Машыны Формулы 1 – усё, што вам трэба ведаць пра іх
Змест
Аўтамабілі Формулы 1 - гэта фізічнае ўвасабленне апошніх дасягненняў у аўтамабільнай сферы. Назіранне за гонкамі само па сабе дае патрэбную дозу рызыкі, але сапраўдныя фанаты ведаюць, што найважнейшыя рэчы адбываюцца за межамі трасы. Інавацыі, выпрабаванні, інжынерная барацьба за тое, каб аўтамабіль стаў хутчэй нават на 1 км/г.
Усё гэта азначае, што гонкі - гэта толькі малая частка таго, што такое Формула 1.
А вы? Вы калі-небудзь задумваліся, як будуецца балід Формулы-1? Якія яго характарыстыкі і чаму ён дасягае такой вялізнай хуткасці? Калі так, то вы патрапілі ў патрэбнае месца.
Пра ўсё вы даведаецеся з артыкула.
Аўтамабіль Формулы 1 - асноўныя элементы канструкцыі
Формула 1 пабудавана вакол некалькіх ключавых элементаў. Разгледзім кожную з іх асобна.
Манокак і хадавая частка
Канструктары аўтамабіля падганяюць усе элементы пад яго асноўную частку шасі, цэнтральным элементам якога з'яўляецца так званая монокок Калі б у аўтамабіля Формулы 1 было сэрца, яно было б тут.
Манокак важыць прыкладна 35 кг і выконвае адну з найважнейшых задач - абараніць здароўе і жыццё вадзіцеля. Таму канструктары прыкладаюць усе намаганні, каб вытрымаць нават крытычныя сутыкненні.
Таксама ў гэтай галіне аўтамабіля ёсць паліўны бак і акумулятар.
Аднак монокок ляжыць у аснове аўтамабіля яшчэ па адной прычыне. Менавіта тамака канструктары збіраюць асноўныя элементы аўтамабіля, такія як:
- прывад,
- скрынкі перадач,
- стандартныя зоны драбнення,
- пярэдняя падвеска).
Цяпер пяройдзем да асноўных пытанняў: з чаго складаецца манакок? Як гэта ўладкована?
Аснова - гэта алюмініевы каркас, г.зн. сетка, па форме мала адрозная ад сотавай. Затым канструктары пакрываюць гэты каркас не меней 60 пластамі гнуткага вугляроднага валакна.
Гэта яшчэ толькі пачатак працы, таму што затым монокок праходзіць ламініраванне (600 разоў!), адсмоктванне паветра ў вакууме (30 разоў) і канчатковае отверждение ў спецыяльнай печы – аўтаклаве (10 разоў).
Акрамя таго, вялікая ўвага дызайнеры надаюць бакавым зонам змяцця. У гэтых месцах балід Формулы 1 асабліва ўразлівы для сутыкненняў і розных аварый, а таму патрабуе дадатковай абароны. Ён па-ранейшаму знаходзіцца на ўзроўні манакока і ўяўляе сабой дадатковы 6-міліметровы пласт вугляроднага валакна і нейлону.
Другі матэрыял таксама можна сустрэць у бронекамізэльках. Ён валодае ўласцівасцямі паглынання кінетычнай сілы, таму ён таксама выдатна падыходзіць для Формулы 1. Ён таксама сустракаецца ў іншым месцы аўтамабіля (напрыклад, у падгалоўніку, які абараняе галаву кіроўцы).
Прыборная панэль
Падобна таму, як монокок з'яўляецца цэнтральным элементам усяго аўтамабіля, кабіна з'яўляецца цэнтрам монокока. Канешне, гэта таксама месца, адкуль вадзіцель кіруе транспартным сродкам. Такім чынам, у кабіне прысутнічаюць тры рэчы:
- крэсла,
- руль,
- педалі.
Яшчэ адна важная асаблівасць гэтага элемента - герметычнасць. Уверсе кабіна шырынёй 52 гл роўна настолькі, каб змясціцца пад рукі кіроўцы. Аднак чым ён ніжэйшы, тым ужо. На вышыні ног шырыня какпіта ўсяго 32 гл.
Чаму такі праект?
Па двух вельмі важных прычынах. Першым чынам цесная кабіна забяспечвае кіроўцу значна вялікую бяспеку і абарону ад перагрузак. Па-другое, гэта робіць аўтамабіль больш аэрадынамічным і лепш размяркоўвае вагу.
Нарэшце, варта дадаць, што аўтамабіль F1 кіруецца практычна лежачы. Кіроўца сядзіць пад нахілам, ступні вышэй сцёгнаў.
руль
Калі вам здаецца, што рулявое кола Формулы-1 не моцна адрозніваецца ад рулявога кола стандартнага аўтамабіля, вы памыляецеся. Справа не толькі ў форме, але і ў функцыянальных кнопках і іншых важных рэчах.
Першым чынам, дызайнеры ствараюць руль індывідуальна пад пэўнага кіроўцы. Бяруць злепак яго сціснутых рук, а затым на гэтай аснове і з улікам прапаноў ралійнага гоншчыка рыхтуюць канчатковы прадукт.
Па вонкавым выглядзе рулявое кола аўтамабіля нагадвае некалькі спрошчаны варыянт прыборнай панэлі самалёта. Гэта таму, што ён мае мноства кнопак і ручак, якія кіроўца выкарыстоўвае для кіравання рознымі функцыямі аўтамабіля. Акрамя таго, у яго цэнтральнай частцы размешчаны святлодыёдны дысплей, а па баках - ручкі, якія, вядома ж, не маглі адсутнічаць.
Што цікава, задняя частка руля таксама функцыянальная. Часцей за ўсё сюды змяшчаюць счапленне і подрулевые перамыкачы, але некаторыя кіроўцы таксама выкарыстоўваюць гэтае месца для дадатковых функцыянальных кнопак.
гало
Гэта адносна новае вынаходства ў Формуле 1, паколькі яно з'явілася толькі ў 2018 годзе. Што такое? Сістэма Halo адказвае за абарону галавы кіроўцы пры аварыі. Ён важыць прыкладна 7 кг і складаецца з дзвюх частак:
- тытанавы каркас, які атачае галаву вершніка;
- дадатковая дэталь, якая падтрымлівае ўсю канструкцыю.
Хоць апісанне не ўражвае, Halo насамрэч надзвычай надзейны. Ён вытрымлівае ціск да 12 тон. Для ілюстрацыі - гэта аднолькавая вага для паўтара аўтобуса (у залежнасці ад тыпу).
Аўтамабілі Формулы 1 - элементы кіравання
Вы ўжо ведаеце асноўныя элементы канструкцыі аўтамабіля. Цяпер прыйшоў час вывучыць тэму працуючых кампанентаў, а менавіта:
- падвескі,
- шыны
- тормазы.
Разгледзім кожную з іх асобна.
падвеска
У аўтамабілі Формулы 1 да падвескі прад'яўляюцца некалькі іншыя патрабаванні, чым у аўтамабіляў на звычайных дарогах. Першым чынам, ён не прызначаны для забеспячэння камфорту пры ваджэнні. Замест гэтага мяркуецца зрабіць:
- машына была прадказальнай
- праца пакрышак была адпаведнай,
- аэрадынаміка была на вышэйшым узроўні (аб аэрадынаміцы мы пагаворым пазней у артыкуле).
Акрамя таго, даўгавечнасць важная асаблівасць падвескі F1. Гэта звязана з тым, што падчас руху яны падвяргаюцца ўздзеянню вялізных сіл, якія ім неабходна пераадолець.
Што да кампанентаў падвескі, то можна вылучыць тры асноўных тыпу:
- унутраныя (уключаючы спружыны, амартызатары, стабілізатары);
- знешнія (уключаючы восі, падшыпнікі, апоры колаў);
- аэрадынамічныя каромысла і рулявы механізм яны трохі адрозніваюцца ад папярэдніх, таму што ў дадатак да механічнай функцыі яны ствараюць ціск.
Галоўным чынам, для вытворчасці падвескі выкарыстоўваюцца два матэрыялу: метал для ўнутраных кампанентаў і вугляроднае валакно для вонкавых кампанентаў. Такім чынам дызайнеры павялічваюць даўгавечнасць за ўсё.
Падвеска ў F1 даволі складаная тэма, таму што з-за высокай рызыкі паломкі яна павінна адпавядаць строгім стандартам FIA. Аднак мы не будзем тут падрабязна спыняцца на іх.
шыны
Мы падышлі да адной з самых простых праблем у гонках Формулы-1 шынам. Гэта даволі шырокая тэма, нават калі мы спынімся толькі на найважнейшых пытаннях.
Возьмем, напрыклад, сезон 2020 года. У арганізатараў было 5 тыпаў шын для сухой і 2 для мокрай трасы. У чым розніца? Што ж, у пакрышак для сухой трасы пратэктара няма (іншая іх назва - слікі). У залежнасці ад сумесі вытворца маркіруе іх знакамі ад С1 (самая цвёрдая) да С5 (самая мяккая).
Пазней афіцыйны пастаўшчык шын Pirelli абярэ 5 тыпу з даступнага пула з 3 саставаў, якія будуць даступныя камандам падчас гонкі. Пазначае іх наступнымі кветкамі:
- чырвоны (мяккі),
- жоўты (сярэдні),
- белы (цвёрды).
З фізікі вядома, што чым мякчэй сумесь, тым лепш адгезія. Гэта асабліва важна пры праходжанні паваротаў, паколькі дазваляе вадзіцелю рухацца з большай скорасцю. З іншага боку, перавага больш цвёрдай шыны даўгавечнасць, дзякуючы якой аўтамабілю не трэба так хутка спускацца ў скрынку.
Што да пакрышак для мокрай трасы, то два даступных тыпу шын адрозніваюцца ў першую чаргу сваёй дрэнажнай здольнасцю. У іх ёсць колеры:
- зялёны (пры невялікім дажджы) выдатак да 30 л/с пры 300 км/г;
- сіні (для моцнага дажджу) выдатак да 65 л/с пры 300 км/г.
Таксама існуюць пэўныя патрабаванні да выкарыстання шын. Калі, напрыклад, гоншчык выходзіць у трэці кваліфікацыйны раунд (Q3), ён абавязаны стартаваць на шынах з лепшым часам у папярэднім раундзе (Q2). Яшчэ адно патрабаванне - кожная каманда павінна выкарыстоўваць не менш за 2 саставаў шын за гонку.
Аднак гэтыя ўмовы дастасавальныя толькі да шын для сухой гусеніцы. Яны не дзейнічаюць падчас дажджу.
Тармазы
На галавакружнай хуткасці таксама неабходны тармазныя сістэмы з правільным намаганнем. Наколькі вялікі? Настолькі, што націск на педаль тормазу выклікае перагрузкі да 5G.
Акрамя таго, у аўтамабілях выкарыстоўваюцца карбонавыя тармазныя кружэлкі, што з'яўляецца яшчэ адным адрозненнем ад традыцыйных аўтамабіляў. Дыскі з гэтага матэрыялу нашмат менш трывалыя (хапае прыкладна на 800 км), але і лягчэй (вага каля 1,2 кг).
Іх дадатковая, але не менш важная асаблівасць - 1400 вентыляцыйных адтулін, якія неабходны, таму што здымаюць крытычныя тэмпературы. Пры тармажэнні коламі яны могуць даходзіць да 1000 ° C.
Формула 1 рухавік і яго характарыстыкі
Нетутэйша час для таго, што тыграм больш за ўсё падабаецца, рухавіка Формулы 1. Давайце паглядзім, з чаго ён складаецца і як працуе.
Што ж, вось ужо некалькі гадоў аўтамабілі абсталёўваюцца 6-літровымі гібрыднымі рухавікамі V1,6 з турбанаддувам. Яны складаюцца з некалькіх асноўных частак:
- рухавік унутранага згарання,
- два электрарухавікі (МДУ-Да і МДУ-Х),
- турбакампрэсары,
- акумулятар.
Колькі коней у Формулы 1?
Аб'ём рухавіка невялікі, але хай гэта вас не ўводзіць у зман. Прывад дасягае магутнасці каля 1000 л.з. Рухавік унутранага згарання з турбонагнетателем выдае 700 л.з., а дадатковыя 300 л.з. выпрацоўваюцца дзвюма электрычнымі сістэмамі.
Усё гэта знаходзіцца адразу за монококом і, акрамя відавочнай ролі прывада, таксама з'яўляецца канструктыўнай часткай. У тым сэнсе, што механікі прымацоўваюць да рухавіка заднюю падвеску, колы і пушцы перадач.
Апошні важны элемент, без якога не змог бы абыйсціся сілавы агрэгат, - гэта радыятары. У машыне іх тры: два вялікія па баках і адзін паменш адразу за кіроўцам.
гарэнне
У той час як памер рухавіка Формулы 1 ненадакучлівы, выдатак паліва зусім іншая справа. У нашы дні аўтамабілі спальваюць каля 40 л/100 км. Для абывацеля такая лічба здаецца вялізнай, але ў параўнанні з гістарычнымі вынікамі яна даволі сціплая. Першыя машыны Формулы 1 спажывалі нават 190 л/100 км!
Памяншэнне гэтага ганебнага выніку часткова звязана з развіццём тэхналогій, а часткова - з абмежаваннямі.
Правілы FIA абвяшчаюць, што аўтамабіль F1 у адной гонцы можа спажываць максімум 145 літраў паліва. Дадатковай цікаўнасцю з'яўляецца той факт, што з 2020 гады ў кожнай машыне будзе па двух расходомера, якія кантралююць колькасць паліва.
Часткова ўнесла свой уклад Ферары. Паведамляецца, што Формула 1 гэтай каманды выкарыстоўвала шэрыя зоны і, такім чынам, абыходзіла абмежаванні.
Напрыканцы згадаем паліўны бак, таму што ён адрозніваецца ад стандартнага. Якія? Першым чынам, матэрыял. Вытворца робіць танк так, як калі б ён рабіў гэта для вайсковай прамысловасці. Гэта яшчэ адзін фактар, які ўплывае на бяспеку, паколькі ўцечкі зведзены да мінімуму.
каробка перадач
Тэма прывада цесна злучана са скрынкай перадач. Яго тэхналогія змянілася ў той жа час, калі F1 пачаў выкарыстоўваць гібрыдныя рухавікі.
Што для яго характэрна?
Гэта 8-ступеністая, паўаўтаматычная і секвентальная. Акрамя таго, ён адрозніваецца найвышэйшым у свеце ўзроўнем развіцця. Кіроўца перамыкае перадачы за мілісекунды! Для параўнання - такая ж аперацыя ў самых хуткіх звычайных аўтаўладальнікаў займае не менш за некалькі секунд.
Калі вы ў тэме, то, напэўна, чулі прымаўку, што ў аўтамабілях няма задняй перадачы. Гэта праўда?
Ня.
Кожны прывад F1 мае перадачу задняга ходу. Больш за тое, яго прысутнасць патрабуецца ў адпаведнасці з правіламі FIA.
Формула 1 - перагрузкі і аэрадынаміка
Мы ўжо згадвалі аб перагрузках на тормазах, але мы вернемся да іх па меры развіцця тэмы аэрадынамікі.
Галоўнае пытанне, які з самага пачатку трохі палепшыць сітуацыю, гэта прынцып зборкі аўтамабіля. Што ж, уся канструкцыя працуе як перавернутае крыло самалёта. У тым сэнсе, што замест таго, каб паднімаць аўтамабіль, усе будаўнічыя блокі ствараюць прыціскную сілу. Акрамя таго, яны, вядома ж, мінімізуюць супраціў паветра падчас руху.
Прыціскная сіла вельмі важны параметр у гонцы, таму што яна забяспечвае так званае аэрадынамічная цяга, якая палягчае мінанне паваротаў. Чым ён большы, тым хутчэй кіроўца праедзе паварот.
А калі павялічваецца аэрадынамічная цяга? Калі хуткасць павялічваецца.
На практыцы, калі вы ведзяце машыну на газе, вам будзе лягчэй прайсці паварот, чым калі б вы былі асцярожныя і скідалі газ. Гэта падаецца нелагічным, але ў большасці выпадкаў гэта менавіта так. На максімальнай хуткасці прыціскная сіла дасягае 2,5 тоны, што значна змяншае рызыку намеці і іншых нечаканасцяў пры мінанні паваротаў.
З іншага боку, у аэрадынамікі аўтамабіля ёсць зваротны бок асобныя элементы ствараюць супраціў, якое запавольвае (асабліва на прамых участках трасы).
Ключавыя элементы аэрадынамічнага дызайну
У той час як канструктары прыкладаюць усе намаганні, каб увесь аўтамабіль F1 адпавядаў асноўнай аэрадынаміцы, некаторыя элементы дызайну існуюць толькі для стварэння прыціскной сілы. Гэта аб:
- пярэдняе крыло - яно першым датыкаецца з паветраным струменем, таму самае галоўнае. Уся канцэпцыя пачынаецца з яго, таму што ён арганізуе і размяркоўвае ўвесь супраціў паміж астатняй часткай машыны;
- бакавыя элементы яны выконваюць самую цяжкую працу, таму што збіраюць і арганізуюць хаатычнае паветра ад перадпакояў колаў. Затым яны адпраўляюць іх на впускные адтуліны для астуджэння і ў заднюю частку аўтамабіля;
- Задняе крыло збірае паветраныя фарсункі ад больш ранніх элементаў і выкарыстоўвае іх для стварэння прыціскной сілы на задняй восі. Акрамя таго (дзякуючы сістэме DRS) ён змяншае супраціў на прамых участках;
- падлогу і дыфузар - сканструяваныя такім чынам, каб ствараць ціск з дапамогай паветра, які праходзіць пад аўтамабілем.
Развіццё тэхнічнай думкі і перагрузкі
Усё больш дасканалая аэрадынаміка павялічвае не толькі характарыстыкі аўтамабіляў, але і стрэс, які выпрабоўваецца кіроўцамі. Не трэба быць экспертам па фізіцы, каб ведаць, што чым хутчэй машына паварочвае ў паварот, тым большая сіла, якая дзейнічае на яе.
Тое ж самае і з чалавекам, які сядзіць у машыне.
На трасах з самымі стромкімі паваротамі перагрузкі дасягаюць 6G. Гэта шмат? Прадстаўце, калі хтосьці цісне на вашу галаву з сілай 50 кг, і цягліцы шыі павінны з гэтым зладзіцца. Менавіта з гэтым і сутыкаюцца гоншчыкі.
Як бачыце, да перагрузак нельга ставіцца легкадумна.
Ці будуць перамены?
Ёсць шмат прыкмет таго, што ў бліжэйшыя гады ў аэрадынаміцы аўтамабіляў адбудзецца рэвалюцыя. З 2022 года на трасах F1 з'явіцца новая тэхналогія, якая выкарыстоўвае эфект усмоктвання замест ціску. Калі гэта спрацуе, удасканалены аэрадынамічны дызайн больш не спатрэбіцца, і вонкавы выгляд аўтамабіляў кардынальна зменіцца.
Але ці так гэта будзе насамрэч? Час пакажа.
Колькі важыць Формула 1?
Вы ўжо ведаеце ўсе самыя важныя часткі аўтамабіля і, верагодна, хочаце ведаць, колькі яны важаць разам. Згодна з апошнімі правіламі, мінімальная дазволеная вага аўтамабіля складае 752 кг (уключаючы вадзіцеля).
Формула 1 - тэхнічныя дадзеныя, гэта значыць зводка
Ці ёсць лепшы спосаб падсумаваць артыкул аб аўтамабілі F1, чым падборка найболей важных тэхнічных дадзеных? У рэшце рэшт, яны даюць зразумець, на што здольная машына.
Нагадаем усё, што трэба ведаць аб аўтамабілі F1:
- рухавік гібрыдны V6 з турбанаддувам;
- ёмістасць - 1,6 л;
- магутнасць рухавіка - ок. 1000 л.с.;
- разгон да 100 км/ч каля 1,7 з;
- максімальная хуткасць - гледзячы як.
Чаму "гэта залежыць ад абставін"?
Таму што ў выпадку з апошнім параметрам у нас ёсць два вынікі, якіх дабілася Формула 1. Максімальная хуткасць у першым склала 378 км / ч. Гэты рэкорд быў устаноўлены ў 2016 годзе на прамой Валтэры Ботасам.
Аднак быў таксама яшчэ адзін тэст, у якім аўтамабіль, кіраваны ван дэр Мервэ, пераадолеў бар'ер у 400 км/г. Нажаль, рэкорд не быў прызнаны, бо ён не быў дасягнуты ў двух заездах (з ветрам і супраць ветра).
Рэзюмуем артыкул коштам машыны, таму што гэта таксама цікавая дзівоцтва. Цуд сучаснага аўтамабілебудавання (у пераліку на асобныя дэталі) каштуе крыху больш за 13 мільёнаў долараў. Аднак улічыце, што гэта кошт без уліку затрат на развіццё тэхналогій, а больш за ўсё стаіць інавацыя.
Сумы, выдаткаваныя на даследаванні, дасягаюць шматлікіх мільярдаў долараў.
Выпрабуйце машыны Формулы 1 самастойна
Вы хочаце выпрабаваць, якое гэта сесці за штурвал аўтамабіля і адчуць яго моц? Цяпер ты можаш гэта зрабіць!
Азнаёмцеся з нашай прапановай, якая дазволіць вам стаць гоншчыкам F1:
https://go-racing.pl/jazda/361-zostan-kierowca-formuly-f1-szwecja.html
