во время срабатывания тормозных механизмов.
4. Расположение тормозного суппорта снизу
На автомобилях Формулы-1 суппорты расположены не сзади тормозного диска (вертикально), а ближе к снизу колеса. Таким образом инженерам удается как можно ниже расположить центр тяжести автомобиля.
5. Дополнительные настройки для снижения возможности малейшей завоздушенности тормозов
Гонка – это командная работа . Поэтому так важно следить за всеми системами и параметрами автомобиля. Для этого на тормозных суппортах имеются дополнительные настройки для быстрой прокачки тормозов.
6. Материалы тормозного диска и колодок
Пожалуй, одна из самых главных частей повышения тормозного усилия торможения. Тормозные диски и колодки сделаны из композитного материала «карбон-карбон» (сразу два слова «карбон») из-за того, что в состав этого материала входит два типа карбона. Чрезвычайно прочного, легкого и жаропрочного материала.
Диаметр диска составляет 270 миллиметров, толщина – 32 мм. Вес – всего 1.5 кг.
При этом не в последнюю очередь активную роль в торможении играют покрышки и аэродинамический обвес, создающий максимальную прижимную силу, тем самым вдавливая шины в дорожное полотно.
Только собрав все нюансы воедино, в итоге конструкторы добиваются столь высоких результатов, практически не превзойденных во всех транспортных областях – от поездов, авиации и космонавтики (примеры: многоразовые транспортные космические корабли «Шаттл» и «Буран»).