Болиды под микроскопом
Знаменитый конструктор гоночных машин Энцо Феррари в одном из интервью раздраженно заявил: «Аэродинамикой увлечены те, кто не умеет строить моторы». В начале XXI века, когда двигатели болидов «Формулы-1» полностью унифицированы, аэродинамика в сочетании с безопасностью вышла на первый план
Расположение анти-крыла слишком близко к колесам вызывает серьезные опасения у пилотов
Стремительную эволюцию «Формулы-1» легко представить на примере рулевого колеса. Всего пятнадцать лет назад оно представляло собой традиционно округлую «баранку» небольшого размера с металлической вставкой в центре, на которой крепились три кнопки: одна позволяла быстро переключиться на нейтральную передачу, вторая регулировала подачу питьевой воды в шлем гонщика, третья включала радиопередатчик для связи с боксами. Но постепенно поверхность руля обрастала все новыми кнопками, тумблерами и индикаторами, и сейчас их число уже перевалило за сотню. Кроме того, на рулевой колонке теперь расположен еще и маленький рычаг переключения передач, до которого можно дотянуться одним пальцем, не отвлекаясь от управления машиной — для того чтобы перейти с одной передачи на другую, пилоту требуется полсекунды. В конструкции руля используются самые разные материалы: титан, пластик, алюминий, резина, что позволяет сделать этот сложнейший механизм очень легким: его вес всего 1,3 килограмма. На изготовление вручную одного руля — а на сезон одному гонщику их нужно штук пять — уходит примерно 100 часов работы. Стоимость каждого — $31 тыс.
Борьба за приземленность
В современных машинах «Формулы-1» любая деталь конструкции работает на победу. Двигатель болида — V-образный 8−цилиндровый мотор — обладает мощностью в 700–780 лошадиных сил при скромном объеме в 2,4 литра. В начале 1990−х годов, когда команды принялись напропалую экспериментировать с новыми материалами для изготовления поршней, цилиндров и клапанов моторов, Международная федерация автоспорта (ФИА) категорически запретила использование в двигателях каких-либо металлов, кроме алюминиевых и стальных сплавов. Тогда же персоной нон грата был объявлен и турбонаддув. В «Формуле-1» сегодня жестко регламентируется все — от диаметра колес до размера антикрыльев, для того чтобы не допустить ни малейшего превосходства одной «конюшни» над другой.
За 100 километров дистанции машина сжирает около 75 литров бензина, по своему составу несильно отличающегося от обычного высокооктанового горючего. Командам разрешено использовать специальные присадки, но под жесточайшим контролем организаторов. А все фирмы, снабжающие «конюшни» топливом, обязаны перед гонкой предоставить его образцы (в 1997 году финна Мику Хаккинена лишили третьего места, завоеванного на трассе Спа-Франкошам, за не соответствующий нормам состав бензина).
Едва ли не самым главным при проектировании болидов является показатель силы, прижимающей машину к трассе. Некоторые повороты болиды проходят на скорости 280 км/час, поэтому устойчивость машины играет очень важную роль. Аэродинамические характеристики, как правило, улучшают с помощью антикрыльев и обтекателей. Те из них, которые расположены по бокам, делят воздушный поток пополам: одна его часть направляется на охлаждение двигателя — для этого требуется около 650 литров воздуха в секунду, другая плавно скользит вдоль обводов корпуса, не создавая завихрений. А передние и задние антикрылья прижимают машину к трассе с такой силой, что она может продолжать движение и не переворачиваться при скорости ветра 160 км/ч.
Вес снаряженного болида с водителем по правилам не может быть меньше 605 кг. В действительности же некоторые модели намного легче благодаря применению композиционных материалов и пластика. В этом случае роль «довеска» выполняет специальный балласт, усиливающий сцепление с дорогой.
Но главные усилия конструкторов в последние годы направлены на обеспечение максимальной безопасности пилотов. За 58 лет существования «Формулы-1» в авариях на трассах автомобильного Гран-при погибли 45 гонщиков. Последней жертвой стал бразилец Айртон Сенна, врезавшийся в стену на скорости 220 км/час в гонке Гран-при Сан-Марино 1 мая 1994 года. Накануне в квалификации разбился австриец Роланд Ратценбергер, а за день до этого в свободных заездах чуть было не отправился на тот свет Рубенс Баррикелло, сломавший себе нос и ребро. После этой череды трагедий за безопасность машин и трасс взялись всерьез. Кокпит пилота был оборудован дополнительными дугами безопасности, а к шлемам в обязательном порядке стали крепить системы защиты шеи и головы, позволяющие сохранить жизнь при экстренном торможении на высокой скорости или при резком ускорении на прямых участках. Например, при прохождении восьмого поворота на новой трассе в Турции на скорости 260–270 км/час перегрузка достигает значений 4,5–5 g и длится около 7 секунд. Гонщикам приходится постоянно тренировать мышцы шеи, чтобы быть готовым к подобным нагрузкам.
Новации-2009
Какие изменения претерпели болиды «Формулы-1» в межсезонье? Их очень много, но одно из самых главных — отказ от протектора и возвращение к сликам, шинам с гладкой поверхностью, которые придают машинам дополнительную устойчивость. Существенной модернизации подверглась и аэродинамика. Переднее антикрыло стало более низким и широким, при этом водитель получил право дважды на протяжении одного круга изменять на 6° его геометрию. Применение гладких шин и более широких антикрыльев позволило увеличить прижимную силу, благодаря чему потеряли актуальность всевозможные «примочки», во множестве расплодившиеся в последнее время: закрылки, обтекатели, специальные трубки для отвода воздушных потоков. Изменились расположение и внешний вид диффузора, который регулирует скорость и направление воздушного потока под днищем машины. Это должно привести к снижению турбулентности позади несущегося болида — она создает большие трудности для следующих за ним пилотов. Правда, увеличивается вероятность аварии из-за сломанного переднего антикрыла, если оно попадет под колеса. На Гран-при Канады 2007 года Роберт Кубица из команды BMW именно из-за этого вылетел с трассы и несколько раз перевернулся: машина тогда разлетелась на кусочки, но пилот, к счастью, отделался небольшим растяжением ноги и легким сотрясением мозга.
Главные призы «Формулы-1»: в руках у Льюиса Хэмилтона (слева) Кубок пилотов, а у бывшего исполнительного директора «Феррари» Жана Тодта — Кубок конструкторов
Ускорению на прямых отрезках трассы в 2009 году поможет и система рекуперации кинетической энергии. Принцип ее действия прост: во время торможения в специальном аккумуляторе накапливается энергия, которая в дальнейшем используется для повышения мощности двигателя. Для того чтобы выпустить на волю «дополнительных жеребцов», водителю достаточно нажать на специальную кнопку ускорения на руле. Но преимущество использования добавочных 80 лошадиных сил будет ограничено 7 секундами на каждом круге.
Вообще-то с системами рекуперации энергии сразу же возникли проблемы, поскольку появилась вероятность поражения пилотов мощным электрическим разрядом. Теперь механики в боксах будут использовать резиновые перчатки, а пилотам рекомендовано покидать свое рабочее место прыжком, не дотрагиваясь при этом до корпуса машины. Некоторые «конюшни» решили использовать эти системы только после тщательной доработки, в частности «Уильямс» планирует оснастить ими свои болиды не раньше чем к седьмому этапу гонок. Зато «Феррари» тут же нашла оригинальное решение, разместив довольно массивное оборудование в носовом обтекателе. Правда, явным минусом стали кабели высокого напряжения, тянущиеся по всему корпусу болида к двигателю.
Изменениям подвергся и лимит оборотов двигателя: он сокращен с 19 000 до 18 000 оборотов в минуту. Каждый водитель вправе использовать восемь двигателей за сезон, еще четыре командам разрешено загнать на тестах. Если водитель исчерпает этот лимит, ему, конечно, позволят поставить новый двигатель, но на старте он потеряет сразу 10 позиций.
Все эти нешуточные изменения в техническом регламенте 2009 года позволили специалистам сделать вывод, что предстоящий сезон будет крайне напряженным и богатым сюрпризами. Первая гонка в Австралии, которая состоится 29 марта, покажет, насколько верны эти прогнозы.
Фото: AFP/EAST NEWS; AP; REUTERS; AFP/EAST NEWS; GETTY IMAGES/FOTOBANK; SUTTON IMAGES/FOTOLINK
