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)
Технические характеристики Mercedes-AMG F1 W12
Пресс-служба чемпионской команды опубликовала технические характеристики Mercedes-AMG F1 W12 E Performance – машины 2021 года.
Шасси
Монокок: Монокок из углепластика и пористых композитных материалов.
Корпус: Кожух двигателя, боковые понтоны, днище, носовой обтекатель, передние и заднее крылья из углепластика.
Кокпит: Съёмное анатомическое сиденье гонщика из углепластика, шеститочечные ремни безопасности OMP, система HANS.
Структуры безопасности: капсула безопасности, интегрированная с ударопрочной конструкцией и панелями, предотвращающими сквозные повреждения, передняя структура безопасности, предписанные регламентом противоударные узлы, поглощающие энергию при боковых столкновениях, встроенная задняя структура безопасности, передние и задние элементы, препятствующие повреждениям при опрокидывании машины. Система защиты головы гонщика Halo.
Передняя подвеска: Карбоновый треугольный рычаг и толкатель, взаимодействующие с торсионными пружинами и балансирами.
Задняя подвеска: Карбоновый треугольный рычаг и тяга, взаимодействующие с торсионными пружинами и балансирами.
Колёсные диски: OZ, кованые, из магниевого сплава.
Шины: Pirelli.
Тормозная система: Карбоновые диски и накладки производства Carbone Industries, электронное управление brake-by-wire.
Тормозные суппорты: Brembo.
Рулевое управление: Реечного типа с усилителем.
Рулевое колесо: Конструкция из углепластика.
Электроника: Сертифицированные FIA стандартный электронный блок управления ECU и система электрики.
Панель приборов: McLaren Electronic Systems.
Топливная система: ATL, армированный кевларом резиновый топливный бак.
Горюче-смазочные материалы и технические жидкости: Petronas Tutela.
Трансмиссия
Коробка передач: 8-ступенчатая, с одной задней передачей, карбоновый корпус.
Управление КПП: Секвентальное, полуавтоматическое, гидравлический привод.
Сцепление: Диск из карбона.
Габариты
Длина: Более 5000 мм. Ширина: 2000 мм. Высота: 950 мм. Общий вес: 752 кг.
Силовая установка
Тип: Mercedes-AMG F1 M12 E Performance
Минимальный вес: 145 кг
Компоненты силовой установки: двигатель внутреннего сгорания (ICE), кинетический мотор-генератор (MGU-K), тепловой мотор-генератор (MGU-H), турбокомпрессор (TC), батарея (ES), управляющая электроника (CE).
Каждый гонщик получает на сезон три двигателя внутреннего сгорания, три турбокомпрессора, три MGU-H, два MGU-K, две батареи и два блока управляющей электроники.
Двигатель внутреннего сгорания
Рабочий объём: 1,6 л.
Число цилиндров: 6.
Угол развала цилиндров: 90 градусов
Число клапанов: 24
Максимальная скорость вращения коленвала: 15000 об/мин
Максимальный массовый расход топлива: 100 кг/час на оборотах, превышающих 10500 об/мин.
Топливная система: непосредственный впрыск под давлением 500 bar, один инжектор на цилиндр.
Турбонагнетатель: одноступенчатый компрессор и турбина, работающая на выхлопных газах, с приводом от единого вала.
Максимальная скорость вращения турбины: 125000 об/мин.
Система рекуперации энергии (ERS)
ERS: Интегрированная гибридная система рекуперации энергии на основе мотор-генераторов.
Накопитель энергии: Литиево-ионные батареи, минимальный вес 20 кг в соответствии с требованиями регламента.
Максимальная энергия, запасаемая батареей на одном круге: 4 МДж.
Мощность MGU-K: 120 кВт (161 л.с.).
Максимальное число оборотов MGU-K: 50000 об/мин.
Максимальное количество энергии, накапливаемое мотор-генератором MGU-K: 2 МДж за круг.
Максимальное количество энергии, выделяемое мотор-генератором MGU-K: 4 МДж за круг (33,3 сек при полной мощности).
Максимальное число оборотов теплового мотор-генератора (MGU-H): 125000 об/мин.
Максимальная мощность MGU-H: Не ограничена.
Максимальная энергия, регенерируемая MGU-H на одном круге: Не ограничена.
Максимальная энергия, выдаваемая MGU-H на одном круге: Не ограничена.
Топливо: Petronas Primax.
Смазочные материалы: Petronas Syntium.
Как устроены турбомоторы Формулы-1 2014 года
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.
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.
Снова немецкий двигатель. Обратите внимание на огромный колпак сверху. Так выглядит одна из важнейших проблем, над которой пришлось поломать головы всем компаниям: под сравнительно небольшой кузов болида Формулы-1 теперь нужно втиснуть солидный интеркулер для охлаждения воздуха на впуске. Вообще инженеры говорят, что в новых болидах суммарная площадь различных радиаторов существенно вырастет и их правильное размещение, а также хорошая эффективность окажутся одним из ключей к успеху.
В сезоне 2014 года 11 команд будут использовать двигатели всего от трёх поставщиков. Red Bull, Lotus, Toro Rosso и Caterham возьмут на вооружение мотор Renault Sport Energy F1-2014. Команды Mercedes, McLaren, Force India и Williams возложили свои надежды на агрегат Mercedes-Benz PU106A Hybrid. Наконец, болиды Ferrari увлекать вперёд призваны двигатели Ferrari 059/3, и они же оживят болиды Marussia и Sauber. Творение итальянцев «живьём» пока не показывали, но о нём кое-что уже известно, как и о моторе Mercedes. Однако наиболее детальные сведения о новом двигателе предоставила французская компания.
Ключевые элементы нового формульного мотора Renault. Особого рассказа требуют системы MGU-K и MGU-H.
В новой установке есть два мотор-генератора, способных как вырабатывать ток, так и действовать в роли электродвигателя. Первый называется MGU-K (Motor-Generator Unit-Kinetic). Он соединён с коленвалом ДВС и собирает энергию на торможении, отдавая её высоковольтному накопителю. При разгоне MGU-K добавляет свою мощность к мощности основного агрегата. Эта добавка как раз лимитирована по регламенту 120 киловаттами. Ещё есть ограничение по количеству энергии, которую можно собрать на одном круге (два мегаджоуля), и энергии, которую можно использовать для разгона на одном круге (четыре мегаджоуля), что, к слову, в десять раз больше, чем разрешено было в 2013 году для старого «керса».
У «юнита» Mercedes-Benz PU106A Hybrid две системы рекуперации также именуются MGU-K и MGU-H, и размещены они в целом похоже на компоновку этих агрегатов у Renault.
Устройство MGU-H (Motor-Generator Unit-Heat) — самое интересное в новой Формуле. Это электрическая машина, сидящая на валу турбокомпрессора. И работать она может в обе стороны: извлекать энергию из выхлопных газов и раскручивать турбокомпрессор для сокращения турболага. Причём, в отличие от MGU-K, величина потоков энергии (выработка в качестве генератора и работа как электромотора) правилами не ограничена. Это даёт инженерам мощный рычаг для управления балансом энергии в машине. Если учесть работу ДВС и MGU-K, в сумме энергия в болиде может перекачиваться по семи направлениям.
Типовой круг в представлении Renault и типовые способы взаимодействия систем. При торможении блок MGU-K перекачивает энергию от колёс в аккумуляторную батарею. Кстати, вес её лимитирован снизу и сверху (от 20 до 25 кг), так что создателям установок потребовалось нечто очень мощное, развивающее порядка 6 кВт на каждый килограмм веса. Судя по всему, здесь будут стоять суперконденсаторы. Следующая фаза — выход из зоны торможения. Тут батарея отдаёт энергию блоку MGU-H, который быстро выводит турбокомпрессор на предельные обороты (100 тысяч об/мин). Далее — ситуация обгона. Здесь и батарея, и MGU-H поставляют ток для MGU-K, который развивает пиковую мощность, ускоряя болид. Наконец, при обычном ускорении запас в батарее не меняется, но происходит передача энергии от MGU-H к MGU-K.
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.
Технические характеристики Ferrari F1-75
Трансмиссия: продольно расположенная коробка передач Ferrari, 8 передних и одна задняя передача.
Дифференциал с гидравлическим управлением
Тормоза: Brembo, с вентилируемыми дисками из карбона (передние и задние) и электронным управлением задних тормозов brake-by-wire
Подвеска: передняя подвеска, основанная на использовании толкателей, задняя – на использовании тяг.
Колесные диски: (передние и задние) диаметром 18 дюймов