Формульный болид – история с продолжением

Многие любители Формулы 1 восхищаются красотой, скоростью и техническим совершенством гоночных автомобилей, но не каждый отдает себе отчет в том, что форма болидов кардинально не менялась на протяжении 100 лет. Многие справедливо возразят, мол, нет ничего постоянного, тем более в технике, тем более в автоспорте. Однако проследив историю создания и развития гоночных машин от первых соревнований в Индианаполисе до последнего этапа Формулы 1 на Гран-при Абу-Даби, можно с уверенностью сказать, что есть вещи не подвластные времени.

Михаэль Шумахер за рулем Ferrari (2006)

Начнем с названия «болид». Оно означает летящее на огромной скорости космическое тело. Абсолютно верно подмечено в отношении гоночного автомобиля. На заре автомобилестроения конструкторы не морочили себе голову сложностью дизайна, а мастерили простой корпус с двухместной кабиной. Автомобили были не совершенны и часто ломались во время гонки, поэтому с пилотом ездил механик. Такие соревнования проходили под всеобщий восторг публики в Индианаполисе (Америке), начиная с 1911 года.

Indianapolis 500 (1911)

Технические требования подразумевали, что колеса автомобиля должны быть вынесены за пределы корпуса. Также открытой оставалась кабина пилота и механика. Со временем механики перебрались в специализированные боксы, а в кабине остался только один пилот.

Indianapolis 500 (1929)

Отсюда и второе название гоночного автомобиля – монопост (место для одного). Регламенты, в которые заносились все технические требования, носили названия «формулы».

Maserati 250F (1956)

Вот на таких «формулах» гоняли первые пилоты по пыльным трассам Indy 500 с минимальной защитой и максимальным уровнем адреналина в крови. Сначала машины по форме напоминали сигару. Возможно потому, что была мода на сигары, но, скорее всего, была элементарная необходимость закрыть стальным корпусом длинное шасси с двигателем и трансмиссией, расположенными по классической компоновке. Водителю приходилось сидеть в неудобном положении за моторным отсеком. Такой «длинный нос» создавал мертвые зоны и сужал обзор дороги. К тому же при любом столкновении водителя просто выбрасывало из открытой всем ветрам кабинки.

Ferrari 375 (1952)

Об аэродинамике серьезно никто не думал. После Первой мировой войны идеи, почерпнутые из воздухоплаванья, легли в основу изменений двигателя и формы гоночных машин. Вместо тяжелых атмосферных двигателей объемом 20-30 литров стали применять двигатели с компрессорными нагнетателями воздуха, что значительно уменьшило массу и дало возможность экспериментировать со схемой их расположения. Заднемоторное расположение впервые предложил Фердинанд Порше и воплотил эту идею в автомобиле Auto Union в далеком 1935 году. Дальнейшему развитию этого направления помешала Вторая мировая война. Однако уже после войны об этом удачном изобретении вспомнили и стали применять на соревнованиях Indy 500, а затем и в Европе на зарождающейся Формуле 1. Тогда конструкторы ошибочно полагали, что уменьшение лобового сопротивления миделя (передней плоскости) при открытых колесах возможно только за счет уменьшения его площади. Однако впоследствии выяснилось обратное: нужно улучшать форму всего кузова, а не только его переднюю часть. Тот же Фердинанд Порше для улучшения обтекаемости предлагал использовать на гоночных автомобилях каплеобразную форму кузова. Поэтому автомобили с открытыми колесами были вынесены в отдельный гоночный класс.

Auto Union (1935)

Машины с полностью закрытыми колесами имеют неоспоримое преимущество в скорости. Именно на них устанавливаются мировые рекорды. Но Формула-1 уже давно не гонится за запредельными скоростями. Все жестко регламентировано и организованно. Однако попытки найти лазейки в регламентах были. Так Mercedes пытался использовать корпус, который полностью закрывал колеса. Правда, это было в далеком 1954 году. Ошибки быстро исправили, и формульный болид продолжил свой стремительный полет уже без «крыльев».

Lotus (1968)

Самым серьезным препятствием на пути воздушного потока остаются сами колеса. Командами постоянно предпринимаются попытки уменьшить коэффициент лобового сопротивления, который колеблется в пределах 1,0 – 1,2.  Колес по-прежнему 4-ре, хотя ширина и диаметр меняются на протяжении всей истории. В сумасшедшие 70-е были попытки команды Тиррелл использовать все 6-ть колес! Это был период открытых экспериментов. Стали появляться различные приспособления: передние и задние антикрылья, диффузоры прочее.

Ники Лауда за рулем Ferrari (1974)

Дальнейшее развитие аэродинамики явилось причиной кардинального изменения формы монопоста. Необходимо было увеличить прижимную силу, что давало бы возможность реализовывать из года в год нарастающую мощь двигателей. Конструкторы стремились уменьшить зазор между днищем кузова и дорогой. Стал широко применяться граунд-эффект (исключение попадания воздуха под днище машины). Это привело к появлению в начале 80-х новой формы болидов с заградительными боковыми «юбками». Но лучшее – враг хорошего. По истечению времени стало понятно, почему колесные диски быстро выходили из строя, а от боковых нагрузок гонщики порой теряли сознание. Впоследствии от этого эффекта отказались и стали широко применять (в том числе на серийных, спортивных автомобилях) диффузор в задней части болида. Здесь наиболее эффективно используется принцип Бернулли (за счет энергии потока воздуха происходит давление на стенки диффузора и днище прижимает к дороге), что не только способствует увеличению прижимной силы, но и охлаждает заднюю подвеску.

Алан Прост за рулем болида Renault на трассе Брендс-Хэтч (1984)

На форму корпуса оказали влияние и требования по безопасности. Еще в 60-х стали применяться, так называемые, монококи – пространственные конструкции с великолепными прочностными характеристиками. После открытия углеволокна и композитных материалов, начиная с 80-х годов, все монококи изготавливают именно из таких материалов. Сам пилот находится в кокпите – открытой кабине, где помещается сиденье, вынесен руль и другие элементы управления. Позади пилота есть дуга безопасности, за которой находится воздухозаборник. Сзади к монококу крепятся двигатель, трансмиссия, подвеска и аэродинамические элементы. Спереди – передние элементы аэродинамики и подвеска. Радиаторы в боковые понтоны впервые установил Lotus в 1970 году и с тех пор, вплоть до наших дней, они не поменяли своего расположения.

Айртон Сенна за рулем McLaren Honda MP4-7 (1992)

Формульный болид, конечно же, меняется со временем. Что-то уходило в историю. Появлялись новые конструктивные элементы. Дизайнеры и конструкторы делают постоянные попытки заглянуть в его будущее. Однако стремительная форма и открытые колеса всегда будут узнаваемы, ибо с этого начиналась и до сих пор продолжается история взаимоотношения человека и автомобиля.

Red Bull RB7 (2014)

Комментарии нет