На каком топливе ездят болиды формулы 1. Как создают топливо и масло для формульных болидов

Подмога Маранелло. Что помогло мотору «Феррари» стать лучше

Какой фактор помогает заводским командам опережать обладателей клиентских двигателей и почему в Формуле-1 так важна связка мотора и ГСМ?

Силовые установки Mercedes PU106B Hybrid созданы под продукцию малазийского концерна Petronas, моторы Renault Energy F1-2015 работают с ГСМ французского бренда Total, двигатели Honda RA615H Hybrid рассчитаны лишь на взаимодействие с топливом и маслами американской марки Mobil, а «гибриды» «Феррари» 059/4 заточены только под Shell. Начинаете чувствовать, как важна связка ГСМ - двигатель в Формуле-1?

В дни Гран-при России на «Сочи Автодроме» о тонкостях взаимодействия компаний и нюансах работы в Формуле-1 нам рассказали технические специалисты Shell. Целый ряд интересных моментов раскрыли химик-аналитик Дрю Стинтон , занимающийся контролем качества масел и топлива, а также других ГСМ на трассе, и менеджер по логистике Йен Альбистон , работающий также в программе развития ГСМ для Формулы-1.

Топливо и масло как часть двигателя

О том, что в Формуле-1 появятся новые двигатели с сезона-2014, было известно заранее, и работа над топливом и маслом для силовых блоков стартовала ещё в 2011 году – уже в октябре

2011-го в Маранелло были первые готовые образцы ГСМ для нового мотора. Сейчас программа развития компании рассчитана до конца сезона-2015, а также уже начаты работы . Моторы следующего поколения ещё только на бумаге в виде чертежей, а химики уже создают для них топливо и масло. Так что вполне можно сказать, что продукция химиков – это не дополнение к двигателям «Феррари», а неотъемлемая часть моторов итальянской марки в Формуле-1.

Порядка 50 специалистов трудятся над созданием ГСМ для Формулы-1, причём эти же химики занимаются и продукцией для коммерческого потребления, но всё же над маслом и бензином для общего потребления занимается в десятки раз больше сотрудников. Чтобы расставить все точки над «i», специалисты сразу говорят, что те топливо и масло, что используются в двигателях Формулы-1, отличаются от тех, что можно купить на АЗС и в магазине. Объясняется это разными технологиями, применёнными в ГСМ, а это обусловлено разными режимами работы моторов гоночных машин и обычных дорожных автомобилей. Температуры, нагрузка, условия запуска, сроки между регламентной заменой – всё это у Формулы-1 и коммерческой машины отличается как небо и земля!

В повседневной эксплуатации автомобиль используется круглый год, в разных климатических зонах, при разной погоде, что требует обеспечения запуска двигателя в любых условиях и прежде всего при низких температурах – именно поэтому используются всесезонные моторные масла. Двигатель болида Формулы-1 запускается всегда при температуре +60 градусов – это первое отличие, влияющее на характеристики масла. Опять же, температурный режим работы и нагрузки у гоночного мотора не идёт ни в какое сравнение с мотором серийной машины, что объясняет разницу в составах масел для Формулы-1 и для простых автомобилей. Тем не менее уверяют, что те же компоненты, что используются в Формуле-1, присутствуют и в коммерческой продукции - только в несколько иных сочетаниях.

Те топливо и масло, что используются в двигателях Формулы-1, отличаются от тех, что можно купить на АЗС и в магазине.

ФИА готовит достаточно подробную спецификацию на топливо для Формулы-1, которая весьма конкретно определяет требования к бензину и даёт лишь определённый простор для технического «творчества». Если говорить в общем, то на 99 % топливо для Формулы-1 – это тот же самый бензин, что и на заправке в городе, но над оставшимся 1 % ведётся постоянная работа. Не будет никаких проблем с тем, чтобы заправить гоночный болид топливом с обычной АЗС и, наоборот, залить в дорожную машину бензин из бочки для Формулы-1 – его число превышает сто, но это никак не навредит мотору.

С маслом, правда, такой номер не пройдёт – после такой «замены» машины проедут ну максимум метров сто. Ресурс масла для Формулы-1 – максимум 360 километров, и мы понимаем, что на обычных машинах мы не меняем масло так часто. В чемпионате мира после каждой из трёх частей свободных заездов, после квалификации и после гонки масло полностью меняется. В Формуле-1 ставки очень высоки, поэтому инженеры не рискуют и перед каждой сессией гоночного уик-энда производят замену ГСМ. Точно сказать, каков объём масла в двигателе Формулы-1, специалисты не могут: это конфиденциальная информация. Но в целом, в зависимости от модели мотора, это примерно пять-семь литров.

Новый регламент – новый вызов

Каждая смена технического регламента приносит море работы для создателей ГСМ. Даже если речь идёт о смене конфигурации с V12 на V10, с V10 на V8, а потом на V6, то создание и топлива, и масла начинается с нуля. Дело не просто в количестве цилиндров, а в том, что каждый тип двигателя обладает своими характеристиками, своими особенностями, которые влияют на состав ГСМ для мотора. Не говоря уже о переходе с атмосферных бензиновых моторов на турбированные и тем более гибридные силовые установки. Для химиков каждая смена технического регламента – серьёзный выбор, но вместе с этим отличная возможность сделать следующий шаг в развитии технологий в том числе и для серийных машин. При этом важно помнить, что разработка гоночного бензина занимает больше времени, чем создание масла для такого же двигателя.

Всё начинается с небольшого объёма топлива, который отсылается в команду, где на специальном одноцилиндровом моторе проводятся первые испытания – если они признаются успешными, то готовится большая партия бензина уже для более продолжительных испытаний. Они проводятся на реальном двигателе, но на стенде, а не на автомобиле – два мотора при максимальной нагрузке «проезжают» по 8000 километров.

Если коротко, то на разработку гоночного топлива уходит два - три с половиной месяца. Точно такие же испытания, что и топливо, проходит и масло.

При хороших отзывах со стороны команды компания отправляет топливо на омологацию в ФИА, и сделано это должно быть до начала чемпионата, точнее даже до официальных тестов. Если коротко, то на разработку гоночного топлива уходит два - три с половиной месяца. Точно такие же испытания, что и топливо, проходит и масло. С маслом всё проще, поскольку здесь ФИА не вмешивается в работу – это внутреннее дело производителя и команды.

Только за сезон-2015 «Феррари» использует уже пятую версию топлива – это позволило на 25 % увеличить мощность двигателя в относительных показателях. Речь, конечно, не о прибавке четверти лошадиных сил от изначальной отдачи, в лошадиных силах показатель будет поменьше.

«Феррари» – все новинки, клиентам – как получится

В сезоне-2015 на болидах Sauber C34 стоит силовой агрегат «Феррари» 059/4 – такой же, как и на заводской «Феррари» SF15-T, а вот Marussia MR03B использует прошлогодний «Феррари» 059/3. Но при этом партнёрство Shell касается исключительно заводской команды «Феррари» – ни «Заубер», ни тем более «Манор» не имеют доступа к тем технологиям, что готовятся для итальянцев. В компании не скрывают, что с клиентскими моторами работают только сотрудники «Феррари» – никаких наработок по маслам и топливу, не говоря уже об обновлённых их версиях, «на сторону» не уходит.

Какой бензин использовать и каким маслом смазывать детали швейцарской и британской командам? Это их выбор, но они не получат никакой поддержки со стороны Shell в том объёме, который получает «Феррари», поскольку партнёрство этих компаний является эксклюзивным. Как выражаются сами специалисты компании, между ними и «Заубером» с «Манором» стоит Великая китайская стена в виде сотрудников «Феррари», которые дозируют поступление информации с обеих сторон, но под грифом секретности держат самые свежие данные. Никакой

Неспроста в прошлом году «Макларен» не мог с ГСМ Mobil добиться максимальной отдачи от моторов «Мерседеса», рассчитанных на Petronas.

технической поддержки от клиентов, и даже за живые деньги ни один другой коллектив, кроме «Скудерии», не сможет получить себе ГСМ напрямую от компании.

В итальянской команде решают, что получат покупатели их моторов – естественно, речь не идёт о самой актуальной спецификации бензина или масла. Возможно, о предпоследней или даже предпредпоследней, но не о свежайшей точно.

Если вспомнить, что двигатель и ГСМ для него разрабатываются в тесном сотрудничестве Shell и «Феррари», а правильно подобранное топливо способно серьёзно улучшить характеристики мотора, нет никакого удивления, что клиентские силовые агрегаты в отсутствие подходящего для них бензина не способны выдавать те показатели, на которые способны.

Ты клиент? Ну извини

Специалисты компании смущённо улыбаются, говоря о том, что старый мотор на новом топливе будет также бесполезен, как и новый двигатель с прежним бензином – если обновлять, то в комплексе, а иначе отдачи не будет. О точных цифрах потерь не говорят, поскольку доступа к данным клиентских команд нет, однако можно предположить, что значения эти весьма существенны.

Топ-командам волноваться не о чем – у каждой есть свой надёжный топливный партнёр, с которым коллективы сотрудничают не один год, побеждая и проигрывая вместе, но не упрекая друг друга в медиапространстве, а вот «Ред Булл» загнал себя в сложную ситуацию…

Уже понимаете, в чём суть? Да-да, моментально окажется в проигрышном положении, так как лишится заводского уровня поддержки. На тесную связь ГСМ и двигателя намекал и спортивный советник «быков» Хельмут Марко, заявляя, что двигатель является лишь половиной дела, а вторая спрятана в бензине. И неспроста в прошлом году «Макларен» не мог с ГСМ Mobil добиться максимальной отдачи от моторов «Мерседеса», рассчитанных на Petronas.

А в концовке сезона-2015 клиенты «Мерседеса» остались без обновлённых моторов потому, что малайзийские нефтяники не успевают подготовить необходимое количество топлива для всех команд, а использовать новый мотор со старым бензином – бессмысленно и в чём-то даже вредно. В том числе поэтому для «Манора» сезон-2016 должен быть воодушевляющим: не только моторы «Мерседеса», но и продукция Petronas, пусть, возможно, и не такая, как у заводской команды. И то хлеб.

Что же до «Феррари» и Shell, то их сотрудничество продолжится как минимум до 2020 года. Так что ещё есть время, чтобы догнать вырвавшихся вперёд конкурентов из Германии и Малайзии…

Все знают, чем отличаются мягкие шины Pirelli от сверхмягких, благодаря мучениям Ромена Грожана зрители легко назовут как минимум две марки гоночных тормозов, а Ferrari после провала в Японии сделала отличную антирекламу своему производителю свечей зажигания. Но откуда команды берут топливо и моторное масло? Пожалуй, лишь в случае с Ferrari не ошибется даже начинающий болельщик – Shell работает с этой командой уже 20 лет, а потому сочетание желтой раковины морского гребешка и черного жеребца уже въелось в наше подсознание.

За годы доминирования Mercedes болельщикам примелькался их титульный спонсор Petronas – хотя и тут связь с поставками топлива очевидна не для всех. Но остальные? С уходом дозаправок во время гонок тема бензина практически исчезла из повестки, и особенно непросто стало в этом году, когда сразу несколько команд поменяли поставщиков. Renault ушла от Total к BP/Castrol, к ним же переметнулся McLaren, от которого в свою очередь к Red Bull перешел ExxonMobil.

Конечно, не совсем справедливо говорить, что горюче-смазочным материалам в Формуле 1 уделяют мало внимания. В этом году теме моторного масла отведена едва ли не главенствующая роль, но только со знаком минус. Запрещенная практика сжигания масла в цилиндрах мотора для кратковременного повышения мощности будоражит умы команд и FIA, хотя простым зрителям вряд ли она интересна настолько же, как, скажем, деградация резины, которую можно заметить невооруженным взглядом.

Сами производители с крайней неохотой говорят о пресловутом сжигании масла. Особенно ExxonMobil – поставщик команды Red Bull, которая в этом замечена как раз не была (наоборот, именно она и подняла эту тему).

«Теоретически, ты можешь нагреть порцию смазочных материалов до такого состояния, что она станет топливом, – объясняет технологический менеджер автоспортивного отдела ExxonMobil Дэвид Цурусаки. – Но правила говорят, что топливо должно быть топливом, а смазочные материалы – смазочными материалами. Если кто-то это и делает, то с этим надо разбираться, ведь они не могут сами случайно начать гореть. Ты должен сделать что-то механически, чтобы это произошло. Нужно приложить к этому усилия, и если ты что-то такое делаешь, тебя можно поймать».

Мы сидим с Дэвидом на втором этаже моторхоума Red Bull. Для него обстановка Гран При пока в новинку – хотя он уже давно связан с гонками, это первый сезон Дэвида в Формуле 1. Компания, на которую он работает, продвигает в чемпионате сразу три своих бренда: Mobil 1, Esso и Exxon – в зависимости от рынка, где проходит тот или иной этап.

С Red Bull американский производитель работает с начала года – машины этой команды используют двигатели Renault. При этом заводская команда Renault ездит на топливе BP/Castrol, поэтому вопрос о том, как в этом случае быть поставщикам смазочных материалов, неизбежен.

«У нас заключен контракт с Red Bull, но с Renault мы работаем напрямую, – говорит Дэвид. – Мы регулярно встречаемся с ними и в том числе обсуждаем будущий год.

Если команда вдруг решит сменить поставщика двигателей, скажем, в конце сезона – что ж, нам будет непросто, но мы будем работать с новыми партнерами. Ведь у нас контракт не с мотористом, а с Red Bull».

«К сожалению, никакой информации от Renault по поводу BP/Castrol мы не получаем, – добавляет технический советник ExxonMobil Майк Фрост. – Уверен, что ее не получают и наши конкуренты. В конце концов, мы все подписываем соглашение о неразглашении».

Если Цурусаки – это главный человек ExxonMobil на Гран При, то Фрост – самый незаменимый. В обычные дни он работает из офиса и занимается гоночной логистикой.

«Мы должны заранее спланировать все отправки нашей продукции на гонки, – говорит он. – Мы пакуем бочки с топливом и маслом и отдаем их DHL. Для дальних гонок, куда не доедут грузовики, у нас два варианта: отправить их воздухом или морем.

Авиаперевозки очень дорогие и довольно сложные для нас – ведь это не просто какой-то груз, а опасные материалы. Поэтому мы стараемся отправлять их морем, но из-за этого всё приходится делать сильно заранее. Из-за того, что продукция должна уйти с базы за 2-3 месяца до гонки, планировать приходится очень много».

В дни Гран При офис Фроста находится на трассе – ему отведена узкая комнатка позади боксов Red Bull, куда не поместится даже стул. Работать в этой «полевой лаборатории» приходится стоя, но Майк не в обиде. «Когда я нахожусь на трассе, я слежу за всем, что происходит с нашей продукцией, – говорит он. – Если что-то идет не так, команда приходит именно ко мне. На мне две части: топливо и смазочные материалы».

Большую часть мобильной лаборатории Фроста занимают два прибора: спектрографический анализатор (на фотографии выше он синего цвета) и газовый хроматограф.

«Каждый раз, когда машина останавливается, я беру забор масла, – рассказывает Фрост. – Сколько бы раз за сессию она не заехала в боксы, мне нужно взять его, чтобы понять, как ведет себя двигатель.

Образец я помещаю в спектрографический анализатор, в котором два электрода образуют электрическую дугу. Дуга проходит через масло, и спектр, который в этот момент считывают передатчики, позволяет нам понять, какие вещества появились в масле после его использования в двигателе.

Если мы замечаем что-то не то на графиках, мы обращаемся к специалистам Renault, чтобы вместе понять, есть ли проблема. Иногда они видят что-то раньше нас, иногда я. Бывает, что по итогам этого анализа нам приходится определять, можно ли починить двигатель, или его уже пора списывать.

Этот анализ масла позволяет нам физически заглянуть внутрь двигателя и решить, какой из них самый надежный. Скажем, на трассе, где мощность не важна, команда может выбрать уже довольно сильно использованный мотор и не рисковать пробегом нового».

«Газовый хроматограф позволяет нам исследовать топливо, – продолжает Фрост. – Это как допинг-тест для атлетов. Мы сдаем FIA образец топлива заранее – они должны убедиться, что мы не добавляем в него новые компоненты. Мы обязаны воспроизводить состав с точностью, как отпечаток пальца – каждый раз.

Инспектор FIA может зайти в твой гараж в любой момент Гран При и взять образец. Если на их графике – а у FIA есть точно такая же аппаратура – появляется какой-то пик – неважно, в прибавке мощности или где-то еще, нас дисквалифицируют.

Однажды у нас была ситуация, когда мы поменяли в машине топливный насос, и в новом, с завода, остались калибровочные жидкости. Они смешались с топливом, и хотя никакого преимущества мы не получили, нас дисквалифицировали.

Дисквалификацию можно получить за самые невинные вещи. Моя работа состоит в том, чтобы этого не произошло».

В Red Bull ценят вклад своего поставщика, но не просто потому что у них есть контракт и хорошие отношения.

«Они помогают нам, причем очень быстро, – говорит главный инженер Red Bull Пол Монаган. – Например, на тестах у нас возникла проблема. Они развернули свою мобильную лабораторию, провели тесты, за ночь результаты были готовы и отправлены в Великобританию. Уже через несколько дней у нас был ответ на наш вопрос».

Пол Монаган

Кроме того, правильное топливо может дать команде неплохую прибавку. «Если трасса требовательна к двигателю, топливо на ней будет значить примерно одну десятую на круге, – говорит Пол. – В Монако эта цифра будет меньше, в Спа – больше. К тому же, характеристики горюче-смазочных материалов меняются по ходу всего сезона, и к концу года Mobil 1 улучшает наше время примерно на четверть секунды. Спасибо, нам это не помешает».

Цену такому продукту назвать сложно. Никто в компании эти цифры не озвучивает – но не из скрытности, а из-за того, что вряд ли кто-то об этом задумывался.

Усилие, которое мы тратим на производство этого топлива, не сравнить с тем, что мы делаем для потребительского рынка. Я произвожу мало, но трачу на это очень много сил. К тому же, логистика стоит больше, чем то, что находится внутри в бочках. Ведь на каждую гонку мы привозим 60 бочек топлива по 20 галлонов (76 литров) каждая. Масла нужно намного меньше – всего пару бочек».

С точки зрения рекламы Формула 1 для производителей топлива и масел даже удобнее, чем для производителей машин, ведь технические характеристики горюче-смазочных материалов весьма близки к потребительским продуктам. И все же, традиционный вопрос «Можно ли залить гоночное топливо в обычную машину» ставит Цурусаки в тупик.

«Поедет ли дорожная машина после этого? Должна, – говорит он. – Не знаю, пробовал ли это кто-то. Но вообще дорожные машины проектируют с определенными характеристиками, и наш бензин может оказаться слишком мощным для этого двигателя. То есть, работать такая машина может быть и будет, но не долго.

Можно конечно и наоборот – залить дорожное топливо в гоночную машину. Но такой эксперимент будет просто деньгами на ветер, ведь это очень особенные моторы. С другой стороны, это ведь все равно воспламеняющаяся жидкость, так что работать двигатель вероятно будет».

И хотя производители любят упоминать, что жидкости в вашей машине почти такие же, как и в гоночной машине вашей любимой команды, производство этих двух видов продукции бесконечно далеко друг от друга.

«Возьмем моторное масло, – говорит Дэвид. – Если ты делаешь его для коммерческого рынка, перед тобой будет огромный список требований, которым надо соответствовать – в первую очередь, многочисленным экологическим стандартам. К тому же, тебе надо, чтобы твоим маслом могло пользоваться как можно больше машин. Поэтому от момента разработки до момента выхода на рынок уходит огромное количество времени.

В гоночной программе мы можем фокусироваться на конкретном моторе, на конкретном разбросе оборотов, на конкретной температуре. При этом производство намного сложнее, ведь ты можешь использовать экзотическое сырье, которое еще не поступило на рынок – что-то, что только вышло из лаборатории. С точки зрения массового производства цена была бы огромной, но нам не нужно об этом волноваться».

«Когда я говорил про то, что наше топливо должно воспроизводиться с точностью, как отпечаток пальца, я не шутил, – добавляет Фрост. – Дорожное топливо вообще ничего общего с этим не имеет. В нем слишком много компонентов, ведь ему надо соответствовать всем нормам. Для нас эти дополнительные 20-30 лишних компонентов просто невозможны. Нам надо делать очень четкий продукт, который легко контролировать».

При этом внутри компании стараются поощрять инженеров работой в Формуле 1 – специалисты, занятые в программе создания масла, половину своего времени работают над дорожной техникой, а половину – над гоночной.

«Каждый из них, кто хоть немного поработал в Ф1, до сих пор считает себя частью команды – даже если давно перешел на другую позицию, – говорит Дэвид. – Для молодого инженера это большое дело – даже если ему предстоит всего лишь заниматься логистикой.

Только представьте: обычно мы работаем над новым массовым продуктом год перед тем, как запустить его в производство. В Формуле 1 же все иначе. Мы можем придумать новое моторное масло, тут же его протестировать и отправить на гонку, которую в ближайшие выходные можно увидеть по телевизору.

Поэтому парни в наших цехах невероятно любят Формулу 1 и очень хотят быть причастными к ней. Я уверяю, что даже если у себя в США им придется встать в шесть утра, они все равно будут смотреть гонку. И постоянно слать мне сообщения: "Что случилось? А сейчас?"

Энтузиазм наших инженеров необычаен».

Болид Формулы 1, — это не самый быстрый автомобиль в мире. Да и сама Formula 1 , — не самая быстрая, гоночная серия. Есть такие, американские серии как , и Indycar, а там, максимальные скоростя, ощутимо выше, чем в F1. Тем не менее, именно Формула 1, считается Королевой Автомобильного Спорта. И поверьте, — это не без основательно!

В Болидах Формулы 1 , используются такие технологии, применение даже небольшой части из которых, делает честь, самым дорогим, и породистым суперкарам мира. На содержание одного, такого болида, в год, уходит, не менее 15-ати миллионов долларов! Это самый дорогой спорт в мире. Вдумайтесь! — даже на всеми любимый футбол, денег тратится значительно меньше, чем вливается в Формулу 1. F1, — это дороже чем Парусный, или Конный спорт. На организацию и развитие, этих, уже давно ставших легендарными, гонок, спонсоры тратят более 1-ого миллиарда, долларов в год.

Современный Болид Формулы 1, состоит из более чем 80 000 деталей!
Болид серии Formula 1 , прибывает в страну принимающую гонку, не цельным, а разложенным по коробкам! Так, по прибытию в боксы, 10-ять - 15-ять супер классных механиков, в течении полу дня, собирают этот, сложнейший механизм, и готовят его к гонке.

Только вдумайтесь! — длина кабелей, проложенных внутри современного Болида F1 , равняется 1км. А стоимость электроники Болида F 1, составляет 4 млн $! Впечатляет? — не спешите с выводами, — это только начало).

• О Внешности:

Взгляните на фото Болида Формулы 1, особенно, обратите внимание, на аеродинамические элементы Болида Formula 1.
Вы можете себе представить, что уже на 180км в час, аеродинамические элементы современной машины F1 , создают прижимное усилие, равное массе этой машины? А на 300км в час, при максимальных углах атаки, переднего, и заднего антикрыла, прижимная сила равняется 3 000кг!

Здесь, настолько сильная прижимная сила, что некоторые повороты, нужно проходить именно на более высокой скорости, ведь на меньшей скорости, когда прижимная сила не так сильна, машина может просто слететь с трассы.

Приблизительно 25 % прижимной силы обеспечивается передним антикрылом; а 35 % являются заслугой - заднего. Каждый из двух-этих, аеродинамических элементов, стоит 100 с лишним тысяч $! И на сезон, нужно 10-ять - 20-ать комплектов антикрыльев!

Углеволоконный монокок, гоночного болида формулы 1, весит всего 35кг! А стоит он – один , 115 000 $. При этом, вес заправленного болида Формулы 1, с пилотом, составляет всего 691кг!

Одна шина такой машины, стоит 800 $ ; а на сезон нужно 720-ать таких шин, и это только для одного болида!

Кстати, и спереди и сзади, здесь устанавливаются 13-ые, магниевые диски, стоимостью в 10 000 $ — за каждый. Шины; — 245-ые - спереди, и 325-ые - сзади.

Колесные гайки здесь алюминиевые; одна стоит 110 долларов,
и на сезон, только для одной машины, их нужно 500 штук.

По фото этого не видно, но сам тормозной диск здесь из углеволокна. Тормоза такой машины работают при температурах до 1000градусов! Один тормозной диск, суппорт, и тормозные колодки, стоят 6 000 $. На сезон необходимо 180 тормозных дисков, только на одну машину!

Подвеска этих, супер машин, создается из титана и углеволокна. Стоимость передних и задних рычагов, составляет 200 000 $ , а на гоночный сезон, таких рычагов, для одной машины, нужно 20-ать комплектов.

• О кокпите:

И руль, и кресло такой машины, создается под конкретного пилота. Руль, несет на себе и приборную панель, и органы управления. Сиденье кокпита, в случае необходимости, может быть снято вместе с пилотом, — это очень важно, ведь в случае аварии, гонщик может просто потерять сознание.

В это сложно поверить, но одна только камера, установленная над основным воздухозаборником, стоит 140 000 $. И кстати, — она принадлежит не гоночной команде, а администрации Formula One.

• Технические Характеристики Болида Формулы 1

Скорость Болида Formula 1, в основном определяет его, просто нереальным двигателем.
При объеме в 2.4л, атмосферный V10 Болида Формулы 1, выдает мощность в 755л.с. При этой, просто нереально потрясающей мощности, выдаваемой при 19 500 оборотах; максимум крутящего момента в 290Н.М, достигается при 17 000оборотах. Как видите, на фоне такой уж мощности, тяга двигателя болида Formula 1, совсем не велика.

Вы можете себе представить, среднюю скорость поршня, в 22.5м в одну секунду? Сам поршень двигателя машины F 1, весит 220г; полный набор колец на него, весит 9г; а поршневой палец весит 66г, и рассчитан на нагрузку в 3133кг.

И что еще примечательно, этот, супер оборотистый V10, уж очень короткоходный
; — при диаметре цилиндра в 98мм, ход поршня составляет всего 39.77мм!

Топливо, впрыскивается в камеры сгорания такой машины, под давлением в 100 бар.

Двигатель машины F 1, состоит из 5 000 деталей. На сборку одного такого мотора уходит 130 часов, и раз в 1 000 км, двигатель обязательно перебирается. Ресурс такого супер агрегата, составляет 3 000 км; а команде разрешено собрать лишь 5 двигателей на сезон, для одного автомобиля. И это при том, что общая длина всех этапов сезона, составляет 8 000км.

До 100км в час, такая машина разгоняется за 1.7с; за 3.8 с - до 200км; и за 8.6с с места - до 300км в час.

Не меньше чем разгон, здесь впечатляют и тормоза. Только представьте, что с 100км до 0, машина F1 останавливается всего за 1.4с, на участке в каких то 17м! С 200 в 0, такой агрегат замедляется за 2.9с, на участке в 55м; а для полной остановке с 300км в час, нужно всего 4с.

Согласитесь, — эти данные впечатляют! При предельных торможениях, пилот испытывает перегрузки в 5 g.

Максимальная скорость Болида Формулы 1, составляет 340км в час.

КПП здесь роботизированная, семискоростная, в карбоновом корпусе. Такая КПП щелкает передачи за 20-40 миллисекунд, и стоит 130 000 $. Рассчитана она кстати на 6 000км, — весьма не мало, учитывая ресурс других агрегатов.

И кстати, под конкретную гонку, двигатель V10, оборудуется различными выпускными коллекторами. Данная деталь имеет прямое влияние на мощность, и и эластичность двигателя.

• Итоги:

После каждой гонки, каждая машина проходит полную дефектовку, и - это не просто желание команды выиграть, а требование администрации F1. Этап завершился, дефектовка и разборка гоночного зверя произведена, — снова в самолет, и вперед - на другой уголок мира, ведь это F1, и шоу должно продолжаться.

Топливо

В качестве топлива двигателей в машинах Формулы-1 используется бензин. Большинство команд получает топливо бесплатно от своих технических партнеров, обычно от мировых поставщиков нефти и нефтепродуктов. Топливо (в данном случае бензин) это жидкость, которая при смешении с кислородом подается в цилиндры, после чего, воспламеняясь, взрывается и толкает поршень вниз. Чем лучше топливо, подаваемое в цилиндры и чем больше взрывоопасных частиц на кубический сантиметр (cc) в нем, тем большую мощность можно получить на одном количестве топлива, либо использовать меньше топлива при одной и той же мощности.

Все было бы очень легко, если бы не некоторые ограничения. Интернациональная Спортивная Автомобильная Ассоциация (Federation Internationale de l"Automobile-FIA) установила ограничения на: Октановое число, содержание кислорода и азота и плотность. Бензин так же не может содержать каких-либо иных компонентов, помимо тех, которые используются в бензине на обычных АЗС. Эти параметры основаны на постановлении Европейского Парламента для коммерческого топлива 2000 года. Благодаря математической модели для предсказания мощности и конечных показателей бензина, топливо может быть приготовлено для повышения мощности машин в условиях, описанных FIA.

Спецификации

К концу семидесятых, были установлены спецификации на высоко-октановый бензин, продаваемый во Франции, Италии, Германии и Англии. Использовался бензин с RON101 (дорожное октановое число 101) с допуском до RON102. Когда этот бензин исчез из продажи, командам разрешили изготавливать специальное топливо. Что, естественно, привело к огромным отличиям от обычного бензина.

К концу восьмидесятых ограничения остались в пределах RON102. Однако были добавлены ограничения на содержание кислорода и натрия (2% в обоих случаях). Шли годы, появлялись новые ограничения, такие как: давление пара, плотность, содержание бензола и свинца. В 1992 году, FIA решила запретить использование различных добавок в топливе, которые невозможно найти в бензине на обычной бензоколонке.

Сегодня, FIA приняла те же ограничения на бензин, которые принял Европейский Парламент для обычного бензина, продаваемого в Европе.

Производство

Перед производителем стоит задача получить как можно больше мощности от двигателя, не причиняя ущерба его надежности, и сведения расхода топлива до минимума. На первой стадии используется компьютерная модель с базой данных, в которой содержится информация о свыше сотни сырых материалов для производства экспериментального бензина. Эта модель была создана на основе реакции двигателя Формулы-1 на различные виды топлива и физико-химических свойствах сырых материалов.

Вторая стадия включает в себя подготовку небольших порций различных видов бензина и испытания их в лаборатории на предмет содержания запрещенных веществ. После этого "допинг-контроля" прошедшие испытываются на двигателе, где проверяется мощность и расход. Затем отбираются наиболее удачные образцы и проводятся испытания на трассе и на динамометре, где проверяется износостойкость и надежность двигателей с данным топливом. В финальной стадии, производиться отбор наиболее удачного образца, который посылается в лабораторию FIA в Англии для получения разрешения на использование данного топлива. Нефтяные компании так же изготавливают смазочные материалы. Elf производит до 40 000 литров в своей лаборатории, после чего перевозит их в бочках по 50 литров каждая.

Передовые команды на каждую гонку берут с собой 3600 литров топлива, 200 литров моторного масла, 180 литров масла для коробки передач, 80 литров гидравлической жидкости, 20 литров антифриза (смазочно-охлаждающая эмульсия) и несколько килограммов смазки (смазочное вещество - типа Солидол). Как правило, за пять дней до гонки на трассу прибывает инженер команды, который должен убедиться, что все топливо доставлено, и проверяет хроматометрические и спектрометрические машины, которые позволяют проводить диагностику двигателей. По окончании гоночного уик-энда все неиспользованные продукты возвращаются поставщику.

Состав

Как уже упоминалось ранее, гоночное топливо Формулы-1 отличается от топлива рядовых потребителей лишь пропорциями содержащихся в нем компонентов. Из-за этих ограничений, допустимые углеводороды можно поделить на две основные категории:

Насыщенные: В этом случае молекулы содержат достаточно атомов водорода для насыщения атомов углерода.

Парафин: (неразветвленная цепь с простыми соединениями) большой молекулярный вес алкановых углеродов с обшей формулой CnH2n+2, где n колеблется между 22 и 27. Название происходит от латинского "parum" - мало и "athnis" - сходный; назван он так из-за нейтральности к большинству химических реагентов. Обычно белое, без запаха, без вкуса, вязкое вещество, с температурой плавления между 47°C и 65°C. Нерастворим в воде, зато неплохо растворяется в бензоле. Парафин не подвержен воздействию большинства реактивов, но легко окисляется.

Нафтеновые кислоты: (большей частью одноосновные) алициклического ряда, содержащие один или несколько пятичленных (реже шестичленных) углеродных циклов. Имеют отличные низкотемпературные свойства, используются в основном для смазочных веществ.

Ненасыщенные: В этом случае, молекулы не содержат достаточно водородных атомов для насыщения атомов углерода.

Ароматические углеводороды: замкнутая цепь с двойными и переменными органическими соединениями, состоящими из углерода и водорода и содержащие бензольные ядра. Простейшие и наиболее важные представители - бензол (I) и его гомологи: метилбензол, или толуол (II), диметилбензол, или ксилол, и т.д.

Диолефины или Диеновые углеводороды: диены, диолефины, непредельные углеводороды с двумя двойными связями.

Ацетилен: (замкнутая цепь с тройной связью) ненасыщенный углеводород CH=CH; бесцветный газ. Температура плавления - 81,8°С, затвердевает, минуя жидкое состояние; плотность 1,171 кг/м3 (при p = 103,3 кн/м2 = 760 мм рт. ст. и t = 0°C); мало растворим в воде, хорошо в ацетоне (при 15°C 25 объемов - в 1 объеме ацетона). Смеси с воздухом (2,3 - 80,7% по объему) взрывоопасны. Обладает наркотическим действием.

Топливный бак

Болиды Формулы-1 используют деформируемые топливные баки, сделанные из высокопрочного кевлара, что сводит к минимуму риск возгорания при аварии. Бак изменяет свою форму в местах, где на него оказывается давление. Все топливопроводы, используемые в машине имеют механизм отсекания бензина при любой поломке оных. В самые опасные места машины устанавливаются огнетушители, которые автоматически включаются при аварии.

Размер бака так же важен при расчете конструкции шасси. В расчет берутся: потребление топлива, предполагаемая предельная длина, аэродинамика, и так далее. Так как бак находится под водительским сиденьем и чуть позади него, он определяет расстояние межу водителем и двигателем. Чем дальше боковые воздухозаборники и водитель будут отодвинуты назад, тем более чистый воздух будет поступать на воздухозаборники. Из этого следует, что для аэродинамических нужд, бак должен быть как можно меньше. Что наглядно показывает насколько важно уменьшить расход топлива, чтобы сократить время пит-стопов.

В современной Формуле-1 расход топлива может достигать 180 - 200 литров на 300 км гоночной дистанции. Гонщики могут слегка регулировать эти числа с их руля и так же ехать более экономно, когда скорость не так важна, например, за машиной безопасности.

Дозаправка

Начиная с 1994 года, дозаправки во время пит-стопов вновь стали использоваться в Формуле-1. на этот раз для увеличения зрелищности гонок. В некоторых командах существуют специальные три человека для дозаправки. Первый, так называемый "хоузмен", ("человек со шлангом") вставляет топливный шланг в горловину бака и вытаскивает его, когда в машину залито нужное количество топлива. Для того чтобы знать, сколько необходимо подать топлива на топливном шланге существует специальный дисплей. Второй человек стоит сразу позади "хоузмена", чтобы помочь ему выдернуть шланг из машины, когда дозаправка окончена. И третий прикрывает выхлопные газы от первого и второго, для безопасности.

Так как топливо поступает в бак со скоростью 11 литров в секунду, многие относились скептически к этому в 1994 году. Однако за год дозаправка стала неотъемлемой частью успешного пит-стопа. Из-за того, что в течение некоторых лет происходили несчастные случаи во время дозаправок, FIA поручила Французской фирме построить заправочные клапаны. Каждый из них стоит около 30000 Евро. При любой неполадке, топливо перекрывается с помощью этого клапана, для уменьшения опасности возгорания или взрыва.

С тех пор, команды покрывают эти установки изоляционной фольгой для предотвращения нагрева топлива. Чем ниже температура, тем больше плотность топлива, и как следствие больше мощности может выдать двигатель при одном и том же количестве бензина, подаваемого в каждый цилиндр. В связи с чем каждая команда охлаждает свое топливо до 10°C.

что заливают в болиды F1

На трассе Хунгароринг - Ferrari Racing Days. Выставка автомобилей из клубов владельцев Ferrari, тест-драйвы, демонстрационные заезды «коллекционных» болидов «Формулы-1», звездные гости… и, конечно же, гонки. Но это лишь вершина айсберга, много интересного остается за кулисами

текст: Станислав Шустицкий / фото: Shell / 25.08.2015

На всех гонках, где применяются топливо и масла Shell, есть и мобильная лаборатория

Я имею в виду работу технических специалистов. Не инженеров и механиков гоночных команд, а специалистов «сопутствующих дисциплин», которые, как правило, остаются за кадром. Хотя их вклад в победу трудно переоценить. Потому здесь и ценится сотрудничество, проверенное не просто годами, а десятилетиями. Такое, как совместная работа компаний Shell и Ferrari, которая началась еще в 1930-е годы. В первых серийных автомобилях Ferrari, сошедших с конвейера завода в Маранелло, использовались топливо и смазочные материалы Shell. Но одна из самых ярких страниц этого сотрудничества началась в 1950 году, когда стартовал чемпионат мира в классе автомобилей «Формула-1». И уже в 1951-м Хосе Фройлан Гонсалес за рулем Ferrari 375 одержал победу в Гран-при Великобритании, прервав тем самым гегемонию Alfa Romeo. А уже на следующий год Альберто Аскари, выступая на Ferrari 500, завоевал титул чемпиона мира. С тех пор технический регламент «Формулы-1» кардинально менялся восемь раз, и каждый раз разработчикам Shell требовалась серьезная адаптация топлива и смазочных материалов к новым агрегатам. И это не считая постоянной работы по оптимизации продуктов. Может показаться, что для Shell работа в «Формуле-1» - чисто маркетинговый ход, демонстрация того, что компания обладает самыми современными технологиями. Но в Shell с подобным мнением решительно не согласны. Здесь твердо уверены, что те продукты, которые произведены для гонок и испытаны в самых жестких условиях, являются весьма близкими прототипами продуктов «гражданских». И это действительно так. К примеру, топливо Shell V-Power, которое вы приобретаете на обычных АЗС, на 99 % соответствует тому, которым заправляют Ferrari на гоночной трассе. Это обусловлено техническими требованиями Международной автомобильной федерации, гласящими, что гоночное топливо должно состоять из тех же компонентов, которые входят в состав коммерческого топлива. И если вернуться к гонкам «Формулы-1», то перед началом сезона технические комиссары FIA получают от команд образцы топлива, которое они намерены использовать. Своеобразный генетический код. Менять топливо нельзя, и его образцы, которые представители FIA берут из баков болидов на каждом Гран-при, должны в точности соответствовать тем самым заявленным образцам. Поэтому в течение гоночного уикенда инженеры Shell постоянно тестируют топливо на его соответствие контрольным образцам, ибо обнаруженное техническими комиссарами несоответствие однозначно приведет к дисквалификации команды.

С помощью хроматографа определяется соответствие используемого топлива

Добро пожаловать в мобильную лабораторию Shell, которая присутствует на всех трассах, где проходят гонки автомобилей Ferrari, включая и Гран-при «Формулы-1». Сравнение контрольного и реального образцов происходит следующим образом. Небольшое количество топлива помещается в заполненную гелием (газом-носителем) трубку, после чего она помещается в хроматограф, наполненный специальным составом. Принцип работы заключается в том, что различные компоненты топлива в трубке, в зависимости от их химических и физических свойств, будут двигаться с разной скоростью. После подобного разделения исследователи получают полную картину состава топлива. Теперь остается наложить графики, полученные методом хроматографического анализа, на эталонные данные топлива, сертифицированного FIA. Если на графиках все пики сравниваемых образцов совпадают, значит образцы идентичны как по составу, так и по концентрации. А чтобы исключить возможные нюансы, инженеры Shell берут образцы топлива не только из бака автомобилей, но и из других частей топливной системы, причем пробы анализируются до 40 раз за время гоночного уикенда. И если пробы топлива берутся для контроля соответствия заявленному образцу, то анализ проб масла помогает оценить состояние двигателя и коробки передач - наличие в масле частиц алюминия, меди или железа позволяет не только определить степень износа агрегата, но и диагностировать состояние отдельных узлов двигателя и КП. Экспресс-анализ проводится с помощью спектрометра - после того как образец «разложен на составляющие», цвет вспышек определяет конкретный металл, а частота вспышек - концентрацию этого металла в масле. Точность такого анализа очень высока: к примеру, если из миллиона частиц всего одна принадлежит железу, то и она будет обнаружена. После столь тщательной процедуры следует диалог мотористов Ferrari и инженеров Shell. Например, последние предупреждают, что в образцах масла, взятого из двигателя автомобиля Феттеля, повышенное содержание меди. Пока оно в пределах нормы, но… И подобная информация наверняка поможет инженерам Ferrari принять решение об использовании в гонке данного двигателя. Так работает тандем Shell - Ferrari. Тандем, с более чем 60-летней историей.