Формула 1 в 2009 и в 2019 годах: сравнительный анализ тормозов

13.12.2019

ДЕСЯТЬ ЛЕТ СКАЗКЕ BRAWN GP С ТОРМОЗАМИ BREMBO

Непредсказуемость. Вот чего не хватает Формуле 1 в последние годы, за которые мы уже привыкли к постоянным успехам Mercedes с эпизодическими победами Ferrari и Red Bull. Десять лет назад ситуация была совершенно иной. В те времена команда на грани роспуска, купленная за символическую цену в один доллар и окрещенная впоследствии Brawn GP, смогла выиграть чемпионат мира и Кубок конструкторов.

Но это была совсем другая Формула 1, начиная с технических характеристик двигателей (2,4-литровый V8 с максимальной скоростью вращения 18000 об/мин) и заканчивая шинами (Bridgestone), не считая дозаправок посреди гонки, безлимитное потребление и большее количество двигателей на одного водителя (8 на весь сезон, состоящий из 17-ти Гран-при).

Были другими и тормозные компоненты, которые Brembo поставляла для большей части автомобильного эшелона: от Scuderia Ferrari, которая продолжает использовать тормозные системы Brembo с 1975 года, и Red Bull до Toyota, Toro Rosso, BMW Sauber и Brawn GP.

Дело в том, с 80-х годов Brembo поставляет свои тормозные системы не только для самых титулованных гоночных команд, но и для тех, которые, пусть и располагая меньшим бюджетом, все же хотят обеспечить себя лучшими тормозами на рынке. Этот выбор сделал и Росс Браун, когда приобрел команду у Honda и определил характеристики, которые должен был иметь BGP 001.

Росс Браун имел возможность оценить тормозную силу и надежность тормозов Brembo за свои пятнадцать лет в Формуле 1 - сначала в команде Benetton (1991-1996), а затем в Ferrari (1997-2006). В англо-итальянской команде он завоевал два чемпионских титула и выиграл Кубок конструкторов, а с командой из Маранелло он выиграл шесть Кубков конструкторов и пять чемпионатов мира.

В конце 2007 года Браун вернулся в Honda с тормозами Brembo, однако одно это не могло гарантировать победу одноместного болида. Сезон 2008 года был особенно неудачным для англо-японской команды. За все 18 гонок Гран-при она завоевала всего лишь одно место на подиуме, заработав очки лишь в четырех гонках, и заняла третье место с конца среди Конструкторов, завершив сезон всего с 14 очками, обойдя лишь Force India и Super Aguri.

Так, в 2009 году Росс Браун применил революционный технический маневр в конструкции автомобиля, оснастив его двойным диффузором, обеспечивающим исключительную аэродинамическую нагрузку. Это решение стало одной из главных причин победы команды Brawn GP с Brembo в 19-м Кубке конструкторов и ее пилота Дженсона Баттона в 15-м чемпионате мира.

За последние десять лет болиды F1 пережили впечатляющую эволюцию, особенно благодаря возросшей эффективности тормозных систем Brembo последнего поколения. В наше время тормоза должны работать еще интенсивнее, учитывая более высокие скорости, которых достигают нынешние болиды Формулы 1 по сравнению с 2009 годом, а также иметь повышенную способность передавать тормозной момент на землю из-за использования шин с более широкими протекторами.

ТОРМОЗНАЯ СИЛА: ВПЛОТЬ ДО +50%

Под понятием "тормозная сила" подразумевается количество энергии, рассеиваемой во время торможения. Это значение выросло за последнее десятилетие больше всех остальных, как мы покажем вам на дальнейших примерах.
Sainte Devote - это первый поворот после стартовой решетки на Гран-при Монако, который часто становился сценой жутких аварий. На этом повороте средняя тормозная сила каждого одноместного автомобиля в 2009 году составляла 1588 кВт, в то время как в этом году она составила 2175 кВт, что на 37% больше.
Еще большие изменения по этому параметру фиксируются на других трассах: в 2009 году на первом повороте после финишной линии Гран-при в Японии значение тормозной силы составляло чуть более 2000 кВт, а в этом году она составила около 3000 кВт, что на 50% больше.

НАГРУЗКA НА ТОРМОЗНУЮ ПЕДАЛЬ: ВПЛОТЬ ДО +43%

Чтобы оказать большее тормозное усилие и вызвать большее замедление, необходимо увеличить нагрузку на тормозную педаль. Поэтому сегодняшние водители должны прилагать большее усилие при торможении, нежели их коллеги-гонщики десять лет назад.

Сегодня на 11-м повороте гоночной трассы Яс Марина (Гран-при Абу-Даби) замедление составляет 223 км/ч по сравнению с 207 км/ч в 2009 году, однако нагрузка на педаль тормоза выросла еще больше - с 126 кг до 155 кг, то есть на 23%. А на повороте после туннеля на Гран-при Монако нагрузка на тормозную педаль увеличилась с 116 кг до 144 кг, или на 19%.

ВРЕМЯ ТОРМОЖЕНИЯ: ВПЛОТЬ ДО -13,9%

На первый взгляд кажется, что время торможения на многих трассах мало изменилось с 2009 года, однако рассматривать только лишь тормозной путь, без учета начальных и конечных скоростей, было бы неправильно.

Один из примеров: на 11-м повороте Яс Марины, где время торможения десять лет назад составляло 2,43 секунды, сегодня оно равно 2,38 секунды. Разрыв во времени может показаться незначительным, ведь он составляет всего 5 сотых секунды. На самом деле, разница намного выше, потому что в 2009 году одноместные автомобили Формулы 1 теряли в скорости на этом тормозном отрезке 207 км/ч. Теперь, на этом же участке, торможение позволяет сбросить скорость на 223 км/ч. А значит, теряя в скорости на 16 км/ч больше, современные болиды затрачивают меньше времени, что свидетельствует о бòльшей тормозной силе.

На 10-м повороте Гран-при Монако время торможения сократилось с 2,60 секунд в 2009 году до 2,48 секунд в этом году. На последнем повороте Гран-при Бельгии время торможения сократилось еще более заметно: с 2,71 секунды в 2009 году до 2,52 секунды в этом году. При этом, нынешняя скорость снижается на 218 км/ч по сравнению с 202 км/ч в 2009 году.

В 2009 году на последнем повороте Гран-при Бельгии отмечалось снижение скорости на 74,5 км/ч за каждую секунду активного торможения. Сегодня эта цифра составляет 86,5 км/ч за каждую секунду торможения. Сравнивая 74,5 км/ч и 86,5 км/ч, мы получим улучшение на 13,9%, хотя в других случаях оно меньше.

ТОРМОЗНЫЕ ДИСКИ: С 300 ДО 1480 ОТВЕРСТИЙ (+393%)

Одним из компонентов тормозной системы, который претерпел заметную трансформацию, является тормозной диск. Для передних дисков Brembo предлагает три варианта: вариант Medium cooling с 800 вентиляционными отверстиями, High cooling с 1250 отверстиями и Very high cooling с 1480 отверстиями.

За последние десять лет прогресс в исследованиях позволил Brembo постепенно увеличивать количество отверстий и уменьшать их размеры. Десять лет назад, в 2009 году, на тормозном диске Формулы 1 было около 300 вентиляционных отверстий.

Три года спустя это число удвоилось до 600 отверстий. Тем не менее, инновации продолжались, и в гонках Формулы 1 в 2014 году тормозные диски гоночных автомобилей насчитывали уже более 1000 вентиляционных отверстий.

Увеличение вентилируемой поверхности диска обеспечивает большее рассеяние тепла и снижение рабочей температуры. Температура углеродных дисков, используемых в Формуле 1, может на несколько мгновений достигнуть 1000°С.

В 2017 году размер дисков увеличился с 28 до 32 мм, что дало больше места для размещения вентиляционных отверстий и привело к новому прогрессу в развитии системы охлаждения тормозной системы.

Отверстия, расположенные в четыре ряда, имеют диаметр 2,5 мм и изготавливаются одно за другим на прецизионном станке. На проделывание всех отверстий на одном диске требуется от 12 до 14 часов. На подобном уровне точность - это все: допуск на механический компонент составляет всего лишь четыре сотых миллиметра.

ТОРМОЗНЫЕ КОЛОДКИ: НА 10% БОЛЬШЕ РАССЕИВАЕМОЙ ЭНЕРГИИ

За последнее десятилетие тормозные колодки также претерпели значительные изменения как по размерам, так и по своей геометрической форме.

Общая площадь каждой из них увеличилась менее чем на 2% (с 4000 мм до 4070 мм), однако они приобрели более удлиненную форму: в 2009 году их размер составлял 106 х 25 мм, в то время как в 2019 году - 185 х 22 мм.

В наши дни тормозные колодки должны рассеивать гораздо больше энергии. В Канаде десять лет назад температура дисков на 10-м повороте достигала максимум 908°С, а в этом году в том же месте она достигла уже более 1000°С.

Чтобы решить эту проблему, основное внимание в исследованиях было направлено на форму самой колодки: и действительно, тормозные колодки имеют вентиляционные отверстия, разработанные на основе требований каждой конкретной команды.

ТОРМОЗНОЙ СУППОРТ: НА 15% ЛЕГЧЕ

За последние десять лет тормозные суппорты претерпели несколько противоречивую эволюцию. С одной стороны, они стали меньше варьироваться в зависимости от трассы, а с другой стороны, стали интенсифицироваться персонализированные разработки для каждой отдельной команды.
В 2009 году существовали разные суппорты для отдельных гоночных трасс, однако не было большого различия в суппортах от команды к команде.
Вот уже несколько лет каждая команда использует один и тот же тип суппорта для всех гоночных трасс сезона, но зато это чрезвычайно персонализированный суппорт, чтобы отвечать специфическим требованиям болида именно этой команды.
Одновременно, его дальнейшее развитие становится все более сложным. Сегодня, в отличие от 10 лет назад, Формула 1 требует тормозных систем с высокой степенью индивидуальной доработки в соответствии с различными вариантами проектных решений, разрабатываемых для каждого болида. Каждая команда, оснащаемая Brembo, требует разработки индивидуальной тормозной системы, которая тесно интегрируется с конструкцией гоночного автомобиля и постоянно совершенствуется в течение сезона.

Например, сам факт идеальной интеграции тормозного суппорта с угловой системой охлаждения (воздуховоды, барабаны, дефлекторы и т. д.) и аэродинамическими решениями, специально разрабатываемыми для отдельных команд, делает каждый компонент уникальным.

Кроме того, сегодня предпочтения пилотов влияют на различные соотношения жесткости и веса.
Есть команды, которые предпочитают более легкие суппорты, потому что хотят снизить вес автомобиля, пусть теряя в плане жесткости. Другие хотят жесткости в ущерб массе. В целом вес суппорта сократился на 15% по сравнению с 2009 годом, но процесс его производства стал намного сложнее.

BRAKE-BY-WIRE

Еще одно существенное новшество из появившихся за последние десять лет - это система электрического управления тормозной системой Brake-By-Wire. Необходимость обеспечивать правильное тормозное усилие для заднего моста за вычетом влияния выходного крутящего момента, создаваемого электродвигателями, привела в 2014 году к внедрению еще одной инновации - системы Brake-By-Wire (BBW).

В нормальных условиях эксплуатации задняя система теперь включается не водителем, а с помощью гидравлической системы высокого давления автомобиля (во многом аналогичной той, что применяется для подвески и гидроусилителя руля) и посредством электронного блока управления, который постоянно отслеживает тормозное усилие, связанное с двумя MGU, и распределение торможения, задаваемое пилотом.

Количество энергии для рассеяния на задней оси уменьшается наравне с трением за счет частичного восстановления со стороны MGU-K: это дает возможность использовать менее громоздкий и более легкий суппорт.