Нагрузки на силовые установки значительно возрастут

Много говорится о том, что в 2017 году машины станут более впечатляющими внешне, но самое главное, они станут быстрее. Во многом этому способствуют изменения аэродинамического обвеса и более широкие шины. Требования технического регламента к силовым установкам в целом остались прежними, но это не значит, что у мотористов меньше работы при подготовке к новому сезону, чем у других специалистов.

Им приходится решать целый комплекс задач, ведь если машины в 2017-м будут генерировать на 20% больше прижимной силы, чем в прошлом году, а лобовое сопротивление возрастёт из-за более широких шин, то мощность двигателей тоже необходимо повысить.

«Поскольку шины теперь более широкие, а уровень прижимной силы увеличен, машина будет дольше ехать на полном газу, – прокомментировал в интервью F1i.com Энди Кауэлл, главный моторист Mercedes. – Из-за этого некоторые повороты теперь будут считаться прямыми отрезками, поскольку уровень сцепления с трассой стал столь высоким.

Гонщик больше времени будет держать педаль газа полностью выжатой, а это значит, что двигателю предстоит дольше работать в режиме максимальной мощности. Следовательно, его ресурс будет расходоваться интенсивнее, и наша задача в 2017 году в том, чтобы продолжать улучшать характеристики силовой установки, при этом значительно увеличив её ресурс».

Можно ожидать, что прибавится проблем с надёжностью техники, ведь силовые установки будут испытывать более высокие нагрузки. Например, если в 2016 году в Барселоне гонщики держали педаль газа полностью выжатой на 50-ти процентах круга, то теперь этот показатель вырастет до 70%. Задача мотористов усложняется ещё и тем, что в новом сезоне число силовых установок на каждую машину сокращается с пяти до четырёх.

Кроме того, вес машин увеличен на 20 кг (с 702 до 722 кг), а в топливном баке будет не 100 кг бензина, а 105 – для того, чтобы компенсировать повышенный расход горючего из-за возросшего лобового сопротивления. Но командам придётся по-прежнему внимательно следить за таким параметром, как расход топлива.

Один из парадоксов, связанных с новым техническим регламентом, заключается в том, что хотя ставилась цель повысить скорости машин, но гонщикам всё равно придётся периодически сбрасывать газ и экономить топливо. В последние три года они привыкли это учитывать, но теперь укладываться в отведённые топливные ограничения станет сложнее: это связано с тем, что более эффективный диффузор и широкие шины будут обеспечивать повышенное сцепление с трассой, как за счёт возросшей прижимной силы, так и благодаря улучшенным сцепным свойствам резины.

Рост скоростей в поворотах также ставит перед инженерами непростые задачи.

«Нагрузка на силовую установку возрастает, – добавил Кауэлл. – Когда машина преодолевает поворот быстрее, возрастает изгибающее усилие, действующее на шасси и на двигатель, на область машины между монококом и коробкой передач. Некоторые нагрузки на двигатель возрастают значительно.

Вся структура машины должна быть к этому подготовлена. Все всегда рассматривают двигатель в стационарном состоянии, когда на него не действуют перегрузки. Но в поворотах они возрастают до 5g, а это уже экстремально, поэтому жидкости в двигателе и в топливном баке сложно удержать там, где они должны быть».

На расходе топлива скажется и то, что более широкие шины и возросшая прижимная сила приведут к сокращению тормозного пути, а гонщикам при этом придётся переходить на более низкие передачи раньше и резче.

Несколько иным станет распределение нагрузки между компонентами силовой установки – двигателем внутреннего сгорания и мотор-генераторами (MGU-K и MGU-H).

«Режим рекуперации энергии тоже изменится, – рассказал в интервью Autohebdo главный инженер Red Bull Racing Пьер Ваше. – Фазы торможения станут короче, а это значит, что количество запасаемой энергии будет меньше. Но увеличиваются периоды, когда двигатель работает на максимальных оборотах, поэтому больше энергии будет поступать от выхлопных газов через MGU-H. Проще говоря, теперь на многих трассах мы будем наблюдать явления, которые обычно характерны для Монцы».

В 2017 году моторостроителей уже не будет сдерживать система условных баллов, ограничивавших модернизацию силовых установок. Пользуясь этим, Renault и Honda представят значительно обновленные двигатели.

В частности, в Honda отказались от прежней архитектуры двигателя, при которой турбина и MGU-H были расположены между группами цилиндров V-образного блока. Это позволяло добиться компактных габаритов силовой установки, но оказалось, что при небольших размерах турбины сложно повышать её эффективность, и в итоге двигателю не хватало мощности по сравнению с конкурентами.

В 2016-м размер турбины был увеличен, но судя по всему сейчас японские мотористы решили пойти дальше и намерены применить ряд компоновочных решений, с успехом практикуемых Mercedes, а также присматриваются к форкамерной технологии, аналогичной системе Turbulent Jet Ignition, которую применяют в Ferrari.