Jaké je zrychlení vozů Formule 1?

Při každé Velké ceně Formule 1 v Soči mimoděk zaslechnu stejnou otázku: „Tati, jsou to nejrychlejší auta na světě? Existují dvě možné odpovědi: „Ano, synu, nejrychlejší“ nebo „Ne, synu, jsou ještě rychlejší.“ A oba papežové mají svým způsobem pravdu, ale nemají čas pouštět se do sáhodlouhého vysvětlování.

Podrobná odpověď není dětem zcela dostupná: všechna závodní auta jsou jen tak rychlá, jak je potřeba k provedení konkrétního úkolu. S obligátním upřesněním: v některých závodních disciplínách je růst rychlostí uměle omezován – kvůli bezpečnosti. Někdy to není nutné, například v rallycrossu. Zde začínáme náš krátký přehled nejrychlejších závodních vozů.

Rallycrossové superauta mají fantastickou dynamiku zrychlení na stovky, ale maximální rychlost je nižší než u Granty.

Rallycross: 150 km/h

Vezměme si nejvyšší třídu světového šampionátu RX – nic rychlejšího v rallycrossu není a nemůže být z definice. V norské etapě loni vítěz Andreas Bakkerud zdolal závěrečnou vzdálenost (šest kol o délce 1019 m) za čtyři minuty. To nám dává průměrnou rychlost kolem 90 km/h – nehledě na to, že v nonstop sprintu nikdo nemusí šetřit pneumatiky ani palivo. Oni z toho sakra mlátí!

Technické údaje strojů jsou uváděny střídmě. U mistrovského Audi S1 ​​​​EKS RX quattro je uváděn výkon 560 koní. a 900 Nm. Plus pohon všech kol. Je zřejmé, že průměrné auto s takovými parametry by mělo bez problémů dosáhnout 300 km/h.

Rallycrossové tratě jsou ale kilometr dlouhý okruh s mnoha zatáčkami. Nejdelší rovný úsek má maximálně dvě stě metrů. Veškerá síla aut tedy jde do kypření utuženého štěrku a kreslení černých pruhů na asfaltových plochách. Podívaná je to úžasná, ale maximální rychlost nad 140–150 km/h prostě není potřeba. Šestistupňové převodovky jsou nepochybně konfigurovány s ohledem na tento výpočet, takže ani na nekonečné rovince auto nepojede znatelně rychleji. Zrychlením na stovku – trvá to asi dvě vteřiny – se však rallycross blíží formuli 6.

Rally: 200 km/h

Finská Gravel Rally je jednou z nejrychlejších v mistrovství světa. A v jejím programu nechybí legendární vysokorychlostní úsek Ouninpohja dlouhý 33 km. Loňští lídři závodu jej zvládli za 15 minut, průměrnou rychlostí 132 km/h. To při jízdě po lesních cestách s uzavřenými zatáčkami a desítkami skoků!

Týmy Volkswagen a KAMAZ-Master kdysi prováděly „společná cvičení“ na finském vysokorychlostním úseku Ouninpohja. Šlo samozřejmě o PR kampaň – ani jeden maratonský vůz nedohoní Polo WRC v jeho rodném živlu.

Ve formátu moderní rallye vlastně není potřeba jet rychleji, i když jsou i docela rovné úseky dlouhé půl kilometru i více, kde otáčky motoru narážejí na omezovač.

Nové předpisy přijaté v roce 2017 zvýšily výkon zařízení WRC na 380 koní. Je však nepravděpodobné, že by ke zvýšení maximální rychlosti byly použity další síly. Pokud zvednete maximální rychlost, ztratíte dynamiku zrychlení a tam, kde je zatáčka v zatáčce, je to důležitější.

Formule 1: 350 km/h

Nejvyšší rychlost v sezóně 2016 předvedl Valtteri Bottas (Williams team) – 378 km/h. Dosaženo v kvalifikaci na trati Baku s dvoukilometrovým rovným úsekem.

V závodech jsou rychlosti nižší a oficiální rekord – 372,6 km/h – byl stanoven v Monze a platí od roku 2005. Ale podotýkáme, že z pilotů, kteří jsou nejrychlejší na dlouhých rovných úsecích, se mistry dlouho nestávají. Vozy Mercedes loni nejely rychleji než 362 km/h.

Williams předvedl svou nejvyšší maximální rychlost na trati v Baku, ale za celou sezónu měl Valtteri Bottas jen jedno pódium a osmé místo v součtu bodů.

Ať už si někdo může říct cokoli, technologie Formule 1 s moderními motory o výkonu 900 koní je v maximální rychlosti horší než silniční kupé Bugatti Chiron, kterému se připisuje 420 km/h. I když nezrychluje tak rychle a v zatáčkách je mnohem pomalejší.

Podobné principy jsou základem designu prototypů nejvyšší kategorie LMP1 v mistrovství světa vytrvalostních závodů (WEC). Jsou o něco výkonnější, maximální rychlost je o něco vyšší, ale průměrné rychlosti na vzdálenost jsou srovnatelné s těmi vyvinutými v závodech Formule 1.

Je možné zrychlit vozy Formule 1 třeba na 500 km/h? Snadno! S největší pravděpodobností bude stačit změnit převodové poměry. Ale – není to nutné.

Drag racing: 530 km/h

Tak jsme se dostali k vozům, jejichž účelem je jezdit pouze v přímém směru a minimální poloměr otáčení může být desítky metrů. Dragstery jsou navrženy tak, aby „daly všechno“ od ⅛ do ¼ míle od pevného startu.

Dragster Top Fuel urazí tři sta metrů za 3,7 sekundy. Spotřeba paliva (směs nitrometanu a metanolu) je přitom asi 50 litrů za sekundu. Nejužitečnější věc v domácnosti!

Ke zrychlení na 100 mph dojde za sekundu (trať je předem pokryta lepicí směsí, aby se zlepšila přilnavost měkkých nízkotlakých pneumatik). Za mistrovskou rychlost na cílové čáře se považuje 530 km/h, i když při tažení se rychlost neměří – pouze „doba jízdy“. Co dokáže dragster Top Fuel po cílové čáře, je špatně pochopeno, protože kapacita paliva je stanovena na 1000 305 stop (limit zavedený v roce 2008 z bezpečnostních důvodů). A není zde žádná převodovka (točivý moment přenáší pětikotoučová spojka „traktoru“ Caterpillar) a otáčky motoru se nemohou zvyšovat donekonečna.

Rekordní jízdy: 707 km/h

Na oficiální světové pozemní rychlostní rekordy nedohlíží Guinessova kniha rekordů, ale stejná organizace, která řídí všechny světové závodní šampionáty – FIA. Stanovení rekordů je proto považováno za závod a nejčastěji ho dělají zkušení závodníci. Pro zaznamenání nejlepších výsledků byla vyvinuta komplexní gradace – za jízdy a z klidu maximální nebo průměrná rychlost na danou vzdálenost (v kilometrech, mílích nebo hodinách), rozdělená do desítek tříd vozů podle typu a velikosti motoru (od 250 do více než 8000 cm³).

Úspěch tohoto monstra Ford Badd GT, nabitý Performance Power Racing na 1700 hp, je zahrnut v Guinessově knize rekordů a je považován za neformální rekord pro „sériové“ pouliční vozy – 455,80 km/h.

V klasifikaci vozů s motory pracujícími podle Ottova cyklu s turbodmychadlem bylo „absolutní“ rychlosti dosaženo v kilometrové vzdálenosti od pohybu. Rekord vytvořili američtí Poteet & Main Speed ​​​​Demon v roce 2012 na slavném Bonneville Salt Lake. Spadá do třídy 5 až 8 litrů, přičemž šestilitrový motor Chevy V8 small block produkuje přes 2500 707,408 koní. Mezi všemi vozy se spalovacími motory, včetně dieselových motorů a rotorů, vykázal „rychlostní démon“ nejvyšší výsledek: XNUMX km/h.

Speed ​​Demon se datuje do roku 2010 a každý rok překonává rychlostní rekord. „Démon“ se neustále modernizuje. Konstrukce a vývoj takových strojů trvá roky.

Ale tady je problém: rekordní závody o dosažení „absolutna“ se ve většině případů konají bez diváků. Jsou to nudné uzavřené akce na odlehlých místech. Auto v poušti se tam jednou ráno řítí a odpoledne zase zpátky (k opravě takových rekordů jsou vyžadovány „jízdy“ v obou směrech). V takových případech mimovolně vyvstává otázka: „Jsou to ty nejnesmyslnější stroje na světě?“ Jak jste pochopili, i zde jsou dvě správné odpovědi.

NEAUTOMOBILNÍ ZÁVODY

Absolutní světový pozemní rychlostní rekord je 1227,985 km/h (Thrust SSC, 1997). Ale není úplně fér považovat dva proudové motory s malým kokpitem mezi nimi za auto – je to spíš jako pozemní letadlo. Vypadá to jako letadlo.

Nejvyšší rychlost dosažená motocyklem je 634,217 km/h (Top 1 Ack Attack Streamliner, 2013; na obrázku). Něco raketového na dvou kolech, se dvěma 1,3litrovými motory ze superbiku Suzuki Hayabusa, je v tomto případě také zaměňováno za motorku.

Úspěch, uznávaný jako vodní rychlostní rekord, patří lodi Spirit of Australia s proudovým motorem Westinghouse J34. V roce 1978 dosáhl 511,11 km/h.

Rekordy rychlosti vzduchu byly stanoveny vojenskými letadly a nejsou oficiálně potvrzeny. Některé výsledky s největší pravděpodobností nebyly vůbec zveřejněny. Předpokládá se, že americký průzkumný Lockheed SR-71A dosáhl limitu v roce 1976 – 3529,56 km/h.

Obecně platí, že nejvyšší rychlost vyvinutá plodem inženýrské kreativity v hranicích planety Země se nazývá nějaký nepochopitelný údaj 10 430 km/h, dosažený v roce 1994 bezpilotní čtyřstupňovou raketou pohybující se po kolejích.

Technický ředitel Formule 1 Pat Symonds v nedávném rozhovoru pro Auto Motor und Sport vyjádřil zajímavou myšlenku: nové vozy Formule 1 začnou sezónu jen půl sekundy za těmi současnými. To mírně řečeno překvapilo formulovou komunitu, protože dříve se věřilo, že vozy vyrobené podle technických předpisů 2022 ze své podstaty nemohou mít stejnou rychlost jako nyní. Uvedené odhady byly +3 sekundy na kolo. co se změnilo?

O současné generaci vozů Formule 1 můžeme říci, že jsou nejrychlejší v historii, ale konkrétně vozy 2021 nikoliv. Současná pravidla byla zavedena v roce 2017. Cílem tohoto nařízení bylo zlepšit čas na kolo o 5 – 6 sekund ve srovnání s vozy z roku 2015. V důsledku toho jsme měli štěstí, že konečně padly legendární kvalifikační rekordy z poloviny roku 2000. A také díky úsilí tvrdohlavých inženýrů Williamsu – a rekordům absolutní maximální rychlosti ve formuli 1. Cíl byl v zásadě splněn – vozy byly v průměru o 5,5 sekundy rychlejší.

Bohužel tento cíl je sám o sobě nesmyslný a neřeší skutečné problémy formule 1, jako je špinavý vzduch, který tyto vozy produkují. Problém ještě zhoršili. Zlepšení pro rok 2017 bylo dosaženo zvětšením šířky vozů a tím i jejich aerodynamických ploch a také širšími pneumatikami. S výjimkou zjednodušených aerodynamických prvků v roce 2019 a seříznutého spodku karoserie v roce 2021 to byly v podstatě stejné vozy. Změny v roce 2021 však ovlivnily rychlost aut. Pokud se pokusíme přímo porovnat časy vozů 2020 a 2021 tam, kde je to možné (některé okruhy chyběly kvůli pandemii, některé měly změněné konfigurace), zbývá nám osm okruhů, kde lze takové srovnání provést: Bahrajn, Imola , Algarve, Monako, Red Bull Ring, Silverstone, Hungaroring, Monza. V průměru máme oproti roku 1,208 zhoršení v časech 2020 sekundy.

Nebudeme se nyní zabývat důvody ztráty tempa, kromě toho, že se jedná o kombinaci změn v aerodynamice pro letošní sezónu. A tyto změny zasáhly všechny, a nejen ty, kteří křičeli nejhlasitěji – Mercedes a Aston Martin.

Nyní se vraťme ke dni, kdy byly představeny technické předpisy, které vstoupí v platnost v roce 2022. Stalo se tak při Velké ceně USA 2019. Cílem již nebylo vyrábět rychlá auta, nyní se soustředili na návrat konkurence na trať. Především kvůli dalšímu zjednodušení aerodynamiky a také omezujícím rozpočtům. Vedoucí technických záležitostí souvisejících s jednomístnými vozy Nicholas Tombasis pak řekl, že nové vozy budou pomalejší o 3-3,5 sekundy. Samozřejmě, že toho roku bylo v tomto ohledu mnoho předpovědí, ale žádná nebyla tak odvážná jako Symondsova půlsekunda. Bylo dokonce navrženo, že časy klesnou o 7-8 sekund.

Bylo mnoho normálních argumentů ve prospěch poklesu rychlosti. Za prvé se zjednoduší aerodynamika celé horní části vozu, takže účinnost předního a zadního blatníku, nyní přísně regulovaného, ​​aby se eliminoval problém generátorů špinavého vzduchu, který existuje v posledních několika desetiletích. snížit. To vše za účelem vyčištění aerodynamické brázdy a odstranění z dráhy pronásledujícího vozu. Nejen, že máme kvůli tomu ztráty v přítlaku, ale také chybí turbulence, které by „uzamykaly“ dno jako neviditelné sukně. Slavný vír Y250, který zajišťoval průchod vzduchu ze středové ploché části předního křídla přes hrany boků, z nichž každá byla od středové osy vozu (odtud název) vzdálena 250 mm, se nyní stane historií.

Nebudou chybět ani prámové desky, které hrály klíčovou roli při řízení proudění vzduchu po stranách vozu.

Za druhé se zvýšila hmotnost vozů. Ty byly mimochodem rozházeny ještě více, než se původně plánovalo. Tombasis předpověděl, že hmotnost vzroste o 23 kg, ale ve skutečnosti se ukázalo, že je to o dalších 17 kg více – z bezpečnostních důvodů. To znamená, že vozy nyní budou vážit 792 kilogramů včetně pilota a vybavení, ale bez paliva.

Za třetí, ačkoliv se z hlediska elektráren pro příští sezónu nic nezměnilo, změnilo se palivo. Nyní musí obsahovat 10 % tzv. pokročilého udržitelného etanolu (ve skutečnosti biobenzínu E10 z čerpacích stanic v některých evropských zemích). Výrobci stále pracují na svých palivových vzorcích, ale konsenzus z paddocku formulí je, že použití tohoto benzínu povede ke ztrátě asi 20 litrů. S.

Zdálo by se, že zjednodušené vozy se zvýšenou hmotností, nižší aerodynamickou účinností a výkonem budou pomalejší. Logický? Logický!

Zatímco aerodynamika vozů byla zjednodušena, museli jsme vymyslet, jak kompenzovat ztrátu přítlaku. Poprvé od roku 1982 budou ve Formuli 1 povoleny Venturiho trubice.

Podvozek Lotus T80

Přízemní efekt ve skutečnosti Formuli 1 nikdy neopustil. Ostatně právě na tomto principu funguje zóna řídkého vzduchu pod spodkem vozů. Ale tyto konkrétní tunely byly na 4 desetiletí zakázány. Doufá se, že budou mnohem výkonnější, než se očekávalo.

Když týmy se simulátory vytvořily simulace těchto elektronek a nechaly na nich jezdit piloty, ukázalo se, že alespoň na papíře je přítlak prostě brutální. Zejména v těch vysokorychlostních zatáčkách, ve kterých bude dostatek vzduchu pro Venturiho trubice.

Kromě toho řidiči, kteří měli to štěstí testovat nová nízkoprofilová kola, zaznamenali, že tato kola opravdu fungují, což jim umožňuje nepřehřívat pneumatiky a umožnit jim tvrdší útok. Navíc je tu ještě jedna výhoda. Užší bočnice zatěžuje pneumatiky rychleji v zatáčkách, což může potenciálně zlepšit ovladatelnost.

A nejdůležitější faktor: navzdory skutečnosti, že tato pravidla byla extrémně pečlivě studována během psaní společného úsilí technických oddělení Formule 1 a FIA pod vedením Symondse a Tombasis, kolektivní moudrost Formule 10 1 týmy – tisíce inženýrů, kteří měli několik let na přípravu, – určitě zrodí něco, co předčí všechna očekávání.

Když Formule 1 ukázala svůj showcar pro sezónu 2022 na Velké ceně Británie, dalo by se to nazvat vanilkovou verzí nových vozů. Skutečná auta z roku 2022 budou mít podobné obrysy, ale budou vypadat odlišně, zvláště když se důkladně prozkoumáme. Není pochyb o tom, že týmy budou mít v zásobě několik překvapení, až v únoru sejmou kryty z nových vozů.

kdo má pravdu? Zda budou auta jen o půl sekundy pomalejší, jak věří Symonds, nebo o 3-3,5 sekundy, jak řekl Tombasis před dvěma lety, nebo někde mezi tím, nakonec nikdo s jistotou neví. Dokonce i týmy, které na autech pracují a provádějí nekonečné simulace, se o tom zdráhají veřejně mluvit, ale většina z nich poznamenala, že pokrok ve vývoji dlouho nestagnuje a dál hledají způsoby, jak auta vylepšit.

Historie ukázala, že i když pravidla ve formuli 1 auta zpomalila, ať už nehodou nebo designem, kolektivní genialitě týmů bude trvat jen málo času, než dosáhne maximálního možného výkonu.