© Copyright © 2016 by Adam Parr and Brawn Consulting Ltd
First published in English by Simon & Schuster UK Ltd, England
© Плешаков Е.М., перевод на русский язык, 2020
© Оформление. ООО «Издательство «Эксмо», 2021
Если бой гладиаторов автогоночного спорта, пилотов, – у всех на виду, то о многомиллиардной инженерной войне известно далеко не всем. Она остается за кулисами. Между тем правила «Формулы‐1» предписывают командам-участницам соревнований ежегодно создавать новые оригинальные модели болидов, отвечающие техническому регламенту, который меняется каждый год. В основном эти изменения касаются ограничения скорости и повышения безопасности гонок. Но также они 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 из нескольких тысяч 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. В действительности в чемпионате побеждает именно тот, кто сумеет выиграть эту инженерную войну. Иногда, впрочем, мастерство гонщика может компенсировать техническое несовершенство автомобиля, но такое случается редко. Ни разу чемпионом «Формулы‐1» не становился пилот на медленном болиде.
Возможности современных гоночных машин захватывают дух. Если первые 100 километров в час они набирают за 2.4 секунды, что еще сопоставимо с дорожными гиперкарами, то дальнейший разгон со 100 до 200 абсолютно невероятен и занимает всего лишь две секунды. Не менее поразительна и тормозная система: чтобы остановиться, болиду, мчащемуся со скоростью 320 км/ч, потребуется лишь 3,5 секунды! Пилоты болидов испытывают высочайшие перегрузки – при торможении они достигают 5g, а в поворотах – до 4g. Для сравнения: максимальная перегрузка, которую может испытать водитель мощного дорожного автомобиля, – 1g в поворотах и во время торможения. Именно поэтому пилоты «Формулы-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 создавать прижимную силу, эквивалентную своей массе, то есть 750 кг на скорости 180 км/ч. Теоретически это означает, что с данной скоростью такая машина может ехать в тоннеле по потолку и не падать. Прижимная сила болида на максимальной скорости доходит до 2,5 тонн. Сопротивление воздуха при этом столь велико, что если убрать ногу с педали акселератора, машина начнет замедляться с ускорением в 1g – то есть таким же, каким мощным дорожный автомобиль развивает при резком торможении. Другими словами, пилот «Формулы-1», поднявший ногу с педали газа, сбросит 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. Корпус коробки передач выполнен из композитного материала – углеволокна. Что касается силовой установки, то она состоит из 1,6-литрового двигателя внутреннего сгорания с турбонаддувом и системы рекуперации энергии (ERS). Эта система принимает назад кинетическую энергию, возникающую при торможении, и энергию выхлопных газов с помощью 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 трансмиссией и добавляет до 160 л. с. к мощности основного агрегата на отдельных промежутках (примерно на 30–40 % прохождения круга). Второе устройство расположено на валу турбокомпрессора и может как извлекать энергию из выхлопных газов, так и раскручивать турбокомпрессор для сокращения турболага. Совместно все системы «сердца» болида – двигатель внутреннего сгорания и системы рекуперации с двумя мотор-генераторами – работают с куда большей мощностью, чем атмосферный восьмицилиндровый 2,4-литровый двигатель в болидах предыдущего поколения развивавший до 800 л.с. Самое поразительное, что подобная производительность требует на треть меньше топлива: на 100 км расходуется меньше 40 литров. На первый взгляд аппетит и этого мотора может показаться чрезмерным. В действительности же двигатель современного болида представляет собой, пожалуй, самую эффективную систему, использующую бензин, из когда-либо созданных. В 2015 году «Мерседесу» Льюиса Хэмилтона хватило 114 литров топлива, чтобы пройти 307 километров за 78 минут со средней скоростью 236 км/ч и стать победителем гонки в Монце.
