Болид «Формулы-1» замедляется с 350 до 130 км/ч за 1,5 секунды. Тормоза раскаляются до температуры лавы и не разваливаются!

Настоящая техническая магия.

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 250 км/ч всего за 1,5 секунды!

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!

Болид «Формулы-1» замедляется с 350 до 130 км/ч за 1,5 секунды. Тормоза раскаляются до температуры лавы и не разваливаются!

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.

Болид «Формулы-1» замедляется с 350 до 130 км/ч за 1,5 секунды. Тормоза раскаляются до температуры лавы и не разваливаются!

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.

Болид «Формулы-1» замедляется с 350 до 130 км/ч за 1,5 секунды. Тормоза раскаляются до температуры лавы и не разваливаются!

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.

Болид «Формулы-1» замедляется с 350 до 130 км/ч за 1,5 секунды. Тормоза раскаляются до температуры лавы и не разваливаются!

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.

Ретро дня: 50 лет назад чемпионы «Ф-1» гонялись в дождь без визора. Глаза от капель защищал огромный вентилятор