|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
ІСТОРІЯ ТЕХНІКИ, ТЕХНОЛОГІЇ, ПРЕДМЕТІВ НАВКОЛО НАС
Машина Формули-1. Історія винаходу та виробництва
Довідник / Історія техніки, технології, предметів довкола нас "Формула-1" (англ. FIA Formula One World Championship) - чемпіонат світу з кільцевих автоперегонів на автомобілях з відкритими колесами. Чемпіонат світу Формули-1 проводиться щороку та складається з окремих етапів (що мають статус Гран-прі). Наприкінці року виявляється переможець чемпіонату. У Формулі-1 змагаються як окремі пілоти, і команди. Пілоти змагаються за титул чемпіона світу, а команди – за Кубок конструкторів. Команди, що беруть участь у гонках Формули-1, використовують на гран-прі боліди (гоночні автомобілі) власного виробництва. Таким чином, завданням команди є не тільки найняти швидкого та досвідченого пілота та забезпечити грамотне налаштування та обслуговування машини, а й взагалі "з нуля" спроектувати та сконструювати болід. Але бувають і винятки. Наприклад, шасі команд Red Bull Racing та Scuderia Toro Rosso були дуже схожими, майже ідентичними, аж до 2009 року. Вони були спроектовані та виготовлені компанією Red Bull Technology (боліди Торо Россо створювалися на базі Мінарді і мали суттєві відмінності від основної стайні, а якийсь час продовжували виступати зі застарілими двигунами V10, зі зміненим рестриктором повітрозабірника), оскільки обидві команди та компанія- виробник належить концерну Red Bull GmbH. Оскільки команди будують боліди за власними технологіями та через високу конкуренцію команд, у Формулі-1 постійно народжуються оригінальні технічні рішення, що веде до прогресу як гоночних болідів, так і дорожніх автомобілів.
У 1894 році відбулися перші в історії автомобільні перегони трасою Париж - Руан завдовжки 127 кілометрів. До участі у них допускалися автомобілі з будь-якими двигунами. Заявки подали 102 гонщики. Однак лише 21 автомобіль зумів взяти старт (14 з них мали двигуни внутрішнього згоряння, 7 - парові двигуни), а закінчили гонку лише 13 бензинових та 2 парових автомобіля. Перший приз поділили "Панар" Левасора (який сам вів машину) та "Пежо" з двигунами Даймлера. Вони показали середню швидкість 20,5 кілометрів на годину. Перегони "Формули-1" стартували у 1950-ті роки. Сьогодні машина цього класу коштує близько 6000000 доларів. Болід "Формули-1" - комп'ютер на колесах, потужності якого вистачить, щоб забезпечити політ "Шаттла". Бортова ЕОМ безперервно фіксує понад 100 параметрів. Частину інформації вона залишає у своїй оперативній пам'яті, решту телеметрії передає на стаціонарний комп'ютер у боксі. З його допомогою механіки та інженери стежать за основними параметрами двигуна – оборотами, температурою, тиском, витратою пального, а також оцінюють інші критичні характеристики – наприклад, температуру підвіски правого заднього колеса. Загалом бортовий комп'ютер його помічник і друг. Але не єдиний, звісно. Не забувають про пілот і в боксах. Іноді йдуть команди по радіо типу: "Міка, збільш подачу пального на одиницю..." Або: "Девід, на наступному колі міняємо колеса..." І команди ці обов'язково виконуються гонщиками, які розуміють: все обраховано, з боку видніше... Гоночні автомобілі створюються на основі найновіших технологій. Ці технології згодом часто використовуються на звичайних автомобілях. Так, дискові гальма та турбонаддув уперше були випробувані на гоночних автомобілях.
Корпус машин "Формули-1" роблять із надлегких матеріалів, до яких, наприклад, входять вуглецеві волокна. Базова структура не залежить від дизайнера і складається з трьох основних вузлів: кокпіту, передньої та задньої підвісок з колесами та двигуна, зблокованого з коробкою передач. Одночасно двигун служить і несучим елементом конструкції. Основна частина передньої підвіски захована під носовим обтічником. Він служить не тільки для покращення аеродинаміки. Вмонтована в нього товста міцна стінка оберігає ноги пілота у разі зіткнення машини з якоюсь перешкодою на трасі. При обробці кузова звертають увагу навіть на найменші деталі, здатні завадити досягненню максимальної швидкості. Обтічна форма - результат копітких пошуків інженерів та багаторазових тестів в аеродинамічній трубі. Вона значно зменшує опір повітря при високих швидкостях, а боліди на прямих їдуть швидше за триста кілометрів на годину, що дозволяє знизити споживану потужність і витрату пального і, звичайно ж, в результаті збільшити швидкість. Для того, щоб машина не втрачала стійкість на високих швидкостях, ззаду до корпусу кріпиться антикрило. Переднє антикрило забезпечує машині притискну силу. Потужність гоночного двигуна – 850-900 кінських сил. Важить такий двигун близько 150 кілограмів, оскільки максимально полегшений за рахунок застосування високоякісного алюмінію для циліндрів, всіляких легких, але міцних матеріалів для інших деталей. Життя мотора при божевільних гоночних навантаженнях не дуже довге. Перед початком сезону та між гонками пілот-тестер проїжджає сотні кілометрів. На трасі за ним пильно стежить непідкупний модуль і все записує у свій електронний "кондуїт". Тому при найменшому "чиху" двигуна команда відразу запускає програму його тестування. І якщо якийсь із діагностичних тестів показує, що в двигуні щось не так, він відразу знімається, пакується в красивий алюмінієвий контейнер і вирушає виробнику. А на автомобіль ставлять запасний. Під час перегонів команді залишається лише молитися, щоб із двигуном нічого не сталося. Його зміна виключена. Інша річ шини. На рубежі 1950-1960-х років конструктори гоночної техніки зрозуміли, наскільки важливе для швидкісного автомобіля зчеплення коліс із дорогою. Майже півтора десятка років з тих пір гоночні шини товстіли і пухли не щодня, а щогодини, поки, нарешті, ширина профілю не перевищила діаметр. Але тут втрутилася ФІА і обмежила розміри гоночних покришок, повернувши цим думки шинних інженерів з екстенсивного на інтенсивний шлях. Адже збільшити зчеплення коліс із дорогою можна не лише за рахунок більшої плями контакту, а й застосовуючи матеріали більшої в'язкості. Так на початку 1980-х років з'явилися надм'які шини. Всі гоночні шини схожі одна на одну більше, ніж близнюки. Єдина відмінність - на протектор деяких нанесений малюнок, тоді як в інших (їх більшість) рівна матово-чорна поверхня. Це так звані сліки – логічний результат пошуків збільшення максимальної плями контакту шини з поверхнею траси. З'явилися в 1970 році (до цього вважалося, що малюнок сприяє охолодженню покришки), вони тепер застосовуються повсюдно - не тільки у Формулі-1, але і на будь-яких інших гоночних автомобілях. Зрозуміло, що переваги сликів можуть виявитися лише на сухій трасі. Щойно піде дощ, як автомобіль на таких шинах перетворюється на справжню "корову на льоду". Для сирої погоди використовується "дощова" гума з канавками, що прискорює розставання шини з вологою. Сучасна покришка має безкамерну радіальну конструкцію з каркасом із нейлонового корду різної товщини. Кордові волокна герметизовані шаром гуми, щоб запобігти їх взаємному тертю, при якому виділяється тепло. Бігова доріжка виготовлена із суміші натурального та синтетичного каучуку, сажі, масел та смол. Точний склад суворо засекречений.
Конструкторам удалося так підібрати склад гумової суміші, що шина буквально прилипає до траси. Однак, як легко здогадатися, така гума недовговічна. Не тому, звичайно, що справді липне до асфальту. Розігріваючись під час гонки, а оптимальна робоча температура покришки - в межах 100 градусів Цельсія, суміш піддається впливу хімічних реакцій, що в свою чергу, ще більше підвищують температуру всередині шини - понад 120 градусів. Це призводить до того, що покришка "закипає", починає пузиритися і, зрештою, розламується на шматки. Ще в 1980-і роки зупинки для зміни коліс були загалом випадковими. Пілот заїжджав у бокси на "піт-стоп", тільки якщо пошкодив шини під час зіткнення з іншим автомобілем, або з'їхав з траси і на покришки налип бруд, або під час різкого гальмування асфальт, як рашпілем, стер гуму з колеса, що заклинило. Але з появою шин різної жорсткості менеджери збагнули, що замість одного комплекту твердіших і довговічніших покришок можна використовувати м'які надшвидкісні шини, замінивши їх у ході гонки. Це дало виграш у кілька секунд, проте привнесло до змагань додатковий драматизм. Для обслуговування автомобілів у боксах із 1994 року зайнято близько двадцяти осіб. По три механіки займаються з кожним колесом, двоє працюють з домкратами спереду та ззаду автомобіля, один підтримує зв'язок з пілотом, троє заправляють болід, двоє чергують із вогнегасниками. Така бригада змінює всі чотири колеса та заливає в бак кілька десятків літрів пального за 10-12 секунд. Найкращий час заміни коліс (дозаправлення тоді ще не було дозволено) було показано механіками "Макларена" в 1991 році - 4,28 секунди! Однак до боксів ще потрібно дістатися - знизити швидкість, заїхати на "піт-лайн" ("гаражний провулок"), потім знову вибратися на трасу, пропустивши суперників, що мчать по ній. В результаті піт-стопа пілот втрачає в цілому від 20 секунд до хвилини (залежно від конфігурації траси). Тому виграш від застосування двох комплектів м'якої гуми має бути більше тридцяти секунд, інакше не варто город городити. Велика кількість різновидів гоночної гуми та можливість заміни її в ході гонки призвели і до негативних результатів. По-перше, в'їзд-виїзд із боксів означає відомий ризик і для гонщиків, і для механіків. Але головне – різко зросла вартість "шинного сервісу". Пілотів "Формули-1" іноді називають гладіаторами. Справді, ризик отримати каліцтво на трасі, а то й загинути досить великий. Щоб його максимально знизити, кокпіт боліда роблять з особливо міцних матеріалів. Часто під час трансляції гонок можна бачити, як при ударі у відбійник розлітаються убік колеса, шматки корпусу машини. Здається, пілотові не врятуватися, але він живий і здоровий завдяки рятівному кокпіту. Велике значення для безпеки пілота має одяг. На зорі чемпіонатів світу, у 1950-ті роки, одяг міг захистити гонщика хіба що від... легкого вітерця. Сьогоднішній одяг формулістів більше нагадує одяг космонавта або пілота надзвукового винищувача. Стандарти Міжнародної автофедерації щодо максимального забезпечення безпеки гонщика дуже суворі.
Шолом, який із простого головного убору, зробленого з пап'є-маше і зберігав, скажімо, зачіску, перетворився на грізний захист, що перевершує ефективність і сталеві шоломи середньовічних лицарів. Сьогоднішні шоломи важать близько 1,2 кілограма і втричі легше за перші моделі, які з'явилися в 1968 році і виготовлялися з фібергласу. Прозоре забрало з матеріалу LEXAN, який у 1992 році замінив скло, витримує лобовий удар каменю, пущеного зі швидкістю 500 кілометрів на годину.
До сучасного гардеробу пілота входить і страховий "хомут", необхідний при перевантаженнях (до 4,5 g), що виникають на довгих, швидких поворотах, де погано тренований пілот вільно може порвати м'язи шиї. Підшоломник ("балаклава") зроблений з вогнетривкої тканини. Нижня білизна та комбінезон виготовлені з вогнезахисного матеріалу NOMEX - єдиного дозволеного до використання в "ательє" "Формули-1". NOMEX гарантує безпеку гонщика в ацетиленовому полум'ї: температура 700 градусів Цельсія протягом щонайменше 20 секунд! Навіть нитки, якими пошитий комбінезон, зроблені з NOMEX. Рукавички також з NOMEX з долонею, обробленою шкірою, що забезпечує оптимальне зчеплення із замшею керма; вони сидять в обтяжку і кріпляться на руці за допомогою ремінців VELCRO. Гоночні черевики пошиті зі шкіри та обтягнуті, звичайно ж, NOMEX, мають до того ж пінисті протектори для захисту від ударів у кокпіті. Підошва зроблена з сильно спресованої гуми. Кожен гонщик має свої улюблені траси, де йому найлегше проявити свої найкращі якості. Є легендарна траса у Монте-Карло, на якій мріє перемогти будь-який гонщик. І є найсучасніша траса, побудована наприкінці XX століття. Траса "Формули-1" у малазійському Сепангу - стерильна супертехнологічна споруда, що мало схожа на класичні траси на кшталт Нюрбургрингу або Сільверстоуна. Чудовий автодром спроектувала німецька фірма Германа Тільке "Tilke Engineering amp; Architecture". Сьогодні вона практично не має конкурентів у цій галузі. Малайзійці всього за три роки завершили будівництво гоночного кільця. Для цього довелося вирубати на площі 250 га бананових гаїв. Замість джунглів тут тепер трибуни з дахом, що формою нагадують бананове листя, колосальний торговий центр та інші радості цивілізації. Все це приправлено східною гостинністю, приголомшливим сервісом та національними амбіціями. На будівництво траси витрачено 120 мільйонів доларів. Міхаель Шумахер охарактеризував трасу одним словом: "заковириста". Тут є дуже швидкі повороти, які гонщики проходять "педаль у підлогу" на п'ятій передачі. І є зовсім повільні, які долаються на другий. Є дві 800-метрові прямі, одна за одною, де швидкість за 300 кілометрів на годину. Відповідно навантаження на гальма - величезне, як у Монці або на німецьких трасах. Усі команди та всі гонщики віртуально тестували трасу ще до першого прибуття до Малайзії у 1999 році: на комп'ютерних симуляторах. Рубенс Баррікелло сказав, що заздалегідь вивчив кільце Сепанга за допомогою звичайної ігрової приставки. Але реальність, як їй і належить, виявилася складнішою, ніж її імітація. "Траса виглядає простішою, ніж вона є насправді, - говорив Ральф Шумахер після вільних заїздів. - Повороти повільніші, ніж вони здаються на вигляд, деякі місця на трасі дуже слизькі". Взагалі думка більшості гонщиків зводиться до того, що траса технічна, важка, але красива і багатообіцяюча. "Тут є кілька закритих віражів, - пояснює Едді Ірвайн, - у яких ти не бачиш виходу з повороту. Плюс до того є дуже довгі повороти. І оскільки тут стільки поворотів різних типів, дуже важко знайти правильний баланс машини. З погляду фізичного навантаження траса виявилася не дуже важкою, і в машині прохолодніше, ніж зовні. Едді, звісно, видніше, але після заїздів гонщики вилазять із кокпітів у потемнілих від вологи комбінезонах, наче щойно плавали. Адже дощу не було. Менеджери команд, втім, не втомлюються захоплюватися інфраструктурою траси у Сепанзі. "Малайзія заслуговує на найвищі похвали, це кільце XXI століття", - говорив на прес-конференції Едді Джордан, власник однойменної команди. Шеф "Макларена" Рон Денис був коротко: "Траса чудова!" Автор: Муський С.А.
Машина для проріджування квітів у садах
02.05.2024 Удосконалений мікроскоп інфрачервоного діапазону
02.05.2024 Пастка для комах
01.05.2024
▪ Названо причину швидкого зростання чорних дірок ▪ Килимок для ефективної серцево-легеневої реанімації ▪ Нейросеть самостійно повторила відкриття Коперника
▪ розділ сайту Регулятори струму, напруги, потужності. Добірка статей ▪ стаття Оливкова гілка світу. Крилатий вислів ▪ стаття Газозварювальник. Типова інструкція з охорони праці ▪ стаття Лак для гумових калош. Прості рецепти та поради ▪ стаття Імпульсний стабілізатор анодної напруги. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки
Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт
www.diagram.com.ua |
Рекомендуємо цікаві статті розділу 
Дивіться інші статті розділу 
Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:
All languages of this page