Цены детали и характеристики болидов формулы 1

Параметры болидов формулы 1, их размеры и массы контролируется техническим регламентом, цель этой статьи описать различные конструкции, технологии, цены и детали используемые в болидах формулы 1.

Общие технические характеристики болида формулы 1.( даны для сравнения так как они у всех болидов разные и постоянно меняются , хотя и не значительно).

Разгон с места до 100км/ч 1.7 сек.

Разгон с места до 200км/ч 3.8 сек.

Разгон с места до 300км/ч 8.6 сек.

Максимальная скорость около 340 км/ч

Торможение со 100км/ч 1.4 сек и 17 метров дистанции.

Торможение с 200 км/ч 2.9 сек и 55 метров дистанции.

Торможение с 300 км/ч 4 сек.

Перегрузка пилота при торможении около 5G.

Прижимная сила равная весу болида достигается на скорости около 180 км/ч.

Максимальная прижимная сила (настройка максимум) при 300+ км/ч около 3000 кг.

Расход топлива в режиме соревнований около 75 л/100км

Стоимость каждого пройденного километра около 500$

Главной особенностью болида формулы 1 несомненно является наличие огромной прижимной силы. Именно она позволяет проходить повороты на скоростях, недостижимых любым другим спортивным автомобилям. Здесь есть один интересный момент: многие повороты пилотам просто необходимо проходить на очень высокой скорости, когда прижимная сила позволяет держать болид на трассе, если же скорость сбросить то можно вылететь с трассы так как прижимная сила будет недостаточна!

Прижимную силу создает набор аэродинамических элементов таких как: заднее антикрыло, переднее антикрыло, диффузор, и тд. Переднее антикрыло, состоит из углеродного волокна и создает прижимную силу до 25% от всего болида формулы 1. Ориентировочная стоимость одной штуки 19000$

Заднее антикрыло при собственном весе около 7 кг создает до 1000кг прижимной силы на высокой скорости, это около 35% всей прижимной силы болида F1. Изготовлено из карбона, стоимость каждого около 20000$

Двигатель.

В разные времена на болидах формулы 1 использовался различный объем двигателя, присутствовал и отсутствовал наддув, ограничения по оборотам и масса других ограничений, объединяло их лишь одно, огромная мощность до 1500 л/с на больших оборотах, до 22500 об/мин. В последнее время регламент поддерживает, путем различных ограничений, максимальную мощность около 850 л.с и обороты порядка 19500 об/мин Стоимость таких моторов около 600000 $

Параметры одного из двигателей формулы 1.

Диаметр цилиндра 98 мм

Ход поршня 39.77 мм

Объем 2400 см3

Длина шатуна 102 мм

Диам. цилиндра / Ход поршня 2.46

Литровая мощность 314.6 лс/л

Максимальный крутящий момент 290 Nm при 17000 об/мин

Ср. скорость поршня 22.5 м/с

Ускорение поршней около 9000G на 19000 об/мин

Давление в форсунках около 100 бар

Макс. мощность 755 л.с 19250 об/мин

Массы некоторых деталей двигателя.

Поршень 220 г

Кольца в комплекте 9 г

Поршневой палец в сборе 66 г

Шатун 285 г

Сам двигатель весит 95 кг

Ср. эффективное давление в камере сгорания при Макс. моменте 15.18 bar

Ср. эффективное давление в камере сгорания при Макс. мощности 14.63 bar

Максимальная нагрузка на поршневой палец 3133 кг.

Максимальная нагрузка на постель коленвала 6045 кг.

Выхлопная система.

Каждой команде формулы 1 необходим некоторый запас различных коллекторов выпускной системы для перенастройки двигателя под различные трассы. Стоимость одного комплекта около 26000 $

Радиаторы:

Радиаторы болида выполнены из алюминия стоимость комплекта до 11000$

Трансмиссия

Коробка передач болида формулы 1 самым непосредственным образом соединена со сцеплением, выполненым из карбона. Сцепления выпускают две компании, AP racing и Sachs, которые создают их таким образом, что они могут выдерживать температуры близкие к 500 градусам. Сцепления являются электрогидравлическими элементами и имеют вес от 1.5кг. Каждое переключение скорости выполняется за 20-40 милисекунд и регулируется компьютером. Пилоты болидов не пользуются сцеплением вручную, теряя тем самым время и позволяя двигателю совершать холостые обороты (как это в обычных машинах, без автоматической коробки передач), а просто нажимают рычажок за рулем, для перехода к следующей скорости, сам же процесс полностью лежит на компьютере.

Коробки передач создаются так, чтобы механики могли легко менять настройки. Так полная перестройка передаточных чисел коробки передач занимает около 40 минут в боксах.

Стоимость одной семискоростной полуавтоматической коробки передач свыше 130 000$. Рассчитана на пробег 6000 км.

Коробка передач болида формулы один.

Все шестерни трансмиссии формулы один, включая главную пару, имеют прямозубую конструкцию. Прямозубые зубчатые колеса могут передавать больший крутящий момент при прочих равных условиях (материал, размер и тд.) В связи с этим, практически везде в профессиональном автоспорте, где разрешено вмешательство в трансмиссию, применяют прямозубое зубчатое соединение. Коробка передач формулы один имеет очень компактное строение и малый вес.

При больших оборотах двигателя та-же мощность достигается при меньшем крутящем моменте. Например при 20000 об/мин крутящий момент будет в 2 раза меньше чем на 10000 об/мин при одной и той же мощности двигателя. Поэтому при использовании в высокооборотистых моторах, трансмиссия получается гораздо более компактной, ведь шестерни всего лишь передают крутящий момент, а не мощность.

Шины и диски.

Диски весят около 4 килограмм и сделаны из магниевого сплава, каждый стоит около 10000 $

Дорожный размер передних шин: 245/55R13;

Диаметр передних: 655 мм;

Ширина передних: 325 мм;

Дорожный размер задних шин: 325/45R13;

Диаметр задних: 655 мм;

Ширина задних: 375 мм;

Рабочая температура около 130 градусов

Стоимость одной шины около 800$

На сезон нужно 720 штук.

Наряду с проблемой перегрева тормозов в формуле один, существует еще и проблема переохлаждения резины шин. Все дело в том, что для хорошего сцепления с покрытием трека, температура резины колес болида, должна находиться в некотором диапазоне рабочих температур. Показатели температур работоспособности у всех моделей шин разные и при превышении критической температуры резина вскипает. Проблема понижения допустимой температуры резины, обуславливает снижение оптимальных сцепных свойств с покрытием гоночной трассы. Понижение температуры ниже минимума, может произойти например при движении болида ф1 по длинной прямой. На большой скорости шины успевают остыть от потока воздуха, буквально за несколько секунд, что крайне негативно влияет на последующее торможение и прохождение очередного поворота. Несмотря на кажущуюся неразрешимость данной проблемы, специалисты ф1 нашли интересную технологию для борьбы с переохлаждение шин. На внутреннюю поверхность колесного диска наносится ребристое покрытие, увеличиваюшие площадь поверхности, более чем в два раза. С таким покрытием колесный диск служит накопителем тепла и при длительном движении отдает часть тепла резине, подогревая ее, при движении с высокими скоростями, на прямых. Сам диск, подогревается от тормозной системы, а она в свою очередь вырабатывает очень много тепла, которого с лихвой хватает для подогрева дисков.

Тормоза болида формулы один.

Диски тормозов уже многие годы изготовляют из углеродного волокна, на производство одного диска может затрачиваться до 5 месяцев.

Стоимость всего узла (суппорт, диск, колодки) около 6000 $

Температурный режим до 1000 с цельсия

Вес 1.4 кг.

При всех достоинствах тормозов из углеродного волокна, в последнее время все чаще применяют керамические тормозные диски, имеющие лучшие характеристики как торможения, стабильности при нагреве, так и долговечности. Современные керамические тормозные диски команды Ferrari, за одну гонку теряют 1 мм своей толщины. В то время как ранее при использовании других материалов износ составлял 4 и более мм!

Рычаги передней подвески:Изготовлены из титана и углепластика. Стоимость около 100 000$.

Рычаги задней подвески:

Изготавливаются из титана и углепластика, каждый комплект стоит 120 000$

Монокок

Монокок это основа болида F1, на которую крепятся все его части и детали. При сотрясениях, при авариях он должен обеспечить пилоту полную безопасность, но в то же время весить приблизительно 35кг. Как и большинство частей болида F1 монокок сделан из карбона и как и большинство деталей стоит недешево 115000$

Сиденье пилота:

Выполняется по индивидуальным меркам гонщика из углеволокна. В случаи аварии может быть удалено из кокпита вместе с пилотом. цена 2000$

Руль

Руль болида формулы 1 совмещает в себе приборную панель (дисплей по центру), органы управления, также позволяет изменять многие настройки болида прямо по ходу движения. Выполнен из углеродного волокна, для каждого пилота индивидуально по анатомическому строению. Стоимость около 40000$-100000$

Электроника

Все электронные системы болида формулы 1 - цена 4 000 000$

Топливный бак.

Изготавливается из прорезиненного кевлара. Имеет объем от 80 до 120 литров - цена 20 000$