Яке паливо використовують у формулі 1. Як створюють паливо та масло для формульних болідів

що заливають у боліди F1

На трасі Хунгарорінг – Ferrari Racing Days. Виставка автомобілів з клубів власників Ferrari, тест-драйви, демонстраційні заїзди «колекційних» болідів «Формули-1», зіркові гості… і, звичайно, гонки. Але це лише вершина айсберга, багато цікавого залишається за лаштунками

текст: Станіслав Шустицький / фото: Shell / 25.08.2015

На всіх гонках, де застосовуються паливо та олії Shell, є і мобільна лабораторія

Я маю на увазі роботу технічних спеціалістів. Не інженерів та механіків гоночних команд, а фахівців «супутніх дисциплін», які зазвичай залишаються за кадром. Хоча їхній внесок у перемогу важко переоцінити. Тому тут і цінується співпраця, перевірена не просто роками, а десятиліттями. Таке, як спільна робота компаній Shell та Ferrari, яка розпочалася ще у 1930-ті роки. У перших серійних автомобілях Ferrari, що зійшли з конвеєра заводу в Маранелло, використовувалися паливо та мастильні матеріали Shell. Але одна з найяскравіших сторінок цієї співпраці розпочалася у 1950 році, коли стартував чемпіонат світу у класі автомобілів «Формула-1». І вже 1951-го Хосе Фройлан Гонсалес за кермом Ferrari 375 здобув перемогу у Гран-прі Великобританії, перервавши тим самим гегемонію Alfa Romeo. А вже на наступний рікАльберто Аскарі, виступаючи на Ferrari 500, здобув титул чемпіона світу. З того часу технічний регламент «Формули-1» кардинально змінювався вісім разів, і щоразу розробникам Shell була потрібна серйозна адаптація палива та мастильних матеріалівдо нових агрегатів. І це не рахуючи постійної роботиз оптимізації продуктів. Може здатися, що для Shell робота в Формулі-1 - чисто маркетинговий хід, демонстрація того, що компанія має найбільші сучасними технологіями. Але в Shell з подібною думкою зовсім не згодні. Тут твердо впевнені, що ті продукти, які виготовлені для гонок і випробувані в найжорсткіших умовах, є дуже близькими прототипами «цивільних» продуктів. І це справді так. Наприклад, паливо Shell V-Power, яке ви купуєте на звичайних АЗС, на 99% відповідає тому, яким заправляють Ferrari на гоночній трасі. Це обумовлено технічними вимогамиМіжнародною автомобільної федерації, що свідчать, що гоночне паливо має складатися з тих самих компонентів, які входять до складу комерційного палива. І якщо повернутись до гонок «Формули-1», то перед початком сезону технічні комісари FIA отримують від команд зразки палива, яке вони мають намір використати. Своєрідний генетичний код. Міняти паливо не можна, і його зразки, які представники FIA беруть із баків болідів на кожному Гран-прі, повинні точно відповідати тим самим заявленим зразкам. Тому протягом гоночного вікенду інженери Shell постійно тестують паливо на його відповідність контрольним зразкам, бо виявлена ​​технічними комісарами невідповідність однозначно призведе до дискваліфікації команди.

За допомогою хроматографа визначається відповідність палива, що використовується.

Ласкаво просимо до мобільної лабораторії Shell, яка є на всіх трасах, де проходять гонки автомобілів Ferrari, включаючи і Гран-прі «Формули-1». Порівняння контрольного та реального зразків відбувається наступним чином. Невелика кількістьпалива міститься в заповнену гелієм (газом-носієм) трубку, після чого вона поміщається в хроматограф, наповнений спеціальним складом. Принцип роботи полягає в тому, що різні компоненти палива в трубці, в залежності від їх хімічних та фізичних властивостей, будуть рухатися з різною швидкістю. Після такого поділу дослідники отримують повну картину складу палива. Тепер залишається накласти графіки, одержані методом хроматографічного аналізу, на еталонні дані палива, сертифікованого FIA. Якщо на графіках всі піки зразків, що порівнюються, збігаються, значить зразки ідентичні як за складом, так і по концентрації. А щоб виключити можливі нюанси, Інженери Shell беруть зразки палива не тільки з бака автомобілів, але і з інших частин паливної системи, причому проби аналізуються до 40 разів за час гоночного вікенду. І якщо проби палива беруться для контролю відповідності заявленому зразку, то аналіз проб мастила допомагає оцінити стан двигуна та коробки передач - наявність в маслі частинок алюмінію, міді або заліза дозволяє не тільки визначити ступінь зношування агрегату, але й діагностувати стан окремих вузлів двигуна та КП. Експрес-аналіз проводиться за допомогою спектрометра - після того, як зразок «розкладений на складові», колір спалахів визначає конкретний метал, а частота спалахів - концентрацію цього металу в маслі. Точність такого аналізу дуже висока: наприклад, якщо з мільйона частинок лише одна належить залізу, то й вона буде виявлена. Після такої ретельної процедури слідує діалог мотористів Ferrari та інженерів Shell. Наприклад, останні попереджають, що у зразках олії, взятої з двигуна автомобіля Феттеля, підвищений вміст міді. Поки воно в межах норми, але… І подібна інформація напевно допоможе інженерам Ferrari ухвалити рішення про використання гонки даного двигуна. Так працює тандем Shell – Ferrari. Тандем, із більш ніж 60-річною історією.

Не секрет, що максимальна швидкість- Показник, що не має особливого практичного значення. Правила дорожнього рухуне дозволяють рухатися зі швидкістю вище 130 км/год, а якщо хтось ризикує знехтувати правилами, то робить це насамперед заради самоствердження. Якщо висока максималка теоретично може відчутно скоротити час поїздки на дальні дистанціїНа практиці більшу частину виграшу "з'їдять" світлофори, що рухаються з дозволеними швидкостями попутники та інстинкт самозбереження.

У гонщиків все навпаки. Максимальна швидкість, яку розвиває конкретний автомобіль із конкретним пілотом на борту, є дуже важливим показником. Але через це важлива не теоретична максималка, а конкретна, показана в конкретній точці гоночної траси- точці початку гальмування в кінці найдовшої прямої. Тобто пілотові та його гоночному інженеру важливо, що на останньому колі електроніка зафіксувала 327 км/год і це на 7 км/год гірше, ніж той самий пілот на тій же машині в тих же погодних умовахі з тими ж налаштуваннями показав у п'ятничних тренуваннях. А ось той факт, що на два тижні раніше на іншій трасі максималка була на 38 км/год більше ні про що не говорить: адже найдовші прямі різних автодромів можуть серйозно відрізнятися один від одного - і розмірами, і ступенем абразивності, що безпосередньо впливає на розгінну динаміку. асфальт.

Ніщо не заважає виписати в стовпчик дані про максимальну швидкість на різних трасах і знайти серед цих чисел найбільше. Хоча й тут усе не так просто. Приміром, минулого сезону максимальними були 362,3 км/год, показані Льюїсом Хемілтоном на Mercedes під час тренувань на трасі в Мехіко. Серед іншого в цьому зіграла свою роль висота в 2200 м над рівнем моря, на якій розташована столиця Мексики: менш щільне, ніж на більшості трас повітря, знизило аеродинамічний опір(а дефіцит кисню в розрідженому повітрі було компенсовано підвищеним тискому системі турбонаддува). А щодо самої високої швидкостіза всю історію "Формули-1", то її продемонстрував у 2005 році в італійській Монці болід McLaren-Mercedes під керуванням Хуана-Пабло Монтойї – 372,6 км/год.

Якщо "ампутувати" заднє антикрило, болід зможе поїхати відчутно швидше.

Варто також згадати і серію заїздів, яку автомобіль заводської команди Honda роком пізніше здійснив на одному із легендарних соляних озер у штаті Юта. Метою було саме досягнення максимальної швидкості, що дозволило інженерам взагалі позбутися заднього антикрила(яке навіть у компактному варіанті відчутно збільшує аеродинамічний опір). Офіційний результат, зафіксований суддями – 397,5 км/год, але відповідно до правил Міжнародної автомобільної федерації це усереднений результат двох заїздів, проведених у протилежних напрямкахз певним часовим інтервалом тощо. На тренуваннях, за чутками, ван дер Мерве зміг розігнатися до 413 км/год.

Ця цифра не виглядає такою вже вражаючою - адже у представленого недавно Bugatti Chiron максимальна швидкість за умовчанням складе 420 км/год, а заради рекорду з найновішого суперкара вичавлюють набагато більше. Втім, не можна забувати, що у болідів "Формули-1" і мотори відчутно менш потужні, і розгінна динаміка краще, а вже за швидкістю в поворотах з ними не зможе зрівнятися ніякий Chiron...

P.S.АвтоВести досі не відповіли на просте запитання, яке вас цікавить? Тоді залиште це питання у коментарях. Але не забудьте перед цим звіритися із матеріалів цієї рубрики.

СКАСУВАННЯ ДОЗАПРАВОК

З цього року дозаправки у Формулі 1 буде скасовано.
Заправки можна робити лише у боксах команди.
Не можна проводити дозаправку автомобіля після того, як автомобіль покинув бокс команди вперше, після того, як відкритий виїзд на трасу для розміщення на стартовій прямій.
Значить, пілоти розпочинатимуть гонку з повністю заправленими баками на всю дистанцію Гран Прі і не зможуть дозаправлятись по ходу гонки. Самі дозаправки були введені у Формулі 1 у 1994 році, я писав про це ось і .

Зі скасуванням дозаправок машини зазнали серйозних змін. Збільшилися паливні баки, як наслідок, розміри самих машин. Зазнали змін гальмівні системиТепер на гальма буде припадати набагато велике навантаження, що особливо позначиться на Гран Прі Сінгапурі та Канаді.
Кардинально зміниться стратегія команд у перегонах. Якщо раніше стратегія була, як жорстко заморожена перед стартом гонки заправкою машини на певну дистанцію. То тепер, частково, і пілоти, і стратеги будуть набагато гнучкішими у виборі стратегії вже під час самих перегонів, і складніше передбачити, коли будуть пити конкуренти.
Зростає цінність уміння пілота берегти шини.
З'являться знову гонки механіків при заміні покришок, останнє десятиліття вони чекали, доки заправні машини вкачають паливо. Тепер ми побачимо гонки механіків із заміни покришок, орієнтовно близько 3х секунд проходитиме піт стоп.
Пілотам по ходу гонки доведеться підлаштовуватися під характеристики балансу машин, що змінюються. Швидше за все, машини різних командбудуть швидше в різних ситуаціях, чиїсь шасі будуть швидшими на порожніх баках, чиїсь при повних.
Ну і нарешті можливо, що хтось застосує ризиковані стратегії. Будуть стартувати з мінімальним запасом палива, розраховуючи на появу сафеті автомобіля на трасі, і відповідно, плануючи економити паливо під сафеті автомобілем. Це також може призвести до цікавих ситуацій на останніх колах гонки.
Загалом ситуація з економією палива на останніх колах може виникати у всіх пілотів. Під час гонки пілот перемикає режими роботи двигуна залежно від конкретної ситуаціїна трасі, він використовує весь потенціал мотора, коли веде безпосередню боротьбу за позицію, економить ресурс, якщо потужність даний моментне потрібна, у разі дощу або під сафети автомобілем включаються зовсім інші режими роботи двигуна. У гонці пілот може перемикачем на кермі вибирати до десятка різних режимів для двигуна, і при кожному їх витрата палива буде різним.
А ось кількість заправленого палива на старті гонки дуже важлива для боротьби за позицію на першому відрізку гонки, близько 3х десятих втрати на колі дають кожні 10 кг ваги, а ймовірно, різниця в заправці різних машинможе досягати до 20 кг, а це вже цілих пів секунди з кола.

Формула 1 - це не просто найдорожчий і видовищний виглядспорту. Це новітні технології, Це найкращі конструкторські та інженерні уми, це будь-яка можливість, щоб перетворити гоночний автомобіль на ШВИДКІСТЬ.
Представляємо вам топ найнесподіваніших і найдивніших втілень інженерної думки у спробах досягти цієї самої мети.

1. Tyrrell P34 (1976-1977рр.)

Головний конструктор команди Tyrrell Дерек Гарднер розробив шестиколісну модель. Задні колесабули стандартних розмірів, А ось передні чотири колеса були діаметром у два рази меншими. Суть полягала в тому, що зчеплення з дорогою залишалося таким самим, як у стандартного автомобіля з чотирма однаковими колесами, а опір вітру за рахунок меншого діаметра був нижче. Ця модель насправді була успішною та показувала високі результатиу перегонах. Проте з ряду причин автомобіль швидко застарів, зокрема через незатребуваність шин такого розміру (адже іншим командам вони не були потрібні), компанія, яка їх виробляє, Goodyear, не приділяла достатньої уваги їх модернізації в той час як стандартні моделі вдосконалювалися систематично .

2. Williams FW07D (1981р.)

Tyrrell не єдина команда, що сконструювала шестиколісні боліди. Були й інші команди, але, на відміну від Tyrell, спарені колеса у них були ззаду, а не спереду. Усі вони довгий частестувалися, але не показували очікуваних результатів. А FIA зрештою взагалі прописала у правилах вимогу саме 4-х коліс у автомобіля. Так що від подальших спроб проектування болідів з великою кількістюколіс відмовилися.

3. Brabham BT26 (1968р.)

У пошуках кращої аеродинаміки Дж. Бребем та Р. Торонак у 1968 році створили нову версіюантикрил. Нововведення відрізнялося тим, що як заднє, так і переднє антикрила були встановлені досить високо. Переднє антикрило безперечно ускладнювало огляд гонщику. А ненадійність кріплень обох крил і часта їх поломка призвели до ряду серйозних аварій. Таким чином, для підвищення безпеки вже через рік подібні конструкції були заборонені FIA.

З давніх часів люди мандрували морями, поступово вдосконалюючи свої судна. Сучасне кораблебудування дуже розвинене, а...

4. Arrows A22 (2001р.)

Роки йдуть, а цілі ті самі. Після досить тривалої перервикоманда Arrows спробувала знову повернутися до використання високого переднього антикрила, яке ще більше закривало огляд гонщику. Але пильні організатори не допустили цей болід до перегонів.

5. Tyrrell 025 (1997р.)

Чергова спроба команди Tyrrell збільшити притискну силу – додаткові Х-подібні антикрила, встановлені спеціально для перегонів у Монако. Пізніше з метою безпеки й такі антикрила було заборонено.

6. Ensign N179 (1979р.)

Цей болід – дітище Дейва Болдуїна. Привертають увагу радіатори, перенесені з боків на ніс машини. Прямо скажемо, дивне рішення, за що цей автомобіль отримав звання найпотворнішого в історії гонок Формули 1.

7. Lotus 78 (1977 - 1978рр.)

Це перший автомобіль Формули 1, побудований за принципом граунд-ефекту. Ідея полягає в тому, що чим менша відстань між поверхнею траси і дном автомобіля, тим сильніше притискна сила за рахунок області розрідженого повітря, що утворюється під автомобілем. Щоб підвищити цей ефект з боків болідів, встановлювали спідниці, які буквально стелилися по землі.
Треба сказати, що граунд-ефект має і ряд недоліків, до яких відноситься втрата притискної сили і керованості автомобіля під час його підскоків на нерівностях траси. Знову ж таки з метою безпеки спідниці були заборонені.

8. Brabham BT46C (1978р.)

Цей автомобіль створювався також посилення граунд-ефекту. Ззаду був встановлений величезний вентилятор, який як пилосос всмоктував з-під днища автомобіля повітря для розрідження повітря та збільшення притискної сили. Автомобіль брав участь лише в одній гонці під керуванням легендарного Нікі Лауди, і, звісно, ​​переміг. Але був все ж таки заборонений керівництвом.

Сучасний розвитокбронетанкових військ спрямовано збільшення компактності і маневреності машин, тобто, з їхньої полегшення. При їх створенні на...

9. Lotus 88 (1981р.)

Як бачите, цей болід цього разу навпаки не має антикрил. Але при цьому автоконструктор Колін Чепмен створив автомобіль із подвійним шасі (одне всередині іншого). Як відомо, підвіска гоночного автомобіля має бути максимально жорсткою. У цій же конструкції монокока з гонщиком для зменшення вібрації був з'єднаний з колесами м'якою підвіскою в той час, як зовнішній корпус боліда був пов'язаний з жорсткою підвіскою колесами. Таку інноваційну конструкцію FIA також досить швидко заборонила.

10. Боліди 2014 р.

У 2014 році правилами було встановлено нові параметри кромки носа боліда. Якщо у попередні роки висота від контрольної планки була 55 см, то цього року її затвердили на рівні 18,5 см. Внаслідок чого у боротьбі за покращення аеродинаміки команди витончувалися як могли. У когось це вийшло краще, у когось, скажемо прямо, не дуже. Судіть самі.

Ерік Г. Хольтхузен, пояснює, процес розвитку на ринку паливно-мастильних матеріалів для команди Мерседес у Формулі 1. Давайте дізнаємося який бензин заливають у боліди Формули 1?

В даний момент для команди Мерседес Ф1, використовується паливо компанії Петронас (Petronas), який щільніший за звичайний, що дозволяє заощадити до 20 л в об'ємі не втрачаючи при цьому у продуктивності.

Пройшло трохи менше тисячі днів, точніше 992, розповідає Стів Джонсон, керівник команди, яка займається розвитком експлуатаційних показників у MAMG-HPP Mercedes AMG High Performance Powertrainsу Бріксвордс (Brixworth), між публікацією нових правил Формули 1 та першою перемогою боліда Mercedes F1 W05 Hybridу Мельбурні на гран-прі Австралії.

Науково-дослідний центр Петронас (Petronas) VILLASTELLONE.

Центр пошуку Petronas Lubricants International Villastellone та MAMG-HPP, у четвертому кварталі 2011 року розпочали спільні експерименти нового палива. Вони проводили його на моделі з одним циліндром від майбутнього V6 PU106A Hybrid ( пр.авт. так називається двигун, встановлений на боліді Мерседес 2014 року). Через рік вони вже проводили подальші досліди використовуючи весь двигун. З початку розробок до 2014 року їм довелося змішати та перевірити понад 100 марок палива. За цей період вони змогли досягти приросту продуктивності двигуна в 5%.

Важливо! Олія має бути стабільною.

"Очевидно, що двигун 1.6 V6 Turbo, менше ніж 2.4-літровий V8, який використовувався до кінця 2013 року", - розповідає Ерік Г. Хольтхузен, інженер-механік і головний операційний директор групи Petronas Lubricants International, "і тим не менш його питома потужність". більше, ніж у його попередника. Це означає, що він генерує більше тепла, а це посилює завдання олії. Мастило не тільки піддається більш високому тепловому навантаженню, але й подається за допомогою зменшених насосів, які в свою чергу створені такими, щоб не вплинути на розмір самого двигуна.» Це означає, що стабільність олії стає ще важливішим фактором.

Сфера застосування.

Витрата палива обмежена 100 кг на годину. Крім цього, зменшення кількості бензину протягом години не повинно перевищувати 30% від загальної кількості. Таким чином, у паливі повинна бути сконцентрована висока щільність енергії. Так само паливо буде мати справу з високими температурамив камері згоряння, це в свою чергу збільшує ризик детонації та проблеми пов'язані з оптимальним випаром у момент руху машини по прямій.

Пошук нових олій.

Все вдалося. Рівень споживання палива було дотримано (100 кг палива на гонку). У плані надійності, для кожного пілота можна використовувати лише 5 двигунів. При цьому кожен елемент двигуна повинен відпрацювати принаймні 6 гран-прі. Випробування нових мастильних матеріалів для двигуна, проводилися на відповідних стендах як Бріксвордс, так і Бреклі. Ці стенди дозволяють перевірити їхню роботу в двигуні, без самого двигуна. Оскільки немає жодних обмежень щодо стандартів олії, тут дослідження були набагато вільнішими. Ці дослідження надалі принесуть користь для випробувань олії для звичайних автомобілів.

Щільний бензин, заощаджує 20 л, не втрачаючи потужності

Оскільки регламент встановлює максимальна вагабензину, який має перебувати на борту, інженерам довелося шукати лазівки в щільності. Паливо з більшою щільністю, буде займати менший обсяг і це дозволить конструкторам створити менший за розмірами бак. За словами Стіва Джонсона різниця між щільнішим паливом і таким же, але з щільністю набагато меншою може доходити в об'ємі до 20 л, тобто приблизно 15%. Хороший показникФормули 1, яка дуже уважна до деталей.

Паливо із 30 компонентів.

Щоб керувати щільністю та гарантувати паливу потрібний максимум енергії для 1 кг, хіміки Петронас працювали не покладаючи рук. Достатньо сказати, що бензин, який заливають у дорожні автомобілі, складається з 5 компонентів. А паливо Формули 1 формується від 15 до 30 компонентів. Незважаючи на схожість із звичайним бензином, паливо для Формули 1 має щоразу відповідати суворим пунктам правил. При цьому воно повинно містити в собі ті ж компоненти з яких більшою мірою складається звичайний комерційний бензин, не вдаючись до складних хімічних добавок, для збільшення потужності.