Формула 1 характеристики болидов 2018

Для многих не секрет, что болиды Формулы-1 являются наиболее совершеными в мире автоспорта. Сам я являюсь поклонником этого спорта.
Цель этой записи — дать общее представление и описать различные конструкции, технологии, цены и детали используемые в болидах Формулы-1…

Разгон с места до 100км/ч 1.7 сек.

Разгон с места до 200км/ч 3.8 сек.

Разгон с места до 300км/ч 8.6 сек.

Максимальная скорость около 340 км/ч

Торможение со 100км/ч 1.4 сек и 17 метров дистанции.

Торможение с 200 км/ч 2.9 сек и 55 метров дистанции.

Торможение с 300 км/ч 4 сек

Перегрузка пилота при торможении около 5G.

Прижимная сила равная весу болида достигается на скорости около 180 км/ч.

Максимальная прижимная сила (настройка максимум) при 300+ км/ч около 3000 кг.

Расход топлива в режиме соревнований около 75 л/100км

Стоимость каждого пройденного километра около 500$

Главной особенностью болида Формулы-1 один несомненно является наличие огромной прижимной силы. Именно она позволяет проходить повороты на скоростях, недостижимых любым другим спортивным автомобилям. Здесь есть один интересный момент: многие повороты пилотам просто необходимо проходить на очень высокой скорости, когда прижимная сила позволяет держать болид на трассе, если же скорость сбросить то можно вылететь с трассы так как прижимная сила будет недостаточна!

Прижимную силу создает набор аэродинамических элементов таких как: заднее антикрыло, переднее антикрыло, диффузор, итд. Переднее антикрыло, состоит из углеродного волокна и создает прижимную силу до 25% от всего болида формулы один. Ориентировочная стоимость одной штуки 19000$

Заднее антикрыло при собственном весе около 7 кг создает до 1000кг прижимной силы на высокой скорости, это около 35% всей прижимной силы болида F1. Изготовлено из карбона, стоимость каждого около 20000$

Двигатель…
В разные времена на болидах формулы-1 использовался различный объем двигателя, присутствовал и отсутствовал наддув, ограничения по оборотам и масса других ограничений, объединяло их лишь одно, огромная мощность до 1500 л/с на больших оборотах, до 22500 об/мин. В последнее время регламент поддерживает, путем различных ограничений, максимальную мощность около 850 л.с и обороты порядка 19500 об/мин Стоимость таких моторов около 600000 $

Выхлопная система…
Каждой команде формулы один необходим некоторый запас различных коллекторов выпускной системы для перенастройки двигателя под различные трассы. Стоимость одного комплекта около 26000 $

Радиаторы:
Радиаторы болида выполнены из алюминия стоимость комплекта до 11000$

Трансмиссия…
Коробка передач болида Формулы-1 самым непосредственным образом соединена со сцеплением, выполненым из карбона. Сцепления выпускают две компании, AP racing и Sachs, которые создают их таким образом, что они могут выдерживать температуры близкие к 500 градусам. Сцепления являются электрогидравлическими элементами и имеют вес от 1.5кг. Каждое переключение скорости выполняется за 20-40 милисекуд и регулируется компьютером. Пилоты болидов не пользуются сцеплением вручную, теряя тем самым время и позволяя двигателю совершать холостые обороты(как это в обычных машинах, без автоматической кообки передач), а просто нажимают рычажок за рулем, для перехода к следующей скорости, сам же процесс полностью лежит на компьютере. Коробки передач создаются так, чтобы механики могли легко менять настройки. Так полная перестройка передаточных чисел коробки передач занимает около 40 минут в боксах.

Стоимость одной семискоростной полуавтоматической коробки передач свыше 130 000$. Рассчитана на пробег 6000 км.

Диски весят около 4 килограмм и сделаны из магниевого сплава, каждый стоит около 10000 $
Дорожный размер передних шин: 245/55R13;
Диаметр передних: 655 мм;
Ширина передних: 325 мм;
Дорожный размер задних шин: 325/45R13;
Диаметр задних: 655 мм;
Ширина задних: 375 мм;
Рабочая температура около 130 градусов

Стоимость одной шины около 800$

На сезон нужно 720 штук.

Диски тормозов уже многие годы изготовляют из углеродного волокна, на производство одного диска может затрачиваться до 5 месяцев.

Стоимость всего узла (суппорт, диск, колодки) около 6000 $

Температурный режим до 1000 цельсия

Рычаги передней подвески:
Изготовлены из титана и углепластика. Стоимость около 100 000$.

Рычаги задней подвески:
Изготавливаются из титана и углепластика, каждый комплект стоит 120 000$

Монокок …
Монокок — это основа болида F1, на которую крепятся все его части и детали. При сотрясениях, при авариях он должен обеспечить пилоту полную безопасность, но в то же время весить приблизительно 35кг. Как и большинство частей болида F1 монокок сделан из карбона и как и большинство деталей стоит недешево 115000$

Сиденье пилота:
Выполняется по индивидуальным меркам гонщика из углеволокна. В случаи аварии может быть удалено из кокпита вместе с пилотом. цена 2000$

Ну и на сладкое…

Руль болида формулы один совмещает в себе приборную панель (дисплей по центру), органы управления, также позволяет изменять многие настройки болида прямо по ходу движения. Выполнен из углеродного волокна, для каждого пилота индивидуально по анатомическому строению. Стоимость около 40000$-100000$

Раскладка всех кнопочек, рычажков и переключателей съемного рулевого "колеса" современного болида Формулы-1
1. Управление составом топливовоздушной смеси
2. Регулятор ограничитель максимальных оборотов
3. Назначение неизвестно
4. Колёсико выбора комплексных общих настроек силового агрегата
5. Активация системы KERS
6. Кнопка радиостанции
7. Многофункциональный информационный дисплей и клавиши для изменения его параметров
8. Лимитатор
9. Изменение угла переднего антикрыла в большом диапазоне (используется непосредственно в гонке при совершении маневров)
10. Колёсико плавного изменения угла переднего антикрыла (плавное увеличение прижимной силы для компенсации износа шин)
11–13. Управление дифференциалом: установка «преднатяга», изменение степени блокировки на торможении и под тягой
14. Переключатель режимов цифрового контроллера
15. «Горячие» программируемые клавиши, на которые можно вывести две запрограммированные функции (у Петрова одна из них отвечает за режим, в котором двигатель делает более длительную перегазовку при переключении вниз на входе в поворот, чтобы сделать смену передач более плавной и избежать срыва в занос под тягой)
16. Лепестки переключения роботизированной коробки передач
17. Лепестки сцепления (используются или синхронно, или в разных комбинациях, в зависимости от текущей программы). Например, при старте сначала отпускается один лепесток, а второй, выжатый наполовину, — только спустя секунду. Всё это, по-видимому, как-то хитро управляет проскальзыванием сцепления и блокировкой дифференциала. При этом от гонщика требуется держать дроссель открытым ровно на 75%. Малейший перебор — начнётся пробуксовка, недобор — двигатель заглохнет. И только со второй передачи можно открывать полный газ. До запрещения лонч-контроля пилотам было, похоже, проще управлять болидом.

Материалы взяты с сайта Разгон до 100

Пресс-служба Renault опубликовала технические характеристики машины 2018 года.

Шасси: Монокок из углеволокна и композитных материалов, разработанный Renault Sport Formula One Team и рассчитанный на максимальные нагрузки при минимальном весе. Силовая установка Renault выполняет функцию силового элемента.

Передняя подвеска: Верхний и нижний треугольные рычаги из карбона через систему толкателей взаимодействуют с балансиром, расположенным внутри корпуса машины. Подвеска соединена с торсионной пружиной и амортизаторами в передней части монокока. Алюминиевые стойки и диски из магниевого сплава производства OZ.

Задняя подвеска: Верхний и нижний рычаги из карбона и тяга взаимодействуют с торсионными пружинами и поперечно расположенными амортизаторами, смонтированными внутри корпуса коробки передач. Алюминиевые стойки и диски из магниевого сплава производства OZ.

Трансмиссия: Восьмиступенчатая полуавтоматическая КПП с одной задней передачей и системой Quickshift, позволяющей максимально сократить время переключения передач.

Топливная система: Армированный кевларом резиновый топливный бак производства ATL

Электроника: Стандартный электронный блок управления производства MES-Microsoft

Тормозная система: Карбоновые диски и колодки. Суппорты производства Brembo S.p.A, главные цилиндры AP Racing

Кокпит: Извлекаемое сиденье гонщика анатомической формы из углеволокна, шеститочечные ремни безопасности. Рулевое колесо с подрулевыми переключателями КПП и сцепления, а также регулятором угла атаки заднего антикрыла.

Габариты и вес

Передняя колея: 1600 мм.

Задняя колея: 1550 мм.

Общая длина: 5480 мм.

Вес: 733 кг с гонщиком, камерами и балластом

Двигатель: V6 объемом 1,6-литра. Число цилидров: 6. Максимальное число оборотов в минуту: 15 000. Система прямого впрыска топлива.

Одноступенчатая турбина с неограниченным давлением наддува (обычно 5 бар).

Разрешённый расход топлива: 100 кг/ч

Разрешенное количество топлива на гонку: 105 кг.

Угол развала цилиндров: 90. Диаметр цилиндра: 80 мм. Ход поршня: 53 мм. Число клапанов на цилиндр: 4. Расположение центра коленчатого вала: 90 мм над контрольной планкой.

Система рекуперации энергии

Максимальное число оборотов в минуту мотор-генератора MGU-K: 50 000.

Максимальная мощность мотор-генератора MGU-K: 120 кВт.

Максимальное количество энергии, выделяемое мотор-генератором MGU-K: 4 МДж за круг.

Обороты мотор-генератора MGU-H: более 100 000 оборотов в минуту.

Максимальное количество энергии, запасаемой мотор-генератором MGU-H: не ограничено.

Минимальный вес силовой установки: 145 кг

Число элементов силовых установок на каждого гонщика в 2018 году: по 3 двигателя внутреннего сгорания, турбины и мотор-генератора MGU-H; по 2 мотор-генератора MGU-K, накопителя энергии и блока управляющей электроники.

Общая мощность: более 950 л.с.

Содержание

Основные характеристики болидов [ править | править код ]

Характеристики болида определяются техническим регламентом, за соблюдением которого следят стюарды Международной федерации автоспорта.

Шасси [ править | править код ]

Болид Формулы-1 представляет собой углепластиковый монокок с четырьмя расположенными вне корпуса колёсами, из которых задние два являются ведущими. Ранее, допускалось использование 6 колёс. Пилот располагается в тесном кокпите в передней части болида и управляет им с помощью руля, педалей тормоза и газа.

Ширина автомобиля в целом не может превышать 200 см.

Максимальная высота шасси – 525мм.

Минимальный вес болида с Halo и без топлива – 733кг [1] .

Весовая нагрузка на передние и задние колёса не может быть меньше 333 и 393 килограммов соответственно.

Формула-1 не является самой быстрой автогоночной серией с точки зрения максимальной скорости: она составляет 363 км/ч. Основное же достоинство Формулы-1 — исключительно эффективные ускорение, аэродинамика и тормозная система, в совокупности позволяющие болидам проходить повороты на высокой скорости и именно за счёт этого достигать рекордного времени прохождения кольцевых трасс.

Начиная с 2014 года используется система Brake-by-Wire, автоматически распределяющая тормозное усилие на задних колёсах между тормозными дисками и системами рекуперации.

Мотор [ править | править код ]

В Формуле-1 используются четырёхтактные V-образные шестицилиндровые двигатели с турбонаддувом с углом развала цилиндров 90°. Объём двигателя не должен превышать 1,6 литра.

В период с 2006 по 2014 годы использовались атмосферные двигатели V8, объёмом 2,4 литра.

Однако поскольку переход на 8-цилиндровые двигатели произошёл довольно неожиданно и сопряжён с большими затратами, в 2006-м году малобюджетным командам было позволено использовать 10-цилиндровые моторы объёмом до 3,0 литров с ограничением оборотов и диаметра воздухозаборника.

Системы предварительного охлаждения воздуха запрещены. Также запрещено подавать в двигатель что-либо, кроме воздушно-бензиновой смеси. Впуск и выпуск изменяемой геометрии также запрещены. Каждый цилиндр может иметь только одну форсунку для впрыска топлива и только одну свечу зажигания. Также двигатель ограничен до 18 000 оборотов в минуту.

Блок цилиндров и картер двигателя должны быть выполнены из сплавов алюминия. Коленвал и распредвалы должны быть сделаны из стали или чугуна. Толкатели клапанов должны быть выполнены из сплавов алюминия, а сами клапаны — из сплавов на основе железа, никеля, кобальта или титана. Использование карбона и других композитных материалов при производстве блока цилиндров, головки блока и клапанов запрещено.

Для запуска двигателя на пит-лейн и на стартовой решётке используется внешний стартёр (отдельное переносное устройство, не устанавливаемое на машину).

С сезона 2014 года (с переходом на турбированные силовые установки) максимальное число оборотов снижено с 18000 до 15000 об/мин [2] . Кроме того, установлены ограничения на потребление топлива – не более 100 килограммов за гонку и не более 100 килограммов в час. Для увеличения громкости звука новых моторов в конфигурации выхлопной системы с 2016 года появляются отдельные трубы для потока отработанных газов, направляемых через перепускной клапан турбины; когда клапан закрыт, звук примерно на 14% громче, когда открыт – примерно на 20-25% [3] .

Безопасность [ править | править код ]

В Формуле-1 огромное внимание уделяется безопасности пилотов. Ни один болид не сможет выйти на старт гонки, если он не пройдёт всех необходимых проверок, в частности крэш-тестов. Особенно остро вопрос безопасности встал после трагической гибели Айртона Сенны в 1994 году, приведя к такому прогрессу в данном аспекте, что в современной Формуле-1 гонщик, как правило, не получает серьёзных повреждений даже при лобовом столкновении на довольно высокой скорости.

Для предохранения пилота при ударах сзади и переворотах позади кокпита расположены дуги безопасности. Также регламентировано, что в любой ситуации пилот должен иметь возможность покинуть болид не более чем за 5 секунд, для чего ему нужно лишь расстегнуть ремни безопасности и снять руль.

C 2016 года используются миниатюрные скоростные видеокамеры, фиксирующие движения головы пилота в случае аварии. Записи с камер будут анализироваться FIA, что поможет при разработке новых систем защиты [3] .

В 2018 году была введена система дополнительной защиты головы Halo, которая должна выдерживать кратковременную нагрузку в 125 килоньютонов. Система изготовлена из титанового сплава Ti6Al4V, вес системы – 7 кг. Система подверглась критике со стороны команд и пилотов, так как она портит внешний вид машины и ограничивает обзор.

Электроника [ править | править код ]

Как и любой продукт высоких технологий, автомобиль Формулы-1 наполнен электроникой, помогающей достичь наилучших результатов в гонке. Вся электронная начинка болида инспектируется FIA перед сезоном и не может меняться в течение него.

Хотя некоторые узлы болида имеют электронные составляющие, запрещены системы, явно помогающие управлять болидом (например системы контроля старта или телеметрия с обратной связью). В последнее время наблюдается тенденция к снижению количества электроники в болидах, что повышает роль гонщика в управлении машиной. В сезоне 2008 была запрещена антипробуксовочная система, что вызвало трудности у пилотов в прохождении поворотов и болидом стало управлять труднее.

С болида Формулы-1 непрерывно передаётся телеметрия — информация о состоянии и поведении машины. За телеметрией следит персонал команды. Обратная связь запрещена, то есть управлять болидом из боксов нельзя, однако инженеры команды посредством радиопереговоров могут подсказать пилоту в какое положение следует установить переключатели на руле.

Шины [ править | править код ]

ERS [ править | править код ]

Расшифровывается, как «система рекуперации энергии» (Energy Recovery Systems). Состоит из подсистем рекуперации кинетической и тепловой энергии. Энергия, запасаемая на торможениях, может быть вторично использована мотор-генератором MGU-K. Вторая система аккумулирует энергию выхлопных газов, которые используются в турбине при помощи тепловых генераторов MGU-H. На протяжении 33 секунд на круге система ERS позволит высвободить дополнительную суммарную мощность в 163 л.с.

DRS [ править | править код ]

Регулируемое заднее антикрыло — деталь автомобиля Формулы-1 с 2011 года, позволяющая путём изменения угла атаки плоскости заднего антикрыла уменьшать действующую на болид силу лобового сопротивления и тем самым увеличивать скорость на прямых.

На использование DRS налагается ряд ограничений. Так, активировать DRS в гонке разрешается только на заранее определённой FIA части трассы (DRS Zone) и только в случае, если время между ведущим и догоняющим болидами в момент прохождения контрольной точки (DRS Detect Point), расположенной на некотором расстоянии до зоны DRS, менее 1 секунды.

На различных трассах могут быть одна зона DRS, как например в Монако – это стартовая прямая или две зоны DRS с одной точкой детекции (например Hungaroring, Венгрия) и двумя точками детекции ( например Marina Bay Street Circuit, Сингапур).

Разрешение на использование DRS отдает дирекция гонки и может запретить её использование в случае ухудшения условий заезда (дождь, сильный боковой ветер).

DRS становится активным при следующих условиях :
– с момента старта гонки болиды проехали два полных круга
– при появлении машины безопасности после рестарта гонки болиды должны проехать два полных круга.
Крыло открывается при нажатии соответствующей кнопки на руле и закрывается при нажатии на педаль тормоза, или же автоматически после проезда точки окончания зоны DRS.

“>

Формула-1
Текущий сезон
Формула-1 в сезоне 2019
Статьи по теме
Списки
Пилоты
Рекорды
См. также