Легкие на разгон
Динамические возможности автомобиля принято характеризовать двумя показателями: временем разгона до определенной скорости с места и максимальной скоростью движения. Всем известно, например, что вазовская «десятка» разгоняется до 100 км/ч за 14 секунд и имеет максимальную скорость 165 км/ч. Каковы же динамические характеристики «формул», и чем они определяются? За динамику разгона автомобиля Формулы-1 отвечают двигатель, трансмиссия, аэродинамические элементы и шины. Давайте посмотрим, каково влияние каждой из этих составляющих на способность «формул» молниеносно ускоряться.
Трансмиссия
Обычно при изучении динамики разгона автомобиля инженеры пользуются специальным графиком — скоростной характеристикой. На первой передаче на колеса передается максимальное усилие, однако скорость движения автомобиля на ней не превышает 125 км/ч. На последней передаче усилие меньше, зато автомобиль может разгоняться до высокой скорости. Форма кривых определяется характеристиками двигателя, а их расположение — передаточными числами коробки передач.
С помощью педали «газа» гонщик может ограничивать мощность двигателя и, соответственно, усилия, передаваемые на колеса. Тогда точка скоростной характеристики автомобиля смещается в область, расположенную ниже соответствующей синей кривой. Представленные кривые являются как бы границами возможностей данного автомобиля на выбранной передаче.
При разгоне «формулы-1″ гонщик (или автоматика) переключает передачи. Как видно из рис. 1, при одной и той же скорости автомобиль может ехать на различных передачах, например, при скорости 100 км/ч на любой из семи. Однако для эффективного разгона выгоднее как можно дольше оставаться на возможно более низкой передаче, поскольку это позволяет удержать обороты двигателя на высоком уровне (частота вращения двигателя автомобиля Формулы-1 во время движения обычно не падает ниже 14 000 об/мин) и, что очень важно, дает возможность подвести к колесам при той же скорости движения большее усилие. После переключения передачи вверх происходит прыжок с соответствующей кривой вниз на соседнюю, при этом усилие, подводимое к ведущим колесам, снижается, а обороты двигателя падают, чтобы потом снова возрасти до максимума (примерно 18 000 об/мин) по мере разгона машины. Затем включается следующая передача и т. д.
Иногда при выходе из поворотов гонщик может включать более высокую передачу, чем требуется для интенсивного разгона, например, на скорости 125 км/ч вместо второй передачи может быть использована четвертая. Это, как видно из рисунка, позволяет снизить усилие на колесах автомобиля и более четко контролировать динамику его разгона.
Для каждой трассы существует свой набор оптимальных передаточных чисел коробки передач, позволяющий пройти круг с минимальным временем. Этот набор предварительно определяется с помощью моделирующих компьютерных программ, а затем уточняется непосредственно на трассе. Например, для испанской трассы в Барселоне, учитывая обилие быстрых поворотов, передаточные отношения высших передач будут сближены с целью улучшения динамики машины на высоких скоростях.
Шины
  |
Подводимое к колесам усилие уравновешивается силой трения колес с трассой, которая возникает в пятне их контакта. Не позволяя колесу проскальзывать относительно дороги, эта сила заставляет автомобиль смещаться вперед. До определенного предела все усилие, подводимое к колесам от двигателя, уравновешивается силой трения. Однако сила эта имеет определенное максимальное значение. Если усилие, подводимое на колеса, превышает максимальную силу трения, они начинают пробуксовывать, при этом избыточная мощность двигателя тратится на нагрев шин и их истирание о дорожное полотно. Отсюда важный вывод: полезное усилие, разгоняющее автомобиль, не может превзойти максимальную силу сцепления колес с дорогой.
Величина максимальной силы трения зависит от многих факторов: материала и конструкции шин автомобиля, вертикальной нагрузки на ведущую ось, состояния дорожной поверхности (в дождь она значительно снижается). При разгоне «формулы-1″ максимальная сила трения повышается, что связано с дополнительным прижатием ведущих колес к дороге за счет аэродинамической силы.
Автомобиль Ф-1 может буксовать вплоть до 4-й передачи и скорости порядка 180 км/ч (до этих пор синии линии выше зеленой). До этой скорости разгон автомобиля определяется не мощностью двигателя или настройками коробки передач, а сцепными свойствами шин. Другими словами, при одинаковых шасси и настройках интенсивность разгона до скорости порядка 180 км/ч автомобиля Ф-1 со слабосильным Asiatech, что стоит на Minardi, и с мощным BMW (Williams) была бы примерно одинаковой.
При слишком «душевном» нажатии на педаль «газа» на скорости, к примеру, 50 км/ч, колеса будут вращаться с такой частотой, как если бы автомобиль мчался на 120 км/ч. При этом мощность порядка 160 л.с. будет тратиться на нагрев и износ шин. Гонщикам (или автоматике противобуксовочной системы) приходится принимать меры по предотвращению пробуксовки, то есть филигранно работать педалью «газа», «придушивая» двигатель, чтобы удерживать ведущие колеса на грани проскальзывания.
В результате до 100 км/ч автомобиль Формулы-1 разгоняется примерно за 3 секунды, что вызывает немалое разочарование, ведь почти такой же динамикой разгона обладают некоторые, пусть и очень мощные, дорожные автомобили, например, McLaren F1. Однако в этом нет ничего удивительного, ведь при низких скоростях, когда аэродинамика «формул» только просыпается от «спячки», эффективность сцепления их колес с дорогой ненамного превосходит этот параметр у дорожных спорткаров. Вот если бы сила трения колес с дорогой была неограниченна, с места до 100 км/ч машины Формулы-1 срывались бы за 1,4 с, а еще через 1,6 с их скорость уже приближалась бы к 200 км/ч!
Двигатель
  |
Здесь уместно вернуться к форме скоростной характеристики двигателя. Максимальная мощность двигателя не является единственным критерием его совершенства. Менее мощный двигатель может позволять гонщику лучше использовать свои возможности в поворотах за счет более выгодной формы скоростной характеристики. Что это значит? Скоростная характеристика любого двигателя является выпуклой вверх кривой, но в формульных двигателях эта выпуклость значительнее, чем в обычных. Усилие, передаваемое на колеса при постоянном положении педали «газа», меняется по мере раскручивания двигателя. Из-за этого при разгоне двигателя со слишком горбатой характеристикой гонщику приходится более «галантно» давить на педаль «газа», чтобы не допустить пробуксовки или заноса. Двигатель с достаточно пологой скоростной характеристикой дает пилоту возможность точнее дозировать усилие на ведущих колесах и двигаться на пределе сцепных возможностей шин автомобиля.
Конечно, после легализации противобуксовочных систем давить на «газ» можно более раскованно: электроника усечет избыточную мощность двигателя и подаст на колеса именно такое усилие, которое будет соответствовать пределу сцепления колес с дорогой (иной раз хватает и половины «выпущенных на свободу» лошадиных сил). При этом разгон будет происходить вплоть до момента, когда усилие, передаваемое на колеса, не окажется меньше предела сцепления. А дальше разгоном автомобиля будут всецело повелевать двигатель и трансмиссия.
Аэродинамика
  |
При движении машины по трассе на нее действует сила сопротивления. В основном эта сила является силой аэродинамического сопротивления движению. До 90% мощности, подводимой к колесам «формулы-1″ при равномерном движении, тратится на взбаламучивание окружающего воздуха. Кстати, автомобили Формулы-1 с точки зрения обтекаемости стоят в одном ряду не с современными дорожными «обмылками», а где-то между мотоциклами с коляской и трамваями. Посмотрите на эти бесстыдно обнаженные колеса и развитые антикрылья: они существенно снижают обтекаемость машины. Аэродинамическая составляющая силы сопротивления зависит от скорости движения автомобиля, степени аэродинамической загрузки антикрыльев, скорости и направления ветра, плотности окружающего воздуха. Помимо этого часть энергии тратится на деформацию шин при качении (во многом зависит от давления в шинах) и на совершение работы против сил тяжести (при движении на подъемах).
Когда сила, подводимая к колесам автомобиля, оказывается больше силы сопротивления, автомобиль разгоняется. Причем интенсивность разгона пропорциональна разности полезной силы на колесах и силы сопротивления (расстоянию по вертикали между голубой и красной кривыми), а также обратно пропорциональна массе автомобиля — закон Ньютона. Когда движущая сила уравновешивается силой сопротивления, машина начинает двигаться с постоянной скоростью. Этим равновесием и определяется максимальная скорость «формулы-1″. Если мы увеличим аэродинамическую загрузку автомобиля, то красная кривая будет взмывать круче, и ее пересечение с голубой линией наступит раньше, следовательно, максимальная скорость уменьшится. Поэтому, при увеличенных углах атаки антикрыльев машины Формулы-1 теряют в максимальной скорости, хотя и получают возможность ехать в поворотах шустрее. Одним словом, максимальная скорость автомобиля определяется преимущественно его обтекаемостью и мощностью двигателя.
Надо заметить, что для каждой степени аэродинамической загрузки существует вполне определенное передаточное отношение высшей передачи, позволяющее развить максимально возможную скорость, то есть реализовать весь потенциал двигателя. Отклонение от этого оптимального значения как в большую, так и в меньшую сторону приведет к снижению максимальной скорости. Поэтому при существенном изменении настроек «формулы-1″ механикам приходится перенастраивать и коробку передач. Обычно это делается путем изменения главной передачи.
«Динамомашина»
Итак, что же получается в результате? Сравним «среднестатистический» автомобиль Формулы-1 и дорожный Ferrari 550 Maranello. Очень, кстати, могучий автомобиль с двигателем, развивающим около 500 л.с., и 6-ступенчатой коробкой передач. Их максимальные скорости примерно одинаковы: сказывается худшая обтекаемость «формулы-1″ по сравнению с грациозным спорткаром. Однако если, для смеха, убрать с автомобиля Формулы-1 все антикрылья, то он без труда разгонится до 400 км/ч.
Что касается динамики разгона, то до 100 км/ч обе машины разгоняются примерно одинаково, хотя «формула» выигрывает более секунды. Сказываются упомянутые выше особенности. Зато посмотрите на разницу в интенсивности ускорения при высоких скоростях! Так, до 300 км/ч «формула» разгоняется за время чуть более 10 секунд, а дорожный Ferrari — за 40! Требуемая для разгона до 300 км/ч дистанция для «формулы-1″ составляет примерно 500 м, а для «гражданского» автомобиля — 2500 м. Почувствуйте разницу. При высоких скоростях, когда эффективно работает аэродинамика «формулы», мощный двигатель и легкое шасси позволяют получать сногсшибательные динамические показатели. Гораздо более тяжелому (1700 кг) и менее мощному дорожному Ferrari противопоставить нечего.
Так что в зачете «Разбег по прямой» спорить с «динамомашиной» Ф-1 могут разве что дрэгстеры. Однако, по признанию самих гонщиков, больше всего в «формуле-1″ поражает не столько разгон, сколько динамика торможения и скорость прохождения поворотов. Но это уже темы для отдельного разговора.
Артем Краснов
Журнал «Формула-1» июль, 2002
Какая максимальная скорость машины Формулы 1?
Формула 1 – один из самых технологичных гоночных чемпионатов современности. В технике используются продвинутые решения, а сами машины создаются в соответствии с последними разработками в области автомобилестроения. Именно поэтому они передвигаются на поистине колоссальной скорости. В этом материале разбираемся, какова максимальная скорость Ф1 в 2022 году.
Делать ставки на Формулу 1 и другие крупные гоночные чемпионаты можно в легальной букмекерской конторе Лига Ставок.
Максимальная скорость за всю историю Формулы 1
На сегодняшний день формально максимально возможной скоростью считается 340 км/час. На практике гоночные автомобили могут разогнаться куда сильнее.
В 1986 году Герхарду Бергеру на двигателе BMW и шасси Benetton впервые в мире удалось достичь скорости в 351,22 км/ч. Мотор был необычным – он был разработан с применением инновационных технологий для гонок, которые как раз появились в 80-е.
Впрочем, рекорд Бергера уже давно побит. Финский пилот Валттери Боттас в сезоне-2016 в Мехико разогнался до 372,54 км/ч. Он использовал двигатель производства Mercedes и шасси Williams FW38. На данный момент это максимальная скорость Формулы 1, которая была официально зафиксирована в чемпионате.
Также есть информация о неофициальных рекордах, которые значительно превосходят показатели Валттери Боттаса. Например, колумбиец Хуан-Пабло Монтойя на Гран-при Италии в 2005 году разогнался до 372,6 км/ч. Достижение считается неофициальным, так как произошло на тренировке, а не на треке. Впрочем, гонщик ранее устанавливал и официальные рекорды на круге. Это произошло годом ранее на том же Гран При Италии, когда спортсмен выступал за команду McLaren. Правда, выиграть заезд это так и не помогло.
Алан Ван дер Мерве сообщал, что в ходе тренировки сумел достичь скорости 400 км/час. Однако эти данные не имеют официального подтверждения и проверить их на данный момент никак нельзя.
Разгон современных машин Формулы 1 до 100 км/ч
Разгон до «сотни» на современных машинах занимает всего 1,7 секунды. Это обусловлено невероятно мощными двигателями, которые сейчас устанавливают на гоночные автомобили, участвующие в чемпионате. Их мощность достигает 1 000 л/с.
Торможение при разгоне свыше «сотни» занимает по времени 1,4 секунды. При этом длина тормозного пути находится в диапазоне от 14 до 17 метров. При 200 и 300 км/час автомобиль тормозит дольше – 2,9 и 4 секунды соответственно. Ну а если он разгонится еще сильнее, то время торможения может составить 3,5-5 секунды.
Действительно ли старые машины Формулы 1 быстрее современных?
Бытует заблуждение, что старые автообили Формулы 1 были гораздо быстрее современных. На самом деле оно не соответствует действительности. Чтобы понять это, достаточно взглянуть на характеристики машин. Для примера возьмем Alfa Romeo 158/159 Alfetta – один из самых успешных автомобилей, который участвовал в 50-х.
Это автомобиль обладал двигателем мощностью 450 л/с, весил 710 кг и мог разгоняться до 350 км/час. Для сравнения, на Ferrari F2004 стоял двигатель мощностью 865 л.с., машина весила 605 кг и могла разогнаться до 360 км/час. Да, разрыв в характеристиках нельзя назвать большим, но он есть.
Впрочем, некоторые современные модели болидов действительно медленнее. Например, у Ferrari 2014 года максимальная скорость всего 340 км/час. Но это справедливо не для всех машин. Так, скорость Mercedes AMG F 1 W 10 EQ Power + 2019 года может разогнаться до 352 км/час. Это быстрее Alfa Romeo 158 и Ferrari 2014, но медленнее Ferrari 2004.
Характеристики автомобилей раньше и сейчас
Сопоставим характеристики двух автомобилей – одного старого, другого нового. Для примера возьмем те, о которых уже говорили: Alfa Romeo 158/159 Alfetta и Ferrari F2004.
Технические характеристики/болид
Alfa Romeo 158/159 Alfetta
Ferrari F2004
Мощность двигателя (л/с)
Какой рекорд скорости в «Формуле-1»? Болид правда разогнался быстрее 400 км/ч?
Уильямс
Хонда
Макларен
Формула-1
Кими Райкконен
Валттери Боттас
почитать
Феррари
рекорды
объясняем
техника
Вы в блоге «Окей гугл: «Формула-1», где каждый новый пост – ответ на популярный запрос о главном гоночном чемпионате в поисковиках. Поможем тем, кто хочет больше знать о быстрейших гонках на планете – или просто расширяет кругозор. Сегодня разберем самый наглядный и важный вопрос, касающийся машин – какой же в «Формуле-1» рекорд скорости. Поехали! Вы, наверное, не раз уже слышали комплименты болидам «Формулы-1» – их скорости, техническому совершенству, дороговизне и сложности. Но во что же это выливается в абсолютных цифрах? На данный момент официально зарегистрированный ФИА рекорд в рамках Гран-при – 372,54 км/ч. И установил его Валттери Боттас на «Уильямсе» в гонке на мексиканском автодроме в 2016-м. №77 побил достижение другого финна – Кими Райкконена – с Гран-при Италии 2005-го. Именно тогда болид «Формулы-1» впервые официально перешагнул отметку в 370 км/ч. До того момента даже на Монце машины лишь подбирались к этой отметке.
Весь путь от рекорда в 350 км/ч до 370 км/ч с эволюцией в 30 лет читайте здесь
Неужели болиды «Формулы-1» не могут быстрее?
На самом деле «Уильямс» заявлял о достижении отметки 380 км/ч еще на Гран-при Азебрайджана-2016, но ФИА не стала его регистрировать – поскольку белая машина разогналась в практике, которая не является официальной зачетной сессией, и команды даже могут тестировать в ее рамках нелегальные детали. Также есть еще один официально зарегистрированный рекорд, установленный болидом «Формулы-1» в 2006-м– 397 км/ч. Правда, его достигли не на треке, а на соленом озере в Бонневилле, где регулярно замеряют показатели претендентов на всевозможные рекорды скорости. Для этих целей использовали специально доработанный болид BAR 007 из 2005-го.
Рекорд скорости «Ф-1» в 397 км/ч установили из-за невежества маркетологов. Болид делали ради красивых цифр, инженеры над ним смеялись
На тестах в пустыне Мохаве бывшую машину Дженсона Баттона даже разогнали до 413 км/ч, но на отчетных заездах показатели подтвердить не удалось.
Но это же было годы назад! Неужели сейчас болиды медленнее?
По чисто максимальной скорости – да, современная машина «Формулы-1» практически не выбирается за отметку 360 км/ч. Регресс в скорости связан с регламентом: пока мотористы наращивали мощности силовой установки, ФИА сделала машины шире и ниже, значительно увеличив количество прижимной силы – а вместе с ней и аэродинамическое сопротивление. К тому же, за последние несколько лет машины стали еще тяжелее на 50 кг за 5 пять лет: в 2016-м масса болида составляла 702 кг, а теперь – 749 кг. Правила, касающиеся аэродинамических элементов и веса, меняются практически каждый год и не дают инженерам полностью адаптировать болиды к новым значениям, чтобы опять отправиться в погоне за рекордом. С другой стороны, болиды «Формулы-1» теперь быстрее всего в истории преодолевают повороты – и потому в 2018-м Кими Райкконен проехал быстрейший круг за все 70 лет существования «Ф-1». Средняя скорость составила 263,687 км/ч. Как видите, для лучшего достижения финну даже не пришлось выходить за пределы 349 км/ч. В гонках не всегда все зависит от максималки. Понравилась «Формула-1»? Подписывайся на наши соцсети – там важнейшие и интереснейшие истории из мира самого быстрого спорта на планете. Трансферы, техническая аналитика, экономика команд, лучшие цитаты пилотов – только ценная информация! Facebook | ВК | Twitter | Telegram | Instagram
«Формула-1»: боевое прошлое и технологичное настоящее
Автоспорт увлекал болельщиков, даже когда максимальная скорость гоночного автомобиля равнялась 50 километрам в час. Что уж говорить о современных соревнованиях, на которых болиды разгоняются до 300 километров в час и более!
Если гонки и не стали таким массовым явлением, как, например, футбол, то лишь из-за того, что участие в этом виде спорта требует капитальных финансовых вложений. Но по накалу страстей, эмоциональности, совокупности риска и зрелищности сложно найти столь же яркую и эмоциональную дисциплину. «Вокруг света» вспоминает об интересных фактах из истории «Формулы-1».
Поехали!
Предпосылки к созданию «Формулы» появились еще в 1920-х годах. Уже тогда регулярно проводился чемпионат Европы по автогонкам — Гран-при. Крейсерская скорость в 100 километров в час казалась по тем временам сверхзвуковой, поэтому соревнования приковывали к себе сотни тысяч взглядов.
Регламент предполагаемого чемпионата придумали еще до Второй мировой войны, но все планы организаторов пришлось, конечно, отменить. Лишь в 1946-м только что созданная Международная автомобильная федерация опубликовала правила «Формулы», а первая гонка состоялась в Англии, на автодроме «Сильверстоун».
Гоночные болиды середины прошлого века мало чем напоминали современные машины. Новшества появлялись постепенно. Например, в 1959 году инженеры команды «Купер» внедрили задний мотор. Их болид отлично управлялся и дважды занимал первую ступень пьедестала в общем зачете. Вскоре все гоночные машины стали заднемоторными. Затем инженеры начали вдохновляться авиацией, и в начале 1960-х команда «Лотус» впервые продемонстрировала болид, корпус которого — так называемый монокок — представлял собой единую оболочку, которая была и единственным несущим элементом. Кстати, тогда же, в начале 1960-х, появились и первые дуги безопасности — они давали пилоту больше шансов уцелеть в случае, если автомобиль опрокидывался.
Элементов пассивной безопасности недоставало. Пожалуй, за рулем тогдашних болидов было бы страшновато даже самому опытному современному гонщику. Об этом свидетельствует и сохранившаяся кинохроника: ремней безопасности не было, руль приходилось держать очень крепко, буквально вцепляться в него. Шлем как таковой появился позже, а первоначально вместо него был просто обтягивающий головной убор да очки, чтобы защищать глаза от ветра.
В 1958-м в «Формуле-1» появился второй титул: награждать стали не только гонщика, но и команду, создавшую самый быстрый болид. Впоследствии почетная награда стала называться Кубком конструкторов. С этого-то момента и началась настоящая гонка скоростей.
На свой страх и риск
Уникальной эпохой в «Формуле-1» стали 1960–1970-е годы. С одной стороны, даже самые ярые соперники нередко становились лучшими друзьями: гонщики, механики, их жены и девушки часто проводили вместе свободное время, ездили отдыхать, путешествовали компаниями и всячески развивали дух товарищества в своих рядах. С другой — гоночные болиды совершенствовались гораздо быстрее, чем стандарты безопасности, на трассе нередко случались трагедии.
В конце 1960-х регламент в очередной раз поменялся: мощность и объем двигателя разрешили увеличить почти вдвое, тогда как трассы и медицинское обеспечение соревнований оставались прежними. Примерно в то же время на болидах появляются наклейки и рекламные надписи, а поступающие от спонсоров деньги позволяют делать автомобили еще быстрее.
В 1967 году на Гран-при Монако погибает итальянский автогонщик Лоренцо Бандини. В 1968-м жертвой скорости становится шотландец Джим Кларк, в 1970-м — новозеландец Брюс Макларен, британец Пирс Каридж и австрийский гонщик Йохен, в 1973-м — француз Франсуа Север и британец Роджер Уильямсон. К концу 1970-х количество пилотов «Формулы», погибших на трассах, превысило отметку в 40 человек. Большинству из них не исполнилось и тридцати.