Болид «Формулы-1» замедляется с 350 до 130 км/ч за 1,5 секунды. Знаете, как тормозят «Приора» и «Порше»?
Гоночная магия против обычных машин.
На трассах вроде Сингапура или Монако пилот проводит 23 процента времени круга нажимая не на педаль газа, а на тормоз. Часто роль замедляющих систем не оценивается по достоинству, но огромное преимущество во времени можно получить путем плотной работы с тормозами — такой же, как и над двигателем или шасси.
Представьте одну из самых жестких точек торможения в календаре «Формулы-1» – 13 поворот на трассе в Монреале.
На середине прямой машины достигают скорости 339 км/ч, а к ее концу числа на спидометре и вовсе подбираются до 350 км/ч. Десять лет назад для сброса 200+ км/ч болиду требовалось замедляться 117 метров, а теперь тормозной путь сократился всего до 97 метров – на входе в шикану перед «Стеной чемпионов» скорость не превышает 150 км/ч, так что любое авто сбрасывает эти 200 км/ч всего за 1,5 секунды!
Выходит, за секунду болид замедляется аж на 150 км/ч – умопомрачительная эффективность.
Другие улучшения в тормозных системах за последнее десятилетие
Конечно, некоторое уменьшение тормозного пути можно объяснить повышением скорости на апексе, но с другой стороны максимальная скорость перед точкой торможения тоже увеличилась. Непреложный факт только один: тормоза должны поглотить мощность, равный примерно 2100 кВатт — в то время как электрический эквивалент всей мощности мотора составляет примерно 740 кВатт. То есть тормоза должны за 97 метров обработать мощь почти трех (2,8) самых продвинутых двигателей на планете!
Весь чудовищный объем энергии уходит в тепло. Диск начинает замедление при температуре примерно 500 градусов по Цельсию, а к моменту, когда пилот отпускает педаль газа, температура поднимается до 1200 градусов и достигает показателей расплавленной лавы из вулканов.
Неудивительно, что иногда тормоза натурально загораются от нагрузок — например, на машине Александра Албона из «Торо Россо» подобное произошло на Гран-при Китая, а затем то же самое повторилось на болиде Даниила Квята в Азербайджане.
Но охлаждать диск нужно не только из-за желания достигнуть максимальной эффективности — его целостность тоже крайне важна.
Диск и колодки делают из карбона. Волокно очищается целых две недели при высочайших температурах в процессе пиролиза. Он выжигает любой органический связующий материал в структуре волокна, оставляя лишь чистый углерод с небольшими пустотами. Затем заготовку подвергают уплотнению под высоким давлением и температуре в течение нескольких недель — лишь тогда формируется материал необходимой твердости и прочности. Ему затем и придают нужную форму для диска или деталей.
После такой жесткой обработки можно не бояться механического износа (разве что на очень низких температурах) — главным врагом тормозов становится окисление. Оно начинает происходить при температурах свыше 650 градусов и жестких нагрузках. Именно из-за этого конструкцию тормозов постоянно пересматривают и усложняют — чтобы добиться оптимального распределения подверженного окислению материала и избежать внезапных отказов.
Десять лет назад в диске было 200 охлаждающих отверстий. Сегодня на деталь толщиной 2,5 cм приходится целых 1400 проемов.
Главная идея заключается в более мелких по диаметру, но глубоких (теперь 130 мм) отверстиях: они увеличивают площадь, по которой продувается воздух для охлаждения. Но из-за чрезмерной сложности современной конструкции фрезеровка лишь одного элемента составляет теперь целых 14 часов.
Также благодаря отверстиям тормоза удалось сильно облегчить: один современный диск весит всего 1,2 кг, в то время как такая же по толщине цельная деталь весила бы 7 кг. Очень помогает при торможении, поскольку при сбросе такой скорости на машину действует перегрузка примерно в 5g — если бы конструкцию не облегчили, то деталям пришлось бы сталкиваться с силами, равноценными давлению 35 кг, а не всего 6 кг, как сегодня.
Но машина замедляется не только благодаря трению карбоновых деталей. Как только гонщик на скорости 320 км/ч поднимает ногу с педали газа, на него сразу же начинает действовать аэродинамическое лобовое сопротивление силой 0,9G. Также болид перерабатывает в энергию 120 кВатт мощности и заряжает ими аккумулятор.
Инновационные тормоза «Ред Булл» – лучшие в истории «Формулы-1». Объясняем, почему
Эта уникальная деталь «Мерседеса» – главный фактор их побед в 2019-м. Объясняем, как она работает
В «Формуле-1» критичны любые мелочи. На кроссовках Хэмилтона даже укоротили шнурки ради скорости
Источник: Autosport
Фото: globallookpress.com/Hoch Zwei/ZUMAPRESS.com; Gettyimages.ru/Clive Mason; instagram.com/f1; autosport.com
Чтоб смотрелось правдиво стоит сравнивать одинаковые скорости, например остановку со 150 до 0. Вот там были бы реальные цифры, и, я думаю, меньше секунды у болида.
скажем так - журналисты Autosport смешали в кучу коней и людей.
пиролиз - это один из процессов первого этапа производства высококачественного волокна - из основных 3х, длится долго, но отнюдь не две недели :-)
насчёт органики - они почему-то пишу уже о композите :-) который всё-таки никто не выжигает - он производится мало-мало по-другому
с другой стороны - технологии пр-ва УВ и композитов на его основе - это довольно закрытая тема - и производители старательно сохраняют свои технологические секреты
но у журналистов Autosprt получилось классическое "учёный изнасиловал журналиста" :-)
есть три вида лжи:
ложь, большая ложь и инфографика.
Как можно сравнивать торможение с 350 до 200 и с 180 до 30.
еще и разных по весу машин.
а)а где можно ознакомиться с вот этим прелестным текстом про двухнедельный пиролиз?
б) с каких пор ПАН (основа почти 90% углеродных волокон, в том числе и самых лучших - Т800-Т1000) стал содержать органику?
Время торможения считается по элементарной школьной формуле t=dV/a, где dV - дельта скоростей (150кмч, т.е. около 42мс), а а - это ускорение замедление в м/c2.
И с некоторыми допущениями не особо важно 300-150 дельта скорости или 150-0 если эффективности тормозов достаточно для создания нужного замедления.
А максимум как можно замедлить авто - это добиться максимального замедления пока держат шины на торможении. В F1 - это 4-5 g на торможении.
Подставьте эти цифры в формулу и вы увидите эту самую секунду.
На гражданских машинах шина если держит более 1g - это уже редкость. Так что хоть приора хоть солярис - это 4 секунды!
Если взять 911 gt3 rs и он будет в сликах на асфальте, ну 1.6g он на торможении может выдержать, ну хорошо 1.7 :) (это просто ну максимум что я видел в машине TCR, а она шустрее чем gt3 rs) это 2.5 секунды минимум.
Разница в 300-150 и 150-0 в 3 раза.
надо еще и разницу веса учитывать.
Графика сравнения сделана неверно
the brakes start life with a carbon fibre preform that’s purified over a period of about two weeks at high temperature through a process known as pyrolysis. This burns off any organic binder material in the carbon fibre layup, leaving a very pure carbon but with voids in the material.
К сожалению, ничего не понял
Каким деталям? С какими силами? Причем тут 5g? Почему бы тогда не сказать о весе авто, который из 700 кг становится равным 3 тоннам. Это было бы тоже непонятно, но цифры масштабнее. Т.е. колесам надо держать вес в 2-3 тонны по направлению вперед движению. Но диски? куда они отрицательно ускоряются? т.е. они "держат" 3 тонны, по 750 кг каждый, но проблемой стали какие-то 35 кг?
И про 5g.
Как получили это значение?
" любое авто сбрасывает эти 200 км/ч всего за 1,5 секунды!
Выходит, за секунду болид замедляется аж на 150 км/ч – умопомрачительная эффективность."
Расчет также сомнительный - у меня получилось -200/1,5=-133 км/ч/с. или 37 м/с2.
3.8g. Ладно, добавим "гравитацию" с перпендикулярным "перегрузке" векторе. 3.9g. ОК, еще + аэродинамическую прижимную силу +0.9 g, направленную, как и гравитация, вниз. 4,2g.