Шины для формулы 1 с протектором (5 видео)

Сегодня я наблюдал за очередной трансляцией гонок формулы-1 и обратил внимание на такую деталь — резина на всех автомобилях «лысая». В нашем обывательском понимании резина, которая не имеет хорошего протектора, просто не способна ни держать дорогу, ни осуществлять достаточное сцепление с дорогой при передаче крутящего момента от мощного двигателя. Это можно хорошо прочувствовать на старой летней резине осенью, когда выпадает первый снег. Машина на летней резине практически неуправляема.

Я не думаю, что лысая резина в формуле-один явилась результатом экономии денег, ведь это спорт имиджевый, автопроизводители вбухивают миллионы долларов на технологии, что бы экономить на резине, тоже кстати имиджевой. Вы обращали внимание, что на колесах красуются логотипы крупнейших производителей колесных шин, типа «goodyear».

Переходим к делу. Конечно это странно слышать, и найдется много умников, категорически не согласных со мной, но это так — сила сцепления колеса с дорогой, согласно законам физики, зависит от площади соприкосновения резины с дорогой. Чем эта площадь больше, тем автомобиль крепче стоит на «колесах». Понятно что колеса с протектором не имеют такого пятна контакта, как если бы резина была сплошная. Так для чего тогда нужен протектор? — Он нужен для езды не в идеальных условиях. Основная цель протектора — предотвращение аквапланирования, это очень опасное явление, когда колесо полностью теряет сцепления с дорогой из-за попадания в лужу с водой. Вода, а также снег, грязь и прочие неустойчивые среды эффективно удаляются через борозды протектора, и колесо остается на дороге.

Формула один проводится в идеальных условиях, на гладком и чистом асфальте, мало того, все машины оснащены спойлерами — эти устройства прижимают колеса к дороге за счет силы набегающего потока воздуха. Конечно в тех редких случаях, если трасса мокрая, у команд обязательно в запасе есть шины и с протектором, как раз для предотвращения аквапланирования.

Если есть что добавить, оставляйте комментарии, я буду рад.

Содержание

Эволюция шин для чемпионата Formula 1
Эволюция шины, которые используются в Мировом чемпионате Формулы-1.
Резина в «Формуле-1»: главный фактор побед?
Как изготавливается
Эволюция резины
Как резина влияет на скорость
Резина «Формулы-1» сегодня
📸 Видео

Видео:Эволюция шин Формулы-1. От первых велосипедных шин до сликов и шин с рисунком протектора. 1950 2022Скачать

Эволюция шин для чемпионата Formula 1

Эволюция шины, которые используются в Мировом чемпионате Формулы-1.

В автомобильном спорте шины имеют огромное значение, и в первую очередь это относится к королеве автоспорта – Мировому чемпионату Формулы-1.

Современные болиды – это настоящие произведения искусства. Инженеры достигли небывалых высот в регулировании аэродинамики, проектировании сборных конструкций и двигателей, и поэтому легко забыть, что шины все так же являются главным фактором, влияющим на результаты гоночного автомобиля.

Машина среднего уровня, но с качественными шинами, может добиться многого, и очень многого, в то время как плохие шины могут не оставить шансов даже лучшему автомобилю в гонке. Переход к единому поставщику шин в 2007 году уравновесил шансы всех пилотов, но даже сейчас оптимизация взаимодействия автомобиля и его шин остается чем-то вроде черной магии.

Новые и изношенные слики команды Force India F1 Team. Барселона, Испания.

Несмотря на некоторое техническое сходство, гоночные и дорожные шины – это в лучшем случае, дальние родственники. Обычная автомобильная шина состоит из тяжелых радиальных слоев металлического брекера, а главное для этих шин – это долговечность, ведь обычно шины служат до 16,000 км и больше. Шины Формулы-1 должны проехать не более 200 км, и, как и все остальные детали гоночного болида, созданы максимально легкими и прочными. Поэтому нижний нейлоновый слой и структура из полиэстера со сложным перпендикулярным переплетением нитей корда способны выдерживать до тонны прижимного усилия, боковое ускорение до 4G и продольную нагрузку до 5G.

Шины Bridgestone для Formula 1. Барселона, Испания.

Гоночные шины со сверхмягким протектором обеспечивают максимальное сцепление с поверхностью трека, но при этом они гораздо больше подвержены износу. Если взглянуть на типичный трек, то можно заметить, что сразу после линии старта на покрытии остаются многочисленные частицы резины. Все гоночные шины лучше всего обеспечивают сцепление при относительно высокой температуре. К примеру, сухие псевдослики (шины с 4 продольными канавками), которые использовались до недавнего времени, лучше всего функционируют при температуре 90-110 градусов по Цельсию.
Развитие гоночных шин получило новый толчок в 1960-х годах с появлением сликов – шин с гладким протектором. Пилоты и производители быстро поняли, что удалив канавки протектора шин для сухой погоды можно увеличить пятно контакта с дорогой до максимума. Болиды Формулы-1 соревновались на сликах до 1988 года, когда регламент соревнований снова изменился, и были введены новые правила для того, чтобы увеличить зрелищность чемпионата, снизив скорость прохождения поворотов.

Псевдослики команды Toyota с зелеными канавками. Гран-При Японии.

Это как раз и привело к появлению псевдосликов, когда руководство F1 предписало всем командам пользоваться шинами с 4 продольными канавками, причем их глубина должна была быть не менее 2.5 мм, а расстояние между ними – не менее 50 мм. Новые правила поставили перед шинными производителями и новые задачи, ведь канавки не должны стираться, а значит необходимо увеличивать жесткость протектора.

В сезоне 2009 года произошло долгожданное возвращение сликов, так как Международная автомобильная ассоциация FIA решила, что ограничения должны коснуться аэродинамики, а не резины, и таким образом все же продолжила снижать скорости, при которых можно пройти поворот.

Шины во время подготовки к Гран-При Сингапура.

Степень жесткости шин выбирается перед каждой гонкой в зависимости от особенностей конкретного трека. Каждая команда может использовать два отличающихся комплекта шин во время уикенда Гран-При, и каждый пилот должен использовать оба варианта. Жесткость шин регулируется путем изменений пропорций компонентов, добавляемых в состав резиновой смеси, из которых основными являются углерод, сера и нефть. Если говорить в общих чертах, чем больше нефти содержится в резиновой смеси, тем мягче будет шина.
Промежуточные и дождевые шины обладают полноценным рисунком протектора, так как это необходимо для отвода стоячей воды при езде по мокрому треку. Одной из главных опасностей для пилотов остается аквапланирование – явление, вызываемое тем, что между шиной и дорогой образуется пленка воды, из-за которой автомобиль начинает «плавать», что приводит к значительной потере сцепления. Рисунок протектора современных гоночных шин проектируется с помощью математических программ для того, чтобы рассеивать максимальное количество воды и сохранять контакт между поверхностью шины и дорожным покрытием.

Читайте также: Завод шин в подольске

Обычно шины Формулы-1 наполняются специальной смесью воздуха с большим содержанием азота, чтобы минимизировать колебания давления и температуры. Эта смесь также дольше поддерживает начальный уровень давления по сравнению с обычными шинами.

Дождевые шины и псевдослики. Гран-При Китая.

Видео:ШИНЫ В ФОРМУЛЕ-1. Разрушение мифовСкачать

Резина в «Формуле-1»: главный фактор побед?

Cцепление с трассой — один из ключевых факторов успеха в гонках, позволяющий раскрыть скорость машины. Особенно в «Формуле-1», где пилоты управляют небольшими болидами на огромных колесах.

В последние годы вопрос резины в «Формуле-1» встал особенно остро. Постоянный поставщик, Pirelli, за десять лет продемонстрировал абсолютно разные подходы к созданию гоночной «обуви» — мы видели и сверхмягкие комплекты HyperSoft и UltraSoft, мы видели и резину с разной толщиной рабочего слоя. Сразу вспоминаем и сезон 2018 года, когда после проблем у команды Mercedes с «пузырением» Pirelli приняли решение уменьшить толщину рабочего слоя на 0.4 мм. Таким образом, был уменьшен рабочий слой, беговая дорожка аккумулировала меньше тепла, и резина меньше перегревалась. Очевидно, подобные изменения могут по-разному отразиться как на командах, так и на пилотах.

Или недавнее происшествие с пилотом Red Bull и текущим лидером чемпионата «Формулы-1» по состоянию на июль 2021 Максом Ферстаппеном на Гран-при Азербайджана в Баку. Резина Pirelli взорвалась — оказалось, команды самостоятельно меняли давление, что приводило к появлению так называемых «стоячих волн» на боковинах, при этом на внутреннюю часть воздействовали более сильные волны, которые и приводили к повреждениям.

Уже ясно, что резина в автоспорте и «Формуле-1» действительно играет большую роль. Но насколько большую? Рассмотрим вопрос через призму изготовления, истории развития и влияния непосредственно на скорость гоночных машин.

Видео:Левые и правые шины. Асимметричные и направленные. Разница?Скачать

Как изготавливается

Мы должны сразу внести ясность: точной информации о составе резины Pirelli и о полном технологическом цикле нет, потому что часть этой информации остается конфиденциальной и связана с особенностями производства. Однако постараемся внести максимальную ясность относительно этапов изготовления резины для F1.

В штаб-квартире Pirelli в Милане есть отдел, который занимается исключительно исследованиями влияния различных химических составов и их физических свойств на потенциальные комплекты резины, насколько те или иные материалы подходят для конкретных целей. Прототипы проверяют на различных скоростях до 500 км/ч и на различных поверхностях — от гладкого асфальта до поребриков и гравия. Их нагревают до температуры в 200 градусов по Цельсию, а также производят различные тесты по максимальному растягиванию рабочего материала резины.

Сама покрышка создается следующим образом: формируется смесь из синтетической и натуральной резины, в которую добавляются различные химические соединения. Отдельно создается каркас и сам протектор, затем все части объединяются, помещаются в специальную печь, в результате чего и получается затвердевший результат в форме автомобильной резины, в том числе гоночной.

Резина «Формулы-1» имеет свои особенности, потому что стоит задача не просто сделать подходящую покрышку, а интегрировать свойства по определенному износу и сцеплению. Недаром в Королевском автоспорте сейчас есть как Soft, Medium и Hard (причем каждый из комплектов варьируется по степени износа в зависимости от типа асфальта на каждой трассе), так и Intermediate и Wet (промежуточная и дождевая) комплекты, которые призваны обеспечить работу гоночного болида в мокрых условиях. Каждый из комплектов выводится по определенной химической формуле, каждая шина, произведенная для F1, имеет свой уникальный паспорт.

Сама резина состоит из 18 структурных элементов-узлов, каждый из которых делится на более, чем сотню сегментов. При этом одна резина «Формулы-1» изготавливается до 5 часов, в саму резину вплавляются так называемые «ребра жесткости», а боковины гораздо тоньше, чем у обычных покрышек.

Есть отличный разбор актуальной резины «Формулы-1» от официального блоггера Driver 61. В частности, можно посмотреть, как выглядит резина F1 изнутри, и насколько прочны отдельные сегменты.

Pirelli в настоящее время производят шедевры резинового мира, обеспечивая главный автоспорт на планете лучшими покрышками в мире. Но как развивалась шинная эволюция в «Формуле-1»? И всегда ли резина играла главную роль в гонках? Кратко проследим основные этапы.

Видео:Летние шины Formula Energy - обзор 2023Скачать

Эволюция резины

На заре становления «Формулы-1» в пятидесятых годах XX века резина не играла никакой роли с точки зрения гоночной скорости. Фактически, от колес требовалось лишь то, чтобы они были круглыми. Частично это было обусловлено тем, что машины не достигли той степени мощности и аэродинамики, которая потребовала бы от производителей новых вызовов.

Многие команды ездили на покрышках от трех или четырех компаний, при этом сохраняя один комплект на несколько гонок, чтобы не тратить лишние средства. На результатах подобный рациональный подход никак не сказывался — вспоминаем легендарную фразу Энцо Феррари о том, что гонки выигрывают «мощные двигатели». Так и было до взрывного развития автомобилестроения, в том числе гоночного.

Читайте также: Как заделывают прокол шины жгутом

Все изменилось в 1960-х и особенно в 1970-х годах. С появлением монококов, антикрыльев и всевозможных технических решений стало ясно, что требуется более выносливая, более широкая резина, которая сможет выдерживать инженерные достижения в сфере автоспорта. Как раз полвека назад и «распухли» задние колеса, потому что с увеличением скоростей понадобилось больше устойчивости с трассой, и обеспечить подобную устойчивость мог только очень широкий слой резины сзади, обеспечивающий большее пятно контакта с асфальтом (следовательно, лучше прижимая машину в поворотах).

Собственно, в начале семидесятых и появились так называемые «слики» — резина без протектора (без «рисунка»). Подобный подход обеспечивал огромный уровень сцепления с асфальтом, хотя резина стала подвергаться чрезмерному износу. Кстати говоря, до сих пор не утихают споры, когда в «Формуле-1» появился первый слик. Goodyear горячо доказывают, что на Гран-при Франции 1971, а вот Firestone уверены, что на Гран-при Испании 1971 года. Остановимся на том, что слики мы увидели в 1971, как раз ровно пятьдесят лет назад. Одним из главных сторонником «сликовой» резины был трехкратный чемпион мира, легендарный Джеки Стюарт.

Новый виток эволюции и первые шинные войны фанаты автоспорта увидели после 1977 года, когда на сцену вышли Michelin. Французские шинники предложили уникальную технологию изготовления покрышек — радиальные покрышки, в которых корд располагался вдоль радиуса резины. Ранее использовались диагональные покрышки с кордом, расположенным под углом к радиусу. Подобное изменение в производстве гоночной резины позволило командам прибавить в скорости в поворотах и получить еще больше мощности на прямых за счет стабильной работы задних покрышек.

К 1981 году Michelin вытеснили абсолютно всех конкурентов с рынка, и лишь тогда Goodyear и прочие производители сдались, и стали использовать подход с радиальной резиной.

Именно 1981 год, когда был подписан первый Договор согласия в «Формуле-1», к власти пришел Берни Экклстоун и Michelin установили стандарты для покрышек F1, считается точкой отсчета шинных войн — именно тогда резина стала играть действительно большую роль и являться одним из ключевых факторов в гонке.

Следующей вехой стало появление термочехлов в середине восьмидесятых годов XX века. Британский предприниматель Майк Друри, страстный фанат автоспорта, предложил искусственным образом прогревать резину, чтобы гонщикам не приходилось самостоятельно доводить их до рабочей температуры. Собственно, и в наши дни мы наблюдаем, как шины прогреваются в боксах для того, чтобы пилоты выезжали на самой «быстрой» резине.

Затем в девяностых годах XX века было принято решение вернуться на покрышки с канавками, потому что слики стали восприниматься как угроза безопасности в «Формуле-1». И мы увидели одну из самых ярких шинных войн между Bridgestone, которые по мнению многих экспертов являются почетными соавторами побед Михаэля Шумахера и Ferrari, и Michelin, которые вернулись в F1 после долгого перерыва, чтобы конкурировать с японскими шинниками. В итоге Ferrari взяли шесть Кубков Конструкторов подряд именно на резине Bridgestone, являясь приоритетными клиентами.

До сих пор нет единого мнения, действительно ли резина настолько влияла на скорость красной машины, однако многие инженеры и в то время указывали на то, что Bridgestone в гонке выглядели гораздо лучше, и именно фактор резины позволил Красному Барону стать семикратным чемпионом мира. После 2006 года и титулов с Алонсо и Renault, Michelin приняли решение свернуть свою программу в «Формуле-1» по экономическим соображениям. После 2009 года и изменений технического регламента, когда убрали дозаправки и машины стали длиннее, тяжелее и элементарно больше, мы вновь увидели возвращение сликов, которые вот уже более десяти лет в «Формулу-1» поставляет Pirelli.

Только сами команды в полной мере представляют, каким образом тот или иной комплект резины, давление и износ влияют на их скорость в гонке и на итоговый результат. Но давайте разберем подробнее, почему все-таки фактор резины, возможно, главный ключ к успеху современных гоночных машин.

Видео:FORMULA Energy /// после 60 тысяч км.Скачать

Как резина влияет на скорость

Основными параметрами резины в «Формуле-1» являются давление в шинах и ее температура. На каждую гонку Pirelli самостоятельно выдают рекомендации командам по оптимальным параметрам, но как показал сезон 2021 года — далеко не все им следуют. В частности, упомянутый в статье взрыв покрышки Ферстаппена, по мнению Pirelli — следствие своеобразных «махинаций» с давлением шин непосредственно в гонке.

Если снизить давление в резине, резина становится «быстрее», уменьшается фактор жесткости шасси, снижается уровень перегрева. Строго говоря, резину слегка «спускают», чтобы она лучше «впечатывалась» в асфальт, и тем самым обеспечивала больший уровень прижимной силы и пятно контакта с поверхностью трассы.

Что касается температуры, резина F1 очень капризна. Существует температура внешнего слоя и непосредственно самой покрышки. Рабочий диапазон — температурная дельта, в которой шины работают наилучшим образом, не так уж велик. Представьте себе, что резина — это яйцо, а трасса и асфальт — сковородка. Если яйцо недожарить, оно останется сырым куском на сковородке, просто не взаимодействуя с поверхностью. То же самое происходит с резиной — непрогретую, холодную резину можно сравнить с кусками дерева круглой формы — нет сцепления и взаимодействия с асфальтом, страдает прижимная сила.

Читайте также: Какие летние шины выбрать для дастера

Если яйцо пережарить, оно размажется по сковородке, потеряв свои изначальные свойства. Если перегреть покрышки, то износ резины становится слишком высоким, начинается скольжение, и в итоге в определенный момент гонщик опять не сможет атаковать на полной скорости. Кстати, говоря о скольжении, существует довольно интересный параметр slip angle, «угол скольжения». Постараемся рассказать о нем максимально просто.

Slip angle или угол скольжения колеса — это фактически угол между движением катящегося колеса и направлением, в сторону которого повернуто колесо. Другими словами, это угол между тем, куда машина указывает номинально и между тем, куда она реально едет.

Данный угол приводит к возникновению силы, перпендикулярной направлению движения колеса, и это можно назвать «силой поворота». В течение первых градусов угла скольжения сила поворота линейно увеличивается, затем по мере увеличения угла нелинейно увеличивается до максимума… прежде чем начать уменьшаться. В тот момент, когда она начинает уменьшаться, фиксируется так называемое «проскальзывание колеса».

Поскольку силы, действующие на колеса под действием веса автомобиля и прижимной силы, распределяются неравномерно, углы скольжения каждой шины будут разными. Соотношение между углами скольжения будет определять поведение автомобиля в каждом конкретном повороте. И вот тут мы подходим к вопросу: а что определяет поведение автомобиля и углы скольжения? Разумеется, резина…

Но кроме того, дорожное покрытие, величины ускорения и торможения, размер профиля резины (вспоминаем, что уже с 2022 нас ждут 18-дюймовые покрышки в «Формуле-1»), а также, разумеется, «сход-развал».

Здесь уже вспоминаем систему DAS от Mercedes в сезоне 2020 года, когда движением руля назад они могли изменять пятно контакта с асфальтом.

Таким образом, резина напрямую влияет на все те показатели, которые определяют скорость машины как на прямой, так и в поворотах. Но, конечно, многое зависит и от самих пилотов. Например, автор данной статьи в каждой трансляции F1 представляет радиопереговоры пилота команды McLaren Даниэля Риккардо с инженером на пятничных практиках. Инженер делится интересной информацией — например, во Франции и Австрии на прошедших этапах он объяснял, что Дэн «заносит недостаточно скорости, и слишком рано отпускает педаль газа» в одном случае, или «слишком рано тормозит» в другом. От стиля пилотирования гонщика определяется и температура резины, и нагрузка на нее на тех или иных участках трассы. И уже от этого зависит «естественная» скорость самих покрышек.

И все же, является ли резина в «Формуле-1» главным фактором успеха в наши дни?

Видео:Выбираем протектор под условия эксплуатации! / Износостойкость грузовых шинСкачать

Резина «Формулы-1» сегодня

Автор статьи сразу предупреждает: разумеется, никто не пытается преуменьшить роль двигателя или аэродинамики. Очевидно, что важным фактором является мастерство пилота, да и плохая машина даже на лучшей и прогретой резине никогда не угонится за лидерами…

Когда в квалификации «Формулы-1» проходит дождь, и затем начинает подсыхать трасса, гонщики улучшают времена с каждым кругом. При этом не важно, на какой машине едет пилот — просто условия становятся все более подходящими для резины с каждым кругом. И тут мы вспоминаем единственный поул в карьере пилота команды Racing Point (Aston Martin с 2021) Лэнса Стролла. И он взял поул… благодаря работе резины в меняющихся условиях.

Автор статьи также делает подробные разборы после каждого Гран-при. В том числе, разумеется, разбирает шинную стратегию. Например, Гран-при Австрии 2021.

Пилоты, которые стартовали на более твердых комплектах, оказались на финише впереди тех пилотов, которые стартовали на более мягких. Оказалось, что мягкий комплект резины слишком быстро изнашивается, приходится проводить на один пит-стоп больше, и гоночный темп в гонке — ниже. Характерно, что испанский пилот Карлос Сайнс за рулем машины Ferrari, не блиставшей весь уик-энд, занял высокое четвертое место, стартовав на Hard. Он смог опередить даже Серхио Переса, пилота топовой команды Red Bull.

Получается, только от резины и работы с ней зависит успех в F1? Мы раскрыли главный секрет автоспорта? Ответ разочарует вас, как в конце интересного фильма: и да, и нет.

Если мы возьмем приближенные к идеалу две совершенно идентичных машины, то, действительно, от фактора резины может решаться судьба того или иного заезда. Однако в реальных условиях резина становится лишь одним из факторов, меняя причинно-следственные связи.

Допустим, машина Mercedes лучше работает с твердой резиной. Это может быть причиной того, что они находятся впереди остальных на трассе. С другой стороны, меняется дорожное покрытие и температура трассы (в частности, на последней гонке Льюис Хэмилтон и команда сетовали на то, что с наступлением жары шины стали работать хуже), и уже как следствие, резина работает не так эффективно.

Или команда Red Bull, которая из-за своего уникального диффузора и high-rake концепции испытывает проблемы с задней резиной на определенных этапах. Можно ли сказать, что шины были фактором их успеха или провала? Можно. Как и справедливо сказать, что настройки их машины и в целом техническая форма определяли эффективность работы покрышек.

Лишь одно можно утверждать с абсолютной уверенностью: резина в «Формуле-1» — важный элемент скорости машины, ее прижимной силы и устойчивости в поворотах. Как следствие, резина в «Формуле-1» — это фактор скорости. А что может быть важнее скорости в автоспорте?

Решать только вам. Берегите себя и выбирайте правильную резину на все случаи жизни.