 Двигатели F-1 на ступени S-IC вместе с создателем ракеты Сатурн V, Вернером фон Брауном | |
| ЖРД | |
| керосин | |
| жидкий кислород | |
| 1 | |
| США | |
| 1967-1973 гг | |
| «Сатурн V» (первая ступень, S-IC) | |
| F-1A, F-1B | |
| 1959 год | |
| Rocketdyne | |
| 9 115 (сухой - 8 353) кг | |
| 5,79 м | |
| 3,76 м | |
| Вакуум: 790 тс (7,77 МН)Ур. моря: 690 тс (6.77 МН) | |
| Ур.моря: 265 с | |
| 165 с | |
| 7 MPa (69.1 атм.) | |
| 16 | |
| 2,27 | |
F-1 — американский жидкостный ракетный двигатель (ЖРД), разработанный компанией Rocketdyne. Использовался в ракете-носителе Сатурн V. Пять двигателей F-1 использовались на первой ступени Сатурна V, S-IC. На 2008 год[1] являлся самым мощным, из летавших, однокамерным ЖРД.
Двигатель использовал в качестве топлива керосин RP-1, в качестве окислителя — жидкий кислород.
До создания жидкостного ракетного двигателя РД-170 (тягой 740 тc) и твердотопливного бокового ускорителя «Спэйс Шаттла» являлся самым мощным летавшим ракетным двигателем[источник не указан 442 дня]. На 2015 год является наиболее мощным однокамерным жидкостным ракетным двигателем в истории из когда-либо летавших[источник не указан 442 дня] (двигатель M-1[en] имел бо́льшую тягу, и был испытан на стенде, но никогда не использовался).
F-1 в Космическом ракетном центре США в Хантсвилле Первоначально F-1 был разработан Rocketdyne в соответствии с запросом ВВС США от 1955 года о возможности создания очень большого ракетного двигателя. Конечным результатом этого запроса стали два разных двигателя — E-1 и более крупный F-1. Двигатель E-1, хоть и успешно прошёл стендовые огневые испытания, но быстро был признан технологически тупиковым вариантом, и отменен в пользу крупного, более мощного F-1. Американские ВВС впоследствии остановили дальнейшую разработку F-1 из-за отсутствия приложений для такого крупного двигателя. Однако НАСА, созданное в этот период времени, оценило пользу, которую может принести двигатель такой мощности, и заключила с «Рокетдайн» контракт на завершение его разработки. Испытания компонентов F-1 были начаты в 1957 году. Первое огневое испытание полностью скомпонованного тестового F-1 было совершено в марте 1959 года[2].
Семь лет разработок и испытаний двигателей F-1 выявили серьёзные проблемы с нестабильностью процесса горения, которые иногда приводили к катастрофическим авариям. Работы по устранению этой проблемы первоначально шли медленно, поскольку она проявлялась периодически и непредсказуемо. В конечном итоге инженеры разработали технику подрыва небольших зарядов взрывчатых веществ (которые они называли «бомбами») внутри камеры сгорания во время работы двигателя, что позволило им определить, как именно работающая камера отвечает на флуктуации давления. Конструкторы теперь могли быстро экспериментировать с различными форсуночными головками для выбора наиболее устойчивого варианта. Над этими задачами работали с 1962 по 1965 годы[3][4]. В окончательной конструкции горение в двигателе было настолько стабильно, что он мог самостоятельно гасить искусственно вызванную нестабильность за десятую долю секунды.
В рамках программы «Space Launch System» NASA проводило конкурс на разработку боковых ускорителей с целью выбрать победителя к концу 2015 года. В 2012 году в Pratt & Whitney Rocketdyne предложили использовать жидкостный ускоритель с новой версией F-1.[5]
В 2013 году инженеры НАСА решили обратиться к опыту предыдущего поколения инженеров, создавших F-1. В рамках программы разработки тяжелого носителя SLS проведены испытания газогенератора двигателя F-1.[6] Испытания произошли благодаря молодым инженерам «Космического центра Маршалла», которые разобрали двигатель под номером F-6090, планировавшийся к использованию в отмененной миссии «Аполлон-19», и провели его трехмерное сканирование. По полученным чертежам собрали новые детали для газогенератора от двигателя под номером F-6049, который и был испытан.[7]
Pratt & Whitney, Aerojet Rocketdyne и Dynetics приняли участие в тестировании, и в рамках конкурса на ускорители предложили разработку под названием Pyrios с целью замены твердотельных пятисегментных ускорителей МТКК Спейс шаттл, планировавшихся к использованию на ранних вариантах Space Launch System. Pyrios, по плану, должен быть жидкостным ускорителем с двумя двигателями F-1B, и, в случае установки на SLS Block II, ракета-носитель смогла бы доставлять 150 тонн на низкую опорную орбиту.[8]
Основной частью двигателя была камера сгорания, в которой смешивались и сгорали топливо и окислитель, создавая тягу. Куполообразная камера в верхней части двигателя служила в качестве распределительного трубопровода, подводящего жидкий кислород к форсункам, а также служила как крепление для карданного подвеса, передававшего усилие на корпус ракеты. Ниже этого купола находились форсунки, по которым топливо и окислитель направлялись непосредственно в камеру сгорания, они были сконструированы таким образом, чтобы обеспечить хорошее смешивание и сгорание компонентов. Топливо подводилось к форсуночной головке из отдельного распределительного трубопровода; часть топлива направлялась по 178 трубкам, проложенным по всей длине камеры сгорания, которая занимала почти всю верхнюю половину сопла, и возвращалась обратно, охлаждая камеру.
Выхлопные газы из газогенератора использовались для вращения турбины, приводившей в движение отдельные насосы для топлива и окислителя, питающие системы камеры сгорания. Газогенератор вращал турбину со скоростью 5 500 об/мин, давая мощность в 55 000 лошадиных сил (41 МВт). Топливный насос прокачивал 58 564 литров керосина RP-1 за минуту, в то время как насос окислителя - 93 920 л жидкого кислорода за минуту. С точки зрения условий работы, турбонасос был способен выдерживать диапазон температур от температуры газогенераторного газа в 800 °C (1 500 °F), до температуры жидкого кислорода в −180 °C (-300 °F). Топливо использовалось также для охлаждения подшипников турбины, а вместе с присадкой RB0140-006 (диалкилдитиофосфат цинка) — для смазки зубчатых колёс турбонасоса[9].
Ниже камеры сгорания располагался сопловой насадок, занимавший приблизительно половину длины двигателя. Этот насадок повышал степень расширения двигателя от 10:1 до 16:1. Выхлоп газогенератора турбонасоса выводился к насадку с помощью большого суживающегося трубопровода; этот относительно холодный газ образовывал слой, защищавший сопловой насадок от горячих (3 200 °C) выхлопных газов из камеры сгорания.[10]
F-1 сжигал 1 789 кг (3 945 фунтов) жидкого кислорода и 788 кг (1 738 фунтов) керосина RP-1 каждую секунду работы, производя 6,7 МН (1 500 000 фунт-сил) тяги. Это равно скорости вытекания 1 565 л (413,5 US.галлонов) жидкого кислорода и 976 л (257,9 US галлонов) керосина в секунду. В течение своих двух с половиной минут работы пять двигателей F-1 поднимали ракету-носитель Сатурн-5 на высоту 68 км, придавая ей скорость 9 920 км/ч. Объединённый расход жидкости у пяти двигателей F-1 в РН Сатурн-5 составлял 12 710 л (3 357 US галлонов) в секунду, что могло опустошить 110 000 литровый (30 000 US галлонов) плавательный бассейн за 8,9 секунд[10]. Один двигатель F-1 имел бо́льшую тягу(690 т), чем все три главных двигателя шаттлов (SSME), вместе взятые.[11] Тяга одного F-1 примерно равна тяге всей двигательной установки первой ступени из 9 двигателей современной ракеты «Falcon 9» при несколько меньшей эффективности: удельный импульс Merlin 1D+ 282 сек. при давлении в камере 97 атм. против 265 сек. при 69 атм. у F-1.
wikiredia.ru
F-1 — американский жидкостный ракетный двигатель (ЖРД), разработанный компанией Rocketdyne. Использовался в ракете-носителе Сатурн V. Пять двигателей F-1 использовались на первой ступени Сатурна V, S-IC. На 2008 год[1] являлся самым мощным, из летавших, однокамерным ЖРД.
| Двигатели F-1 на ступени S-IC вместе с создателем ракеты Сатурн V, Вернером фон Брауном | |
| ЖРД | |
| керосин | |
| жидкий кислород | |
| 1 | |
| США | |
| 1967-1973 гг | |
| «Сатурн V» (первая ступень, S-IC) | |
| F-1A, F-1B | |
| 1959 год | |
| Rocketdyne | |
| 9 115 (сухой - 8 353) кг | |
| 5,79 м | |
| 3,76 м | |
| Вакуум: 790 тс (7,77 МН)Ур. моря: 690 тс (6.77 МН) | |
| Ур.моря: 265 с | |
| 165 с | |
| 7 MPa (69.1 атм.) | |
| 16 | |
| 2,27 | |
Двигатель использовал в качестве топлива керосин RP-1, в качестве окислителя — жидкий кислород.
До создания жидкостного ракетного двигателя РД-170 (тягой 740 тc) и твердотопливного бокового ускорителя «Спэйс Шаттла» являлся самым мощным летавшим ракетным двигателем[источник не указан 441 день]. На 2015 год является наиболее мощным однокамерным жидкостным ракетным двигателем в истории из когда-либо летавших[источник не указан 441 день] (двигатель M-1[en] имел бо́льшую тягу, и был испытан на стенде, но никогда не использовался).
F-1 в Космическом ракетном центре США в Хантсвилле Первоначально F-1 был разработан Rocketdyne в соответствии с запросом ВВС США от 1955 года о возможности создания очень большого ракетного двигателя. Конечным результатом этого запроса стали два разных двигателя — E-1 и более крупный F-1. Двигатель E-1, хоть и успешно прошёл стендовые огневые испытания, но быстро был признан технологически тупиковым вариантом, и отменен в пользу крупного, более мощного F-1. Американские ВВС впоследствии остановили дальнейшую разработку F-1 из-за отсутствия приложений для такого крупного двигателя. Однако НАСА, созданное в этот период времени, оценило пользу, которую может принести двигатель такой мощности, и заключила с «Рокетдайн» контракт на завершение его разработки. Испытания компонентов F-1 были начаты в 1957 году. Первое огневое испытание полностью скомпонованного тестового F-1 было совершено в марте 1959 года[2].
Семь лет разработок и испытаний двигателей F-1 выявили серьёзные проблемы с нестабильностью процесса горения, которые иногда приводили к катастрофическим авариям. Работы по устранению этой проблемы первоначально шли медленно, поскольку она проявлялась периодически и непредсказуемо. В конечном итоге инженеры разработали технику подрыва небольших зарядов взрывчатых веществ (которые они называли «бомбами») внутри камеры сгорания во время работы двигателя, что позволило им определить, как именно работающая камера отвечает на флуктуации давления. Конструкторы теперь могли быстро экспериментировать с различными форсуночными головками для выбора наиболее устойчивого варианта. Над этими задачами работали с 1962 по 1965 годы[3][4]. В окончательной конструкции горение в двигателе было настолько стабильно, что он мог самостоятельно гасить искусственно вызванную нестабильность за десятую долю секунды.
В рамках программы «Space Launch System» NASA проводило конкурс на разработку боковых ускорителей с целью выбрать победителя к концу 2015 года. В 2012 году в Pratt & Whitney Rocketdyne предложили использовать жидкостный ускоритель с новой версией F-1.[5]
В 2013 году инженеры НАСА решили обратиться к опыту предыдущего поколения инженеров, создавших F-1. В рамках программы разработки тяжелого носителя SLS проведены испытания газогенератора двигателя F-1.[6] Испытания произошли благодаря молодым инженерам «Космического центра Маршалла», которые разобрали двигатель под номером F-6090, планировавшийся к использованию в отмененной миссии «Аполлон-19», и провели его трехмерное сканирование. По полученным чертежам собрали новые детали для газогенератора от двигателя под номером F-6049, который и был испытан.[7]
Pratt & Whitney, Aerojet Rocketdyne и Dynetics приняли участие в тестировании, и в рамках конкурса на ускорители предложили разработку под названием Pyrios с целью замены твердотельных пятисегментных ускорителей МТКК Спейс шаттл, планировавшихся к использованию на ранних вариантах Space Launch System. Pyrios, по плану, должен быть жидкостным ускорителем с двумя двигателями F-1B, и, в случае установки на SLS Block II, ракета-носитель смогла бы доставлять 150 тонн на низкую опорную орбиту.[8]
Установка двигателей F-1 на ступень S-IC РН Сатурн-5. Сопловой насадок снимался на время монтажа двигателей. Основной частью двигателя была камера сгорания, в которой смешивались и сгорали топливо и окислитель, создавая тягу. Куполообразная камера в верхней части двигателя служила в качестве распределительного трубопровода, подводящего жидкий кислород к форсункам, а также служила как крепление для карданного подвеса, передававшего усилие на корпус ракеты. Ниже этого купола находились форсунки, по которым топливо и окислитель направлялись непосредственно в камеру сгорания, они были сконструированы таким образом, чтобы обеспечить хорошее смешивание и сгорание компонентов. Топливо подводилось к форсуночной головке из отдельного распределительного трубопровода; часть топлива направлялась по 178 трубкам, проложенным по всей длине камеры сгорания, которая занимала почти всю верхнюю половину сопла, и возвращалась обратно, охлаждая камеру.
Выхлопные газы из газогенератора использовались для вращения турбины, приводившей в движение отдельные насосы для топлива и окислителя, питающие системы камеры сгорания. Газогенератор вращал турбину со скоростью 5 500 об/мин, давая мощность в 55 000 лошадиных сил (41 МВт). Топливный насос прокачивал 58 564 литров керосина RP-1 за минуту, в то время как насос окислителя - 93 920 л жидкого кислорода за минуту. С точки зрения условий работы, турбонасос был способен выдерживать диапазон температур от температуры газогенераторного газа в 800 °C (1 500 °F), до температуры жидкого кислорода в −180 °C (-300 °F). Топливо использовалось также для охлаждения подшипников турбины, а вместе с присадкой RB0140-006 (диалкилдитиофосфат цинка) — для смазки зубчатых колёс турбонасоса[9].
Ниже камеры сгорания располагался сопловой насадок, занимавший приблизительно половину длины двигателя. Этот насадок повышал степень расширения двигателя от 10:1 до 16:1. Выхлоп газогенератора турбонасоса выводился к насадку с помощью большого суживающегося трубопровода; этот относительно холодный газ образовывал слой, защищавший сопловой насадок от горячих (3 200 °C) выхлопных газов из камеры сгорания.[10]
F-1 сжигал 1 789 кг (3 945 фунтов) жидкого кислорода и 788 кг (1 738 фунтов) керосина RP-1 каждую секунду работы, производя 6,7 МН (1 500 000 фунт-сил) тяги. Это равно скорости вытекания 1 565 л (413,5 US.галлонов) жидкого кислорода и 976 л (257,9 US галлонов) керосина в секунду. В течение своих двух с половиной минут работы пять двигателей F-1 поднимали ракету-носитель Сатурн-5 на высоту 68 км, придавая ей скорость 9 920 км/ч. Объединённый расход жидкости у пяти двигателей F-1 в РН Сатурн-5 составлял 12 710 л (3 357 US галлонов) в секунду, что могло опустошить 110 000 литровый (30 000 US галлонов) плавательный бассейн за 8,9 секунд[10]. Один двигатель F-1 имел бо́льшую тягу(690 т), чем все три главных двигателя шаттлов (SSME), вместе взятые.[11] Тяга одного F-1 примерно равна тяге всей двигательной установки первой ступени из 9 двигателей современной ракеты «Falcon 9» при несколько меньшей эффективности: удельный импульс Merlin 1D+ 282 сек. при давлении в камере 97 атм. против 265 сек. при 69 атм. у F-1.
org-wikipediya.ru
Переход Формулы 1 на 'экологичные' турбодвигатели V6 станет ключевым элементом глобального технического перевооружения спорта в 2014-м году. Крэг Скарборо углубляется в особенности вопроса
Формула 1 подошла к переломному моменту. Новации затронут каждую область машины, но ничто не претерпит таких глобальных изменений, как двигатели.
На протяжении последних десятилетий новации в области моторов никогда ещё не требовали столь глобальных перемен, которые, вдобавок, требовалось бы осуществить одним махом. Стремление FIA к относительно экономичным, но одновременно мощным двигателям вылилось в переход Формулы 1 на турбированные агрегаты объёмом 1,6 литра.
Можно не сомневаться, что в сезоне-2014, самым важным – и почти наверняка даже определяющим – фактором станут именно технологии двигателестроения.
На протяжении десятилетий регламент на моторы оставался практически неизменным. Появившись в 1960-х, трёхлитровые двигатели Формулы 1 сначала уступили турбомоторам, затем чемпионат вернулся к "атмосферникам" – сначала объёмом 3,5 литра, после вновь трёхлитровым, а затем уже к современным 2.4. несмотря на "турбофлирт", а также движение последних лет в сторону фиксированных комбинаций, базовая структура моторов ни разу не претерпевала качественным изменений.
Турбины в Ф1 появились с лёгкой руки Renault в 1977 годуФото: LAT
Благодаря относительной стабильности регламента, частота вращения коленвала атмосферных двигателей достигла отметки 20000 в минуту, а мощность – 1000 л.с. Когда в 2006-м чемпионат оказался перед лицом финансовых проблем, было решено "заморозить" спецификацию моторов.
Прошлый год Формула 1 закончила с 2,4-литровыми V8, способными раскручиваться до 18000 оборотов в минуту и выдавать на-гора до 780 л.с. Благодаря запрету на доработку двигатели стали чрезвычайно надёжными.
В результате затраты поставщиков значительно снизились – у них больше не было необходимости развивать технологии и строить большое количество моторов на сезон. Несмотря на потерю Honda, BMW и Toyota, Формуле 1 удалось подойти к концу сезона-2013 с четырьмя поставщиками.
На протяжении какого-то времени в FIA оценивали несколько вариантов конфигурации двигателей. К выбору именно такой спецификации привел ряд соображений, однако решающий вес в принятии окончательного решения сыграла пресловутая "экологичность". В итоге мы увидим более компактные и эффективные моторы, способные обеспечивать ту же мощность, что и их предшественники в 2013 году.
В процессе обсуждения первоначальная идея о 1,6-литровых рядных "четвёрках" эволюционировала к варианту V6. Такое решение оказалось на руку Ferrari и Mercedes, которые боялись, что изначальная концепция негативно скажется на маркетинговых программах реализации дорожных автомобилей. Кроме того, в плане спецификации двигателей новая формула оказалась довольно близка к требованиям марафонского чемпионата мира WEC в классе LMP1.
Первая же редакция регламента 2014-го однозначно дала понять, что новые двигатели будут радикально отличаться от прежних "восьмёрок": объём 1,6 литра, турбонагнетатель с неограниченным давлением наддува, планка предельных оборотов на уровне 15 тысяч и жёстко лимитированный расход топлива.
Дальнейшая корректировка правил привела к тому, что все вышеуказанные параметры претерпели изменения, а также появился пункт об использовании лишь пяти моторов по ходу сезона. Эти далеко идущие изменения требуют разработки абсолютно нового двигателя – или "энергоблока", как его называют в регламенте за мощную систему рекуперации энергии.
Исторически у производителей двигателей для Формулы 1 была определённая свобода в плане выбора количества цилиндров, угла развала блоков и размеров поршня в пределах установленного максимального объема.
В начале 2000-х началась активная борьба моторостроителей – война технологий привела к тому, что силовые агрегаты становились всё меньше, легче, достигали более высоких оборотов. Однако в FIA начали одно за другим вводить ограничения, и с каждой последующей редакцией правил они становились всё более жёсткими.
Из-за того, что основные решения в архитектуре двигателей уже прописаны, командам придётся действовать в их рамках. Как уже упоминалось, мотор должен быть шестицилиндровым с V-образным размещением блоков при угле развала в 90 градусов. Диаметр цилиндров составляет 80 мм, ход поршня также фиксирован.
Двигатели V12 исчезли из Больших Призов после 1994 годаФото: LAT
Таким образом, производители моментально сталкиваются с трудными задачами. Предыдущий диаметр цилиндров в 98 мм достался Формуле 1 по наследству ещё от эры V10, эта норма осталась в силе и при переходе к восьмицилиндровым двигателям. Таким образом, уменьшение размера потребует ряда абсолютно новых разработок для всех тестовых стендов.
Меньшие поршни также потребуют, чтобы клапаны сильнее выступали в камеру сгорания, что, наряду с возросшей температурой в ней, приводит к необходимости использования более компактных свечей зажигания.
Проблемой могут стать более высокие температура и давление. Система масляного охлаждения поршней – та область, которой придётся уделить пристальное внимание. Вполне вероятно, что для повышения надёжности поршней их вновь будут изготавливать из стали, а не алюминия.
Правила также определяют геометрические размеры той области машины, куда должен быть установлен двигатель, вплоть до конкретных точек крепления блока – данный пункты в теории призваны предотвратить создание командами слишком компактных установок, а также облегчить процесс замены мотора.
Из этого следует, что теоретически возможны любые комбинации шасси и двигателей. Команды наверняка смогут смонтировать новый мотор на свою машину и прикрепить к нему коробку передач, однако всё же необходимо будет провести ряд доработок и изменений, чтобы подготовить машину к установке другого двигателя.
В правилах прописан максимальный вес мотора, он составляет 145 килограмм, что намного больше прошлогодней нормы в 95 кг, поскольку в эту величину входит и система рекуперации энергии. Именно поэтому команды так желают видеть в своём составе лёгких пилотов, чтобы иметь возможность "играть" развесовкой по осям в своих интересах.
Регламентом также определено положение центра тяжести двигателя – чтобы команды не тратили существенные суммы средств на поиск решений по его понижению с целью получения преимущества.
Центр тяжести выше на 35 мм по сравнению с прошлогодним показателем до 200 мм, но это объясняется более высокой осью вращения коленчатого вала – она расположена на 32 мм выше, чем прежде, что также сказалось на конструкции сцепления и коробки передач.
Возвращение турбокомпрессоров в Формулу 1 позволит новым "малолитражным" двигателям соответствовать по мощности своим атмосферным предшественникам.
Турбины формально разрешено было использовать еще с 1950 года, но фактически они появились в Формуле 1 благодаря Renault в 1977-м – и использовались множеством производителей вплоть до запрета в 1988-м году. В то время классические трёхлитровые Cosworth V8 и оппозитные 12-ти цилиндровые двигатели Ferrari проигрывали 1,5-литровым турбомоторам соперников.
Хороший двигатель Формулы 1 до начала "турбоэры" выдавал 550 лошадиных сил, но в период наддувных силовых агрегатов и свободы в использовании топлива этот показатель достигал 1500 лошадиных сил!
Возвращение Формулы 1 к использованию турбин не будет означать, что мы вновь увидим необузданную мощность и вырывающееся из выхлопных трубы пламя, как это было в 80-х. Вместо этого – в рамках озвученного тренда к использованию технологий для дорожных автомобилей – наддув станет меньшим, исчезнет "турбояма" [задержка отклика мотора], а уровень расхода топлива заметно сократится.
В 1980-е турбомоторы выдавали больше 1000 л.с.Фото: LAT
Параметры нагнетателя также строго регламентированы: допускается наличие одной турбины с изменяемой геометрией.
Система должна быть размещена параллельно продольной оси автомобиля и использовать энергию отработанных газов на выходе из блоков цилиндров.
Невозможно будет использовать выхлопные газы внутри V-образного блока – такой подход имеет место в суперкарах Audi в классе LMP, а также применялся командой Ferrari на заре турбоэры.
Хотя применение байпасных клапанов турбины и разрешено, абсолютно все выхлопные газы должны выходить через единую выхлопную трубу. В силу оговоренного расположения выхлопной трубы и количества энергии, которую будет получать турбина от отработанных газов, использование выхлопа в аэродинамических целях будет строго ограничено.
Не считая ранних турбомоторов Renault, в Формуле 1 так и не нашла применения идея с использованием одной турбины, размещённой по центральной оси – мы привыкли видеть, что воздух поступает через специальные "перископные" воздуховоды на боковых понтонах.
В спецификации 2014-го года турбина должна быть размещена прямо за двигателем, потому сверху осталось свободное пространство для воздуховода, начинающегося за головой пилота. Потому внешне машины будут выглядеть практически так же.
Однако забор воздуха никак не регулируется, так что команды могут найти другие места для размещения отверстий. Единственное условие – они не должны располагаться ближе 20 см от поверхности земли.
Благодаря отсутствию ограничений в этой сфере, перед командами открываются разнообразные аэродинамические возможности, чтобы избежать использования излишне большого воздухозаборника над головой пилота, а также использовать в аэродинамических целях негативное давление, возникающее сразу позади заборного отверстия.
Турбина потребует мощной системы охлаждения. В ней самой для этого используется масло, но также необходимо будет снизить температуру воздуха, проходящего через турбину перед подачей его в двигатель. Таким образом, большую часть пространства в одном из боковых понтонов займёт большой интеркулер (система промежуточного охлаждения).
Команды будут стремиться к минимизации длины воздуховодов, по которым поток направляется от турбины через интеркулер к мотору, чтобы снизить показатель задержки (турбо-лага). К счастью, общая теплоотдача не будет превышать прошлогодних показателей, так что традиционные масляный и водяной радиаторы получится разместить в одной боковине, освобождая место для интеркулера в другой.
Первоначальная идея возврата в Формулу 1 турбо-технологий без ограничения давления наддува звучала как начало очередной гонки технологических вооружений в стремлении производить моторы с высочайшей степенью наддува и огромной мощностью на выходе. Но озабоченность Формулы 1 "зелёным" имиджем перечеркнула такой вариант развития событий путём введения ограничения расхода топлива.
В FIA приняли довольно мудрое решение в данном вопросе: двигатель на оборотах свыше 10500 в минуту не может потреблять больше 100 кг топлива в час.
Топливная эффективность станет важным факторомФото: LAT
На менее нагруженных режимах расход уменьшается пропорционально оборотам. Фактически получается, что именно на 10500 оборотах в минуту будет достигаться максимальная мощность: расти дальше ей помешает ограничение на расход топлива – к тому же, на максимальных 15000 об/мин начнет негативно проявлять себя сила трения.
Двигатели окажутся наиболее эффективными на подступах к отметке в 10500 оборотов в минуту, а значит, свыше этого показателя коленвал будет раскручиваться лишь в квалификации в конце длинных прямых, да и то в силу фиксированных передаточных чисел.
Во избежание потери мощности из-за ограничения расхода топлива FIA впервые разрешила использовать систему прямого впрыска. В моторах предыдущих поколений использовался непрямой впрыск – топливо распылялось при помощи форсунок, установленных над впускными патрубками. Теперь топливо будет впрыскивается непосредственно в камеру сгорания при высоком давлении. FIA ограничила его величину на уровне 500 бар для предотвращения разработки дорогостоящих насосов высокого давления.
Финальный пункт раздела правил, касающегося топлива, говорит об использовании датчика, контролирующего максимальный расход. Это ультразвуковое устройство было создано компанией Gill Sensors. Преимущество датчика состоит в том, что он никак не сказывается на течении топлива. Расход будет контролироваться электронным блоком с целью не допустить повышенного уровня потребления топлива двигателем.
Большинство поклонников Формулы 1 переживают по поводу звука новых двигателей. Меньший объём, турбина и заметно более низкие обороты – всё это является прямой антитезой эпохе V10/V8, потому вызывает опасения, что моторы будут слишком тихими, имеющими "не то" звучание.
Те, кто помнят предыдущую турбо-эру 80-х, знают: тогда двигатели были ещё меньше в объеме (1,5 литра), имели меньшую турбину и раскручивались до более низких оборотов. Я бывал на Гран При в тот период, и могу смело утверждать, что моторы тогда звучали громко и интересно. Конечно, всегда найдутся недоброжелатели, но дискуссии по поводу звучания смолкнут вскоре после старта сезона.
Еще одно воспоминание из 80-х годов: в случае схода пилота из-за отказа двигателя болельщики могли наблюдать языки пламени из полыхающего мотора. Не думаю, что в 2014 году мы станем свидетелями таких зрелищных пожаров, но слишком уж долгим получился период невероятной надёжности восьмицилиндровых "атмосферных" двигателей, ставший следствием "заморозки" регламента.
Команды и пилоты в наши дни попросту не привыкли к отказам техники или провалам в чемпионате из-за проблем с надёжностью. Титул в следующем сезоне вполне может быть выигран не самой быстрой, а самой надёжной машиной.
Новый двигатель Renault V6
Ещё одной проблемой для каждого, кто столкнётся с недостаточной надёжностью техники, станет ограничение количества двигателей в пять на сезон. В случае необходимости использования дополнительного блока [каждый силовой агрегат разбит на несколько блоков, которые можно менять независимо] последуют штрафные санкции – перестановки по решетке. Это может стать настоящей проблемой для некоторых команд в конце сезона.
Итак, каким именно образом будут работать новые двигатели в свете всех указанных ограничений? Справедливости ради стоит отметить, что сами по себе бензиновые агрегаты не смогут соответствовать предыдущему поколению моторов в плане пиковой мощности.
Но в паре с обновлённой системой рекуперации энергии на выходе мы получим примерно ту же мощность. Однако время на круге в данном случае не стоит рассматриваться в качестве основного показателя, поскольку во многих случаях проявят себя иные приёмистость и крутящий момент.
Двигатели 2013-го года развивали совсем небольшую мощность на оборотах до 10000 в минуту, а затем шёл резкий скачок в 500 лошадиных сил на следующих 8000 оборотах.
Диапазон мощности турбомоторов находится ниже: двигатели будут демонстрировать лишь половину своих возможностей до 5000 оборотов в минуту, а затем смогут выдавать все 600 лошадиных сил вплоть до отметки в 10000 об/мин. Выше этого показателя, как уже говорилось, вступает в силу ограничение расхода топлива и мощность падает.
Без ERS (принцип работы системы рекуперации энергии будет описан в последующих материалах) двигатель сможет развивать 600 лошадиных сил; а вот с новыми системами ERS-K и ERS-H мощность составит уже 800 лошадиных сил на большей части круга – в сочетании с невероятно высоким показателем крутящего момента.
Все это новые двигатели смогут обеспечить, расходуя на треть меньше топлива, чем предыдущие образцы. В контексте вышесказанного можно сделать вывод, что новые моторы по-настоящему впечатляют.
autosport.com.ru
1971 год
Эра турбин захватила не только авиастроение: новые двигатели применяли на танках, кораблях и даже автомобилях. Конструкторский гений «Формулы-1» семидесятых Колин Чепмен решил, что его Lotus готов шагнуть в сторону газотурбинной невероятной тяги. Инженеры компании Pratt & Whitney подготовили для Lotus 56B компактный двигатель от вертолета, повысив его мощность и доработав для гонок.
На бумаге все выглядело отлично, но на трассе оборачивалось кошмаром. Турбина пожирала газ из расчета литр на километр, реагировала на педаль акселератора с запозданием в пару секунд и глохла в поворотах без тяги. Технические проблемы сыпались одна за другой – особенно доставалось приводу, испытывавшему непривычные нагрузки. Лишь в одной гонке Эмерсон Фиттипальди добрался до финиша, но лишь на восьмом месте, не сумев реализовать турбину на самой быстрой трассе «Формулы-1» в Монце.
Результаты для двигателя: 3 Гран-при, 0 очков.
Lotus 56B с турбинойEurosport
1985 год
Итальянский самодел для итальянских конюшен. Именно таким было призвание увесистого (на 50 кг тяжелее остальных) и маломощного (720 сил против 1000) двигателя V6 турбо. В среднем он позволял своим клиентам проигрывать какие-то 6-10 секунд с круга, приводя фанатов «Формулы-1» в бешенство своей медлительностью. Бедные Minardi и AGS не могли себе позволить монстров из Германии, Японии или Франции, довольствуясь проблемным итальянским товаром. Лишь трижды Пьерлуиджи Мартини добирался до финиша, хотя двигатель виноват только в половине сходов – итальянец много рисковал, чтобы ликвидировать недостатки ужасного мотора, и часто вылетал с трассы сам.
Результаты для двигателя: 16 Гран-при, 0 очков.
1985 год
Будучи официальной командой Ford в кузовных гонках, Zakspeed постепенно расширяла свое влияние, сначала заявившись в гонки на выносливость, а затем и в «Формулу-1» с двигателем, взятым со спортпрототипа. Но как ни доделывай дорожный агрегат, ему никогда не сравняться со специально разработанными. Команде удалось выжать из движка в полтора литра 800 лошадиных сил, а вот заставить надежно работать по ходу сезона – нет. Несмотря на это, мотор Zakspeed 1500/4 1.5 продержался аж до 1988 года – ему просто не могли найти альтернативу. Он даже заработал очки в Сан-Марино-87, когда половина пелотона сломалась, а у другой закончилось топливо. В остальном двигатель вызывал лишь страдания у пилотов и команды в самый разгар эпохи безграничной власти турбомоторов.
Результаты для двигателя: 100 Гран-при (4 сезона), 2 очка.
Zakspeed на трассе в 1985 годуEurosport
1989 год
Насмотревшись на успехи заклятого конкурента по «Формуле-1», руководители Lamborghini подготовили мощный ответ. 12-цилиндровый двигатель должен был даже без шасси обгонять хиляков с V8 от Ford. Машину-донора предоставила команда Larrousse, годом ранее оставшаяся без очков в чемпионате мира. Союз вышел неудачным. Мало того, что шасси Lola не годилось для «Формулы-1», так еще и за рулем болидов сидели рента-драйверы. Сырой, не обкатанный и слишком тяжелый силовой агрегат камнем тянул всю команду ко дну. С трудом квалифицируясь на очередную гонку, пилоты сталкивались с проблемами двигателя чуть чаще, чем регулярно. Хотя одно очко Филип Альо все же добыл.
Результаты для двигателя: 64 Гран-при (2 сезона), 12 очков.
1989 год
Сделав немало отличных мотоциклетных двигателей, японская компания нашла место и в пелотоне «Формулы-1» и довольно успешно там выступала несколько лет, ворвавшись в топ-15 моторостроителей «Королевских гонок» по количеству Гран-при. Но проба пера у нее, мягко говоря, получилась так себе. Выбрав для дебюта не самую сильную команду Zakspeed, японцы просчитались. Да и мотор вышел полным непроверенных решений. Так, японцы установили по пять клапанов на цилиндр, вместо привычных четырех.
Ноль очков и куча пустых гонок, где пилоты даже не попали на стартовую решетку – не каждый продолжит работу после такого. Но трудолюбивые сыны Страны восходящего солнца взяли год на размышление, а затем выдали-таки годный двигатель с двенадцатью цилиндрами вместо восьми.
Результаты для двигателя: 32 Гран-при (2 старта), 0 очков.
Zakspeed с мотором YamahaEurosport
1991 год
Британская конюшня Leyton House стартовала в «Формуле-1» слабо, зато уже во втором сезоне поднялась на шестое место. Приняв на работу молодого Эдриана Ньюи, она получила отличное шасси. Но слабенький двигатель Judd губил все начинания на корню (правда, в сезоне 1990 года Иван Капелли доехал до второго места во Франции). В межсезонье команду покинули сразу несколько инженеров, а Ньюи переманили и того раньше. Денег не было, пришлось выбирать мотор попроще. Компания Ilmor оказалась под боком и предложила то, что нужно – легкий и компактный двигатель.
Но на этом список достоинств моторчика заканчивался. Он выдавал лишь 680 л.с., пока остальные значительно переваливали за 700, был ненадежным и не модифицировался по ходу сезона. Сгорать Ilmor 2175A предпочитал ближе к финишу, банально не выдерживая гоночной дистанции. Инженеры Ilmor провели работу над ошибками, но намного позже: двумя годами позже фирмой Ilmor заинтересуется Mercedes и родится Ilmor 2175B – предтеча чемпионских Ilmor-Mercedes конца девяностых.
Результаты для двигателя: 32 Гран-при, 1 очко.
1991 год
Японские владельцы Arrows искали разные способы сделать свой Footwork быстрее и успешнее. Контракт с мощной компанией Porsche сулил успех, ведь еще в 1986 году их двигатели уверенно взяли чемпионский титул. Немецкие инженеры взялись за работу, создав интересный проект нового для себя типа – V-образный двигатель с восемью цилиндрами. Получился знатный исполин весом под 180 килограмм – на 45 тяжелее, чем у конкурентов из Ferrari.
Помимо веса, двигатель имел массу проблем, например, с давлением масла на максимальных оборотах, и не желал выдавать обещанную мощность. Пилоты не могли даже пройти квалификацию, оставаясь за бортом Гран-при. А если им и удавалось выйти на старт, то мотор быстро оповещал всех о своем былом величии столбом дыма. В Монако команда окончательно отказалась от немецких монстров, а Porsche с тех пор даже не пытались вернуться в Королевские гонки.
Результаты для двигателя: 12 Гран-при, 0 очков.
Footwork с мотором Porshe, 1991 годEurosport
1995 год
Команда Footwork возлагала большие надежды на двигатель британской фирмы Hart, ведь ее 12-цилиндровая модель на болидах Jordan выглядела приемлемо. Но времена мелких производителей прошли – в «Формуле-1» правили не только большие деньги, но и высокие технологии. Только вот созданный по новым технологиям двигатель V8 не выдерживал критики. Лишь третье место Джанни Морбиделли в безумном «Гран-при Австралии», где финишировали всего восемь участников, спасло команду от подвала турнирной таблицы. Имея 830 лошадиных сил – совсем недурно для того времени – двигатель часто ломался и был капризным. Зато недорогим.
Результаты для двигателя: 66 Гран-при (2 сезона), 6 очков.
Footwork с двигателем HartEurosport
2010 год
Этот силовой агрегат можно назвать одновременно и спасителем, и убийцей. Благодаря возвращению независимой компании Cosworth в 2010 году выжили Williams, Lotus Racing, Hispania и Virgin. Рекордно низкая стоимость двигателя позволила им свести дебет с кредитом и уверенно выступать в гонках, без пожаров и поломок. Надежный, удобный в обращении и компактный, Cosworth CA2010 V8 представлял собой достойного наследника чемпионских моторов марки. Но лошадиных сил ему явно не хватало.
Слабость движка в итоге и погубила три команды из четырех. Они не показывали ровно никаких результатов, только Williams на медленных трассах набирал очки, создав неплохое шасси. Кроме того, двигатель практически не дорабатывался по ходу сезона и не подгонялся под болиды, поэтому конструкторам, наоборот, приходилось подстраиваться под него.
Результаты для двигателя: 306 Гран-при (3 сезона), 74 очка.
Williams с мотором CosworthEurosport
2015 год
Французское чудище инженерной мысли родилось страшным плаксой. Тут он перегревается, здесь у него мозг закипает, а вот сейчас и вовсе никто не знает, что с ним – каждую гонку пилоты чемпионского Red Bull сражались с мотором и лишь затем думали о Гран-при. Чуть повзрослев, моторчик обрел стабильность, но в 2015 году обновленная версия словно переживает переходный возраст. Дефицит мощности, прожорливость, лишние килоджоули тепла и потрясающая слабость всех элементов привели команду к краху. Едва ли не через раз Квяту и Риккардо приходится менять блоки и терять по десять позиций на старте, а затем страдать в гонке от очередной неполадки.
А виновата во всем французская нерасторопность, которая лихо переплюнула даже итальянскую расхлябанность. Ferrari прогрессируют, а инженеры Renault чешут репы и другие места, якобы содержащие мозги, и постоянно обещают перемены. Но со словами они обращаются пока лучше, чем с двигателями.
Результаты для двигателя: 12 Гран-при, 55 очков.
Болид Риккардо в БахрейнеEurosport
Следите за «Формулой-1» на Eurosport.ru
Хозяева «ПСЖ» и босс клуба НФЛ хотят купить 35% акций «Формулы-1»
Фестиваль «Крылья». Триумфальное десятилетие Red Bull
www.eurosport.ru
Ferrari – единственная команда, выступающая в Формуле 1 с первого сезона. Кроме того, итальянская команда – самостоятельный производитель моторов, что позволяет проследить тенденцию изменения мощности двигателей с 1950 по 2011 год…
| Год | Шасси | Формула двигателя | Мощность |
| 1950 | Ferrari 375 | 4.5 литра V12 | 350 сил |
| 1951 | Ferrari 375 | 4.5 литра V12 | 350 сил |
| 1952 | Ferrari 500 | 2 литра, рядный 4 (по регламенту F2) | 185 сил |
| 1953 | Ferrari 500 | 2 литра, рядный 4 (по регламенту F2) | 185 сил |
| 1954 | Ferrari 553 | F1 2.5 литра, рядный 4 | 260 сил |
| 1955 | Ferrari 555 | F1 2.5 литра, рядный 4 | 260 сил |
| 1956 | Ferrari D50 | 2.5 литра, V8 | 265 сил |
| 1957 | Ferrari 801 | 2.5 литра, V8 | 275 сил |
| 1958 | Ferrari 246 | 2.5 литра, V6 | 280 сил |
| 1959 | Ferrari 256 | 2.5 литра, V6 | 280 сил |
| 1960 | Ferrari 246 P | 2.5 литра, V6 | 263 сил |
| 1961 | Ferrari 156 | 1.5 литра, V6 | 190 сил |
| 1962 | Ferrari 156 | 1.5 литра, V6 | 190 сил |
| 1963 | Ferrari 156 F1-63 | 1.5 литра V6 | 205 сил |
| 1964 | Ferrari 158 | 1.5 литра, V8 | 210 сил |
| 1965 | Ferrari 512 | 1.5 литра, оппозитный 12 | 220 сил |
| 1966 | Ferrari 312 F1-66 | 3 литра V12 | 360 сил |
| 1967 | Ferrari 312 F1-67 | 3 литра V12 | 390 сил |
| 1968 | Ferrari 312 F1-68 | 3 литра V12 | 410 сил |
| 1969 | Ferrari 312 F1-69 | 3 литра V12 | 436 сил |
| 1970 | Ferrari 312 B | 3 литра оппозитный 12 | 450 сил |
| 1971 | Ferrari 312 B2 | 3 литра оппозитный 12 | 470 сил |
| 1972 | Ferrari 312 B2 | 3 литра оппозитный 12 | 470 сил |
| 1973 | Ferrari 312 B3-73 | 3 литра оппозитный 12 | 485 сил |
| 1974 | Ferrari 312 B3-74 | 3 литра оппозитный 12 | 490 сил |
| 1975 | Ferrari 312 T | 3 литра оппозитный 12 | 495 сил |
| 1976 | Ferrari 312 T2 | 3 литра оппозитный 12 | 500 сил |
| 1977 | Ferrari 312 T2 | 3 литра оппозитный 12 | 500 сил |
| 1978 | Ferrari 312 T3 | 3 литра оппозитный 12 | 510 сил |
| 1979 | Ferrari 312 T4 | 3 литра оппозитный 12 | 515 сил |
| 1980 | Ferrari 312 T5 | 3 литра оппозитный 12 | 515 сил |
| 1981 | Ferrari 126 CK | 1.5 литра V6 турбо | 540 сил |
| 1982 | Ferrari 126 C2 | 1.5 литра V6 турбо | 580 сил |
| 1983 | Ferrari 126 C3 | 1.5 литра V6 турбо | 600 сил |
| 1984 | Ferrari 126 C4 | 1.5 литра V6 турбо | 660 сил |
| 1985 | Ferrari 156-85 | 1.5 литра V6 турбо | 780 сил |
| 1986 | Ferrari F1-86 | 1.5 литра V6 турбо | 850 сил |
| 1987 | Ferrari F1-87 | 1.5 литра V6 турбо | 880 сил |
| 1988 | Ferrari F1-87/88C | 1.5 литра V6 турбо | 620 сил |
| 1989 | Ferrari F1-89 | 3.5 литра V12 | 600 сил |
| 1990 | Ferrari F1-90 | 3.5 литра V12 | 680 сил |
| 1991 | Ferrari F1-91 | 3.5 литра V12 | 725 сил |
| 1992 | Ferrari F92 A | 3.5 литра V12 | 735 сил |
| 1993 | Ferrari F93 A | 3.5 литра V12 | 745 сил |
| 1994 | Ferrari 412 T1 | 3.5 литра V12 | 750 сил |
| 1995 | Ferrari 412 T2 | 3 литра V12 | 690 сил |
| 1996 | Ferrari F310 | 3 литра V10 | 715 сил |
| 1997 | Ferrari F310 B | 3 литра V10 | 730 сил |
| 1998 | Ferrari F300 | 3 литра V10 | 805 сил |
| 1999 | Ferrari F399 | 3 литра V10 | 790 сил |
| 2000 | Ferrari F1-2000 | 3 литра V10 | 805 сил |
| 2001 | Ferrari F2001 | 3 литра V10 | 825 сил |
| 2002 | Ferrari F2002 | 3 литра V10 | 835 сил |
| 2003 | Ferrari F2003-GA | 3 литра V10 | 845 сил |
| 2004 | Ferrari F2004 | 3 литра V10 | 865 сил |
| 2005 | Ferrari F2005 | 3 литра V10 | 865 сил |
| 2006 | Ferrari 248 F1 | 2.4 литра V8 | 725 сил |
| 2007 | Ferrari F2007 | 2.4 литра V8 | 730 сил |
| 2008 | Ferrari F2008 | 2.4 литра V8 | 740 сил |
| 2009 | Ferrari F60 | 2.4 литра V8 | 750 сил |
| 2010 | Ferrari F10 | 2.4 литра V8 | 760 сил |
| 2011 | Ferrari 150° Italia | 2.4 литра V8 | 770 сил |
www.f1news.ru
Двигатель «Лянча-D50».В автогонках любого уровня зрителей прежде всего привлекает соперничество пилотов, личностей. Многие болеют также за определенные автомобили или команды. Но, думается, совсем мало наберется людей, которых бы всерьез интересовало, какой двигатель обеспечил победу той или иной машине. Между тем, подобно футбольному вратарю, мотор — это половина команды. Если не больше — во всяком случае, что касается формулы 1.
Двигатель — самая сложная и дорогая часть гоночного автомобиля. Возможно, поэтому фирм, поставляющих моторы для формулы 1, ровно вдвое меньше, чем тех, кто строит шасси. За всю историю чемпионата мира их едва наберется четверть сотни, не считая полулюбительских конструкций, появлявшихся в 50—60-е годы на одном-двух этапах. Причем, если сами автомобили — особенно в последние годы — строят в основном мелкие специализированные фирмы, то большая часть моторов для них поставляется крупнейшими автомобильными концернами, такими, как «Мерседес-Бенц», «Хонда», «Рено». Правда, и «специалисты» достаточно успешно справляются с этим сложным делом: вспомним хотя бы самого известного из них — «Косворт».
Трудно, конечно, однозначно ответить на вопрос, какая из этих конструкций была наиболее удачной — слишком широки временные рамки. Тем не менее сейчас, когда автоспортивная пресса полна рассуждений о непобедимости моторов «Рено» и о том, что интерес к первенству мира от этого падает, полезно оглянуться немного назад. Может быть новое — это только хорошо забытое старое?
Так всех повергают в изумление рекорды «Хонды» (1988 год, 15 побед из 16) и «Рено» (1992 год, 15 «поул-позишн» из 16). И мало кто вспоминает о достижениях «Косворта». В 1969 году машины, оснащенные этим мотором, выиграли все 11 этапов чемпионата и каждый раз были первыми на старте. Четырьмя годами позже результат был еще выше — 15 из 15. Кроме того, за два сезона 1968-1969 годов — 22 победы и 21 «поул-позишн» из 23 возможных. И, наконец, уникальная серия — с 20 июля 1968 по 10 мая 1970 года «косворты» выиграли все Гран-При!
Самый эффективный мотор формулы 1 — «Мерседес-Бенц».Правда, здесь есть одно существенное отличие. «Рено» и «Хонда» поставляли свои моторы не более чем двум командам, а с «Косвортом» побеждали «Матра», «Лотос», «Тиррел», «Мак-Ларен», «Вильямс» и многие другие. Впрочем, в 1967 году, когда этот мотор впервые появился в Ф1. он был предназначен исключительно для команды «Лотос». Именно «под него» проектировал свой «Лотос-49» Колин Чапмен.
Многие считают 8-цилиндровый V-образный мотор с двумя распредвалами в каждой головке цилиндров, четырьмя клапанами на цилиндр (отсюда название «Косворт-DFV» — дабл фо вэйлв) и впрыском топлива «Лукас» лучшим двигателем не только формулы 1, но и вообще во всей истории автогонок. Действительно, силовой агрегат, сконструированный Майклом Костином и Кейтом Даквортом, прожил необычайно долгую и славную жизнь. За 17 сезонов эта модель (одна модель, заметьте, тогда как «Рено» и «Хонда» едва ли не каждый год существенно обновляли свои двигатели) в 243 гонках одержала 155 побед, принесла 12 чемпионских титулов. «Косворт» уступал почти всем своим конкурентам в мощности, но был легким, надежным и, что немаловажно, дешевым. В 1968 году его продавали за 7500 фунтов стерлингов, в то время как «Феррари» двигатель обходился в 50 тысяч.
И все же строгая математика не позволяет поставить этот во всех отношениях выдающийся агрегат на первое место. Как вы, наверное, уже успели заметить, в помещенной здесь таблице включены все моторы, одержавшие в Ф1 хотя бы одну победу. Кроме «Инди-500», которая была этапом чемпионата мира с 1950 по 1960 год. Мы расставили их в соответствии с эффективностью — процентным отношением числа побед к количеству стартов в чемпионате мира. Однозначный лидер по этому показателю — «Mерседес-Бенц».
Разработанный немецкими инженерами специально для новой, 2,5-литровой формулы 1, вступившей в силу с 1954 года, 8-цилиндровый рядный мотор мощностью 300 л. с. при 9000 об/мин имел прямой впрыск топлива «Бош» и десмодромный клапанный механизм. В первой же своей гонке он занял первые два места и на старте, и на финише, а также установил рекорд круга. Трехлучевая мерседесовская звезда, просияв на небосклоне формулы 1 ровно полтора года, погасла так же внезапно, как и появилась. Руководство штутгартской фирмы решило, что этого достаточно, чтобы на долгие десятилетия сделать «Мерседес-Бенц» символом не только комфорта, но и скорости.
Возможно, недалек тот день, когда этот немецкий мотор вновь появится в гонках Гран-при — на швейцарском «Заубере». Но пока «Мерседес-Бенц» действует необычайно осторожно (может из опасения испортить статистику?), ограничившись туманной надписью «Концепция «Мерседес-Бенц» на машине, оснащенной английским мотором «Илмор».
4-цилиндровый «Ковентри-Клаймекс» образца 1960 года (2495 см3, 243 л. с. при 6800 об/мин).Немецкая фирма была предпоследним крупным автомобильным заводом, которому удалось выиграть чемпионат мира Ф1 на собственном автомобиле. А последней через год стала... «Лянча». Да-да, не удивляйтесь, два сезона — в 1956 и 1957 годах — команда «Феррари» использовала в формуле 1 автомобили другого итальянского завода. Вот почему в графе «победы» у «скудерии» стоит 98, а не привычная всем цифра 103.
«Лянча-D50», появившаяся также в 1954 году, была последним творением одного из известнейших конструкторов в истории автомобилестроения Витторио Яно. Создатель знаменитых 8C, P3, «Альфетты 158/159» и на закате творческой деятельности доказал, что способен идти в ногу со временем. 8-цилиндровый V-образный мотор впервые в Ф1 выполнял роль силового элемента рамы, предвосхитив таким образом «чапменовскую революцию» 1967 года. К сожалению, в 1955 году Джанни Лянча очутился в глубоком финансовом кризисе, и гоночные автомобили за 30 тысяч фунтов стерлингов приобрел Энцо Феррари. Так и получилось, что моторы «феррари» (и автомобили, разумеется, тоже) стартовали не в 504 Гран-при, как написано во всех справочниках, а в 492.
В целом же двигатели, сконструированные в Маранелло, как выясняется, вовсе не так хороши, как мы привыкли думать. В нашей таблице — создания почти легендарных Аурелио Лампреди, Карло Кити, Мауро Форгьери, как видим, уступили не только всем своим нынешним и недавним конкурентам, но и полузабытым уже «Ковентри-Клаймекс» и «Репко».
Первый из них строил небольшой английский завод, специализировавшийся на помпах и пожарных насосах. Известность к нему пришла, когда литровый моторчик от переносной помпы инженеры фирмы «Кифт» приспособили на свой спортивный автомобиль. Эксперимент оказался настолько удачным, что через три года моторы «Ковентри-Клаймекс» буквально оккупировали формулу 2. А в 1957 году этот двигатель появился на «Купере» в Ф1. Уже 19 января следующего года 2,5-литровый мотор мощностью 239 л. с. принес Стерлингу Моссу на «Купере» победу в Гран-при Аргентины. А потом были чемпионские звания Джека Брэбхэма и Джима Кларка в «полуторалитровой» формуле 1. Но когда в 1966 году рабочий объем моторов повысили до 3000 см3, «Ковентри-Клаймекс» сразу отстала — последняя победа ее двигателя датируется 1 августа 1965 года.
Появившийся в 1947 году 16-цилиндровый V-образный (135°) BRM с компрессором развивал для своего объема (1486 см3) невероятные 615 л. с. при 12000 об/мин. Но в погоне за мощностью английские конструкторы упустили не менее важное качество гоночного мотора — надежность.«Репко» — мотор еще более экзотический. Он был построен австралийской фирмой, занимавшейся производством лодочным моторов, на базе серийного блока «Олдсмобил». 8-цилиндровый V-образный двигатель выглядел прямо-таки слабаком (285—300 л. с.) по сравнению с 360—380-сильными конкурентами. Однако его удивительная надежность (вот что значит серийный блок!) позволила Брэбхэму и Денису Хьюму завоевать два чемпионских титула, а команде «Брэбхэм» два Кубка конструкторов.
Надежность и в самом деле одно из важнейших качеств гоночного мотора. Тот, кто пренебрегает ею в ущерб мощности, может быть и войдет в историю. Как вошли в нее 16-цилиндровый H-образный, страшно сложный и дорогой BRM или 12-цилиндровая V-образная поперечная (!) «Хонда» объемом 1,5 литра, турбомоторы «Рено» или «Альфа-Ромео». Однако займет в ней место в разделе «курьезы», в «зале славы» скорее всего окажутся другие.
Конструкция моторов формулы 1 — тема необъятная, и мы обязательно еще вернемся к ней. Ну, а «кто же на свете всех сильнее»? Вопрос этот чисто риторический. Как говаривал Генри Форд — «самый лучший автомобиль — это новый автомобиль».
Д. МЕЛЬНИК («АМС», 1993, №4)
| 1. "Мерседес-Бенц" | 1954—1955 (2) | 12 | 9 | 8 | 9 | 75 |
| 2. "Форд-Косворт" | 1963—1992 (30) | 369 | 160 | 131 | 148 | 43,3 |
| 3. "Ковентри-Клаймекс" | 1957—1969 (13) | 97 | 40 | 45 | 44 | 41,2 |
| 4. "Хонда" | 1964—1992 (14) | 186 | 71 | 74 | 57 | 38,1 |
| 5. "Вэнуолл" | 1954—1960 (7) | 28 | 9 | 7 | 6 | 32,1 |
| 6. "Лянча" | 1954—1957 (4) | 18 | 5 | 8 | 6 | 27,8 |
| 7. "Порше" | 1957—1991 (14) | 105 | 26 | 8 | 18 | 24,7 |
| 8. "Репко" | 1966—1969 (4) | 33 | 8 | 7 | 4 | 24,2 |
| 9. "Рено" | 1977—1992 (13) | 204 | 41 | 73 | 48 | 20,1 |
| 10. "Феррари" | 1950—1992 (41) | 492 | 98 | 104 | 114 | 19,9 |
| 11. "Мазерати" | 1950-1969 (18) | 109 | 11 | 11 | 17 | 10,1 |
| 12. BMW | 1982—1987 (6) | 91 | 9 | 15 | 15 | 9,8 |
| 13. BRM | 1951—1977 (23) | 197 | 18 | 11 | 15 | 9,1 |
| 14. "Альфа-Ромео" | 1950—1987 (19) | 212 | 12 | 15 | 20 | 5,6 |
| 15. "Веслейк" | 1966—1968 (3) | 18 | 1 | — | 2 | 5,5 |
| 16. "Матра" | 1968—1982 (10) | 126 | 3 | 4 | 5 | 2,3 |
own.in.ua
Немного про двигатель Формулы 1
Принципиально моторы Формулы 1 не отличаются от моторов в дорожных машинах. Это обыкновенный четырёхтактный мотор, который сконструирован и произведён для участия в гонках. Вот это участие в гонках и определяет основные отличия от мотора в дорожной машине. ![Мотор 1 [ссылка]](/800/600/http/content.foto.mail.ru/mail/formula1ru/_blogs/i-37834.jpg)
Основные ограничения, которые прописаны в регламенте Формулы 1
- Разрешены только 4-тактные поршневые двигатели.
- Объем двигателя не должен превышать 2400 куб. см
- Скорость вращения коленчатого вала не должна превышать 18000 об/мин.
- Наддув запрещается.
- Все двигатели должны иметь 8 цилиндров расположенных под углом в 90 градусов "V"-образной конфигурации и сечение каждого цилиндра должна быть круглым.
- Двигатели должны иметь два впускных и два выпускных клапана на цилиндр.
- Клапана допускаются только поршневого типа, седло клапана только круглое.
- Диаметр цилиндра не может превышать 98mm. - Расстояние между цилиндрами 106.5мм (+ / - 0,2 мм).
- Ход поршня не менее 58мм.
- Общий вес двигателя должен быть не менее 95кг.
- Центр тяжести двигателя, не может находиться ниже 165мм над исходной плоскостью.
- Продольное и поперечное положение центра тяжести двигателей должно находиться в пределах района, который является геометрическим центром двигателя, + / - 50 мм.
- Системы с переменной геометрией не допускаются.
- В двигателях нельзя использовать магниевые сплавы, композитные материалы (ММС) и интерметаллические материалы
- Покрытия могут свободно использоваться при условии, что общая толщина покрытия не превышает 25% от толщины, в любом случае толщина покрытия не может быть больше 0,8мм
- Поршни, могут быть изготовлены из алюминиевого сплава на основе Al-Si ; Al-Cu ; Al-Mg; Al-Zn
- Поршневые пальцы, коленчатый и распределительный вал должны быть изготовлены из сплава на основе железа и должен быть изготовлен из цельного куска материала.
- Допускается использование дополнительного устройства, для запуска двигателя в боксах и на стартовой решётке ![Мотор 2 [ссылка]](/800/600/http/content.foto.mail.ru/mail/formula1ru/_blogs/i-37835.jpg)
Как в Тойоте разрабатывали двигатели.
Всё, что связано с моторами, очень засекречено, но кое о чем поделились ребята из Тойоты. 10ти цилиндровый, 3 литровый двигатель Тойоты RVX-V10 был рассчитан на ресурс в 1500 километров в режиме гонки. Исполнительный директор Тойоты Моторспорт, Есиаки Киносита рассказал, что реальная мощность моторов была гораздо ближе к 1000 л/с чем многие думали. Но реальную мощность так и не назвал.
Разработку этого мотора начали в 2000 году, и первые версии мотора выдавали около 800 л/сил. Дальнейшие доработки и модификации позволили поднять мощность ещё на 200 л/с к финальным гонкам 2005 года, когда эти моторы последний раз участвовали в гонках.
Если посмотреть на эти моторы, то визуально различий почти не видно. Конструкция мотора осталась такой же, а те изменения, которые позволили поднять мощность моторов были столь незаметны неопытному взгляду. Микроскопические изменения формы поршней, технологий обработки и покрытий привели к столь серьёзному увеличению мощности.
Одной из основных проблем, которую решали конструкторы моторов, это победить резонансные частоты в моторе. Каждый из элементов в моторе имеет свою собственную резонансную частоту, и на столь высоких оборотах мотора, они в какой-то момент накладываются, и мотор взрывается от собственного резонанса. Сегодня конструкторы научились добиваться такого, что собственный резонанс не разрывает мотор на куски.
Современный двигатель Формулы 1 проектируется не в статической среде. Проектирование происходит с учётом всех процессов происходящих в моторе. При столь высоких оборотах, что бы понять как будет вести себя клапан при открытии, важно знать не только механические характеристики пружины, распредвала, но и просчитать гидродинамикой, какое влияние окажут воздушные потоки в моторе на открытие клапана. Сегодня двигатель проектируется с учётом динамических процессов протекающих внутри мотора.
Мощность сама по себе важный фактор, но не один этот параметр важен. Нельзя сказать, что для мотористов, достижение максимальной мощности является главной задачей. Важен расход топлива. Порой, важнее иметь возможность проехать большее количество кругов между пит стопами, хорошую кривую мощности, чем получить дополнительные 10 л/сил.
Современный мотор Формулы 1 не сможет работать, если многие из компонентов мотора не будут покрыты специальными покрытиями. При столь высоких оборотах мотора, нагрузки которые приходятся на отдельные компоненты, столь высоки, что металлы без покрытий не смогут выдержать такие нагрузки. Сами по себе покрытия не столь дороги, и, по словам мотористов Тойоты, моторы Формулы 1 оказались прекрасным полигоном для проверки технологий, и в ближайшее время эти покрытия будут применяться на дорожных машинах для снижения расхода топлива и увеличения ресурса моторов.
Ещё один важнейший компонент для современного двигателя смазочные материалы. Моторное масло обеспечивает работу мотора и предохраняет трущиеся поверхности в моторе от повреждения. Сегодня в моторах применяют масла с низкой вязкостью, которые нефтянники специально разработали для моторов Формулы 1. Разработка масел для каждой отдельной трассы очень дорогой процесс, и несмотря на то, что для скоростных трасс, и трасс типа Монако применение различного моторного масло может дать свой результат, но затраты будут огромны, и команды используют одинаковое моторное масло по ходу сезона на различных трасах.
----------------------------------------------------------------------------
- Техника 2010 - Двигатель
- Техника 2010 - Машины
- Технический регламент Формулы 1
- Технический регламент
www.sports.ru
