Гонка за лидерство: секрет побед великого конструктора. Росс Браун
призваны сделать состязание более зрелищным и побудить автопром разрабатывать технические инновации, которые затем перекочевывают в автомобили серийного производства. Конструкторы же прежде всего стремятся сократить время прохождения круга. Соревнования проходят в несколько этапов в разных странах мира, от Австралии до ОАЭ, от Японии до России, от США до Монако. В топовых командах трудятся более тысячи человек: инженеры, конструкторы, ученые, специалисты по аэродинамике, высококлассные механики, среди которых встречаются и женщины. Большую часть многотысячных деталей ходовой части и «начинки» болидов команды разрабатывают и производят самостоятельно, стремясь достичь в этом абсолютного совершенства. В течение гоночного сезона работа конструкторов не замирает: детали постоянно совершенствуют, меняют, так что к последнему этапу болид может стать на одну-две секунды быстрее, чем был изначально. В действительности на чемпионате побеждает именно тот, кто сумеет выиграть эту инженерную войну. Иногда, впрочем, искусность пилота может компенсировать технические несовершенства автомобиля, но такое случается редко. Ни разу чемпионом «Формулы-1» не становился слабый болид.
Возможности современных гоночных машин захватывают дух. Сначала разгон от 0 до 60 миль в час может занимать целых 2,4 секунды, но это связано с тем, что шины еще не «разогрелись». С течением времени скорость разгона возрастает, и следующие 60 миль (от 60 до 120) машина набирает уже за пару секунд. Не менее поразительна и тормозная система: чтобы остановиться, болиду, мчащемуся со скоростью 200 миль в час, потребуется лишь 3,5 секунды! Пилоты болидов испытывают высочайшие перегрузки – в среднем при торможении они равняются 5g, а на поворотах 4g. Для сравнения: самая высокая перегрузка, которую может испытать водитель мощного дорожного автомобиля, – 1g на поворотах и во время торможения. Именно поэтому пилоты Ф-1 проходят специальную физическую подготовку, не уступающую в интенсивности тренировкам олимпийцев.
Основной секрет поразительных возможностей болидов связан с прижимной силой, которую они способны генерировать. Эти машины – словно реактивные истребители наоборот: благодаря своим аэродинамическим характеристикам они создают поток, прижимающий их к дорожному полотну и улучшающий сцепление покрышек с дорогой. Благодаря этому болиды могут проходить повороты на огромной скорости, быстро разгоняться и тормозить. Гоночные автомобили способны производить прижимную силу, эквивалентную своей массе, то есть 750 кг на скорости 110 миль в час. Теоретически это означает, что с данной скоростью такая машина может ехать вверх дном и не падать. Прижимная сила болида на максимальной скорости доходит до 2,5 тонны. Лобовое сопротивление при этом столь велико, что малейшее поднятие дроссельной заслонки на максимальной скорости приводит к отрицательной перегрузке в 1g – то есть такой же, какую мощный дорожный автомобиль показывает при резком торможении. Другими словами, пилот Ф-1, поднявший ногу с педали газа, потеряет скорость так же быстро, как водитель Porsche 911, выжавший педаль тормоза.
Инженерная мысль, вложенная в создание мотора и трансмиссии, поражает не меньше. Восьмиступенчатая коробка передач работает удивительно эффективно, позволяя переключиться с одной передачи на другую всего за 40 миллисекунд. При этом трансмиссия – полноценная конструктивная единица болида, выполняющая множество функций. Она формирует структуру задней части машины, и ей приходится выдерживать колоссальные нагрузки, которые передаются через заднюю подвеску машины. Обшивка выполнена из композитного материала – углеволокна. Что касается силовой установки, то есть «сердца» гоночной машины, то она состоит из 1,6-литрового двигателя внутреннего сгорания с турбонаддувом и системы рекуперации энергии. Эта система принимает назад кинетическую энергию, возникающую при торможении, и энергию «выхлопа» турбонаддува, а затем запасает ее в аккумуляторах. Болид может вновь использовать эту энергию с помощью двух электрических мотор-генераторов, которыми оснащен его двигатель. Один из электрических моторов соединяется напрямую с двигателем внутреннего сгорания и добавляет до 160 л. с. к мощности основного агрегата на отдельных промежутках (примерно на 30–40 % прохождения круга). Второе устройство «сидит» на валу турбокомпрессора и может как извлекать энергию из выхлопных газов, так и раскручивать турбокомпрессор для сокращения турболага. Совместно все системы «сердца» болида – двигателя внутреннего сгорания и системы рекуперации с двумя мотор-генераторами – работают с куда большей мощностью, достигающей 800 л. с., чем восьмицилиндровый 2,4-литровый двигатель без наддува в болидах предыдущего поколения. Самое поразительное, что подобная производительность требует на треть меньше топлива: в среднем галлона хватает на 6 миль [1]. На первый взгляд аппетит и этого мотора может показаться чрезмерным. В действительности же двигатель болида представляет собой, пожалуй, самую эффективную систему переработки бензина из когда-либо созданных. В 2015 году «Мерседесу» Льюиса Хэмилтона хватило 30 галлонов топлива (113,56 литра), чтобы пройти 192 мили за 78 минут со средней скоростью 236 км/ч и стать победителем гонки в Монце.
Заглавие для этой книги – «Гонка за лидерство: секреты стратегии «Формулы-1» от великого конструктора болидов» – я выбрал по
39,2 литра на 100 км (здесь и далее