Двигатели 2013 года. На что это будет похоже?

 Всемирный Совет FIA по автоспорту подтвердил введение новой спецификации двигателей с 2013 года, подчеркнув свою приверженность концепции устойчивого развития автоспорта в соответствии с потребностями всей автомобильной индустрии. Двигатели станут четырехцилиндровыми, будут иметь объем 1,6 л., давление системы подачи топлива будет ограничено 500 бар, а предельное число оборотов составит 12000 об/мин.
 Расход топлива будет снижен на 35%, а для сохранения текущего уровня производительности моторов будут широко применяться системы рекуперации энергии. Пилоты должны будут использовать не более 5 двигателей за сезон в 2013 году, а с 2014-го – не более четырех.

Несмотря на то, что до этого принципиального события осталось менее, чем два года, опубликованной информации за исключением двух вышеприведенных абзацев нет. Они же были представлены еще 10 декабря, по завершению заседания Всемирного Совета в Монако.

Когда в прошлом году организовывалась встреча за встречей, одна из которых проводилась во время короткого перерыва между Гран При Сингапура и Японии и требовала от ключевых инженеров возвращения в Париж, стало понятно, что планы – огромны.

Как ранее подчеркивалось, обсуждение новых правил далось нелегко. Ряд производителей двигателей по экономическим мотивам активно продвигали идею сохранения 2,4-литровых V8, базированных на V10, использовавшихся в 90-х годах прошлого века.

Не нужно иметь ученую степень в области ракетостроения, чтобы осознать, что Ferrari и четыре цилиндра редко употребляются в одном словосочетании, разве что при обсуждении тормозных систем. Инженерные нововведения Формулы 1 едва ли дают итальянцам технологические или маркетинговые преимущества при конструировании дорожных машин, поэтому еще на ранних стадиях обсуждения конюшня заявила о своей нерасположенности к пересмотру правил.

Конечно же, Жиль Симон, руководитель отделения FIA по трансмиссии и электроники, который до 2009 года работал в Ferrari и тесно сотрудничал с Жаном Тодтом всю свою карьеру, всеми силами старался подготовить реализуемый проект правил до последней встречи Всемирного Совета в 2010 году. Для претворения всех изменений в жизнь FIA планировала потратить 2 года, то есть нужно было расставить все точки над «i» до 31 декабря, в кратчайшие сроки.

Размер проделанной работы становится очевидным, если вспомнить количество черновых версий новых правил – их было девять. При этом все четыре текущих поставщика участвовали в обсуждении, что свидетельствует о том, что они одобряют проект.

Кроме того, Volkswagen Group через подконтрольную ей Audi заявляла о намерениях сотрудничать с командами Формулы 1, а итоговое решение группы будет зависеть от того, какими будут новые правила. Были слухи, что Hyundai рассматривает те же перспективы, а Honda будто бы собиралась вернуться.

Все это несомненно прекрасно, однако официальное заявление FIA содержало очень мало фактов, таким образом, о конкретных положениях 9-й версии новых правил известно немногое. Да, информация постепенно просачивается в прессу, однако команды, стараясь сохранить инженерную тайну, говорят об этом с неохотой.

Что точно известно исходя из поступающей информации – грядущая фундаментальная смена концепции двигателей. От безумных мощностей и высоких оборотов мы перейдем к росту производительности, главным приоритетом становится снижение расхода топлива.

Руководитель отдела двигателей Renault Роб Уайт это прекрасно описал: «Будет два нововведения. Во-первых, у каждого пилота будет одинаковое количество горючего на гонку, а во-вторых, расход предполагается снизить на 35-40% по сравнению с текущими значениями».

Контроль будет осуществляться через лимитатор расхода топлива, производящий измерения в каждый момент времени. При этом лимит будет установлен таким образом, что нельзя будет проехать всю гонку на предельных значениях, то есть придется работать над эффективностью машины.

Однако двое руководителей моторных отделов своих команд заявили, что устройства, позволяющего ограничивать мгновенный расход топлива, еще не существует. А один из них даже позволил себе усомниться в том, что в мгновенном периоде при разработке такого прибора можно достичь достаточной точности (0,2%).

У команд и сейчас есть устройства подобной точности, их погрешность составляет 0,5 кг топлива на 160-килограммовый бак. Но по словам одного из инженеров, они «размером с небольшой шкаф, стоят десятки или даже сотни тысяч евро и весят сотни килограмм».

Роб Уайт: «Конечно же, «золотого ключика» для решения того, как автономно измерить расход топлива в мгновенном периоде, нет. Это – одна из тех сложностей, которые нас ожидают. Моя точка зрения такова – этот измеритель должен быть универсальным и одинаковым для всех, с позиции правил только такое решение является удовлетворительным. Считаю, что также думают и все остальные инженеры».

Учитывая установленный FIA лимит в 12000 об/мин, существует ли система подачи топлива, способная при давлении в 500 бар перекачивать предусмотренные 100 литров топлива в час? И снова ответ разочаровывает – нет, хотя и существуют все компоненты подобной системы. В этой сфере также стоит ожидать больших трудностей.

Уйдет в прошлое турбонаддув, его заменит генератор KERS, приводимый в действие выхлопными газами. У выхлопных газов теперь двойная функция: они будут раскручивать не только импеллер турбокомпрессора, но также и генератор, который в свою очередь передаст мощность напрямую KERS, без использования батарей. KERS все еще, скорее всего, будет использовать заднюю пару колес, вес его батарей будет заключен в пределах от 25 до 30 кг. А почему бы не использовать KERS на всех четырех колесах, как недавно обсуждалось?

«Это скорее философский, а не технический вопрос», - говорит Роб Уайт. «Ясно, что из передней оси можно извлечь больше энергии, чем из задней, но сделать это сложнее. Вопрос о том, стоит ли с KERS добавить что-то новое, еще можно обсуждать».

«Для этого потребуется установить еще одну или две электрических установки. Это позволит нам рекуперировать больше энергии, но технология будет лишь дополнением к уже существующей, принцип будет тем же самым, что используется на задних колесах».

Точные характеристики KERS еще не установлены, но ожидается, что текущие параметры (400 кДж или 81 л.с, время использования – 6,7 с.) будут увеличены в 4-5 раз. То есть KERS можно будет использовать 30-60 секунд на круге для любых целей. Существенного ухудшения времени прохождения круга не предвидится, и движение Формулы 1 в новую эру роста производительности очевидно, что лишний раз подтверждается предполагаемым снижением расхода топлива примерно на 35%.

FIA недосказала одну вещь. Ограничено не только количество оборотов и объем двигателя, но и диаметр цилиндра – 88 мм, что ведет к ограничению хода поршня . Кроме того, как и в современной Формуле, имеющей лимит 95 кг на вес двигателя (он имеет пусть и меньшие размеры, чем гипотетический новый двигатель, но лимит веса указан без вспомогательных элементов), с 2013 года будет установлен минимальный вес 140 кг со вспомогательными элементами.

Прямое сравнение современного и предполагаемого двигателей недопустимо, поскольку их философия различна. Но можно заметить, что периферийные элементы для текущих V8, позволяющие довести мощность примерно до 750 л.с., весят еще 125 кг. Полный ряд компонентов KERS, позволяющих добавить еще 80 л.с., весит еще около 30 кг. Итого мы имеем 155-160 кг.

В 140-килограммовый лимит на 2013 год будут входить: непосредственно сам двигатель, система наддува, электроника, KERS, батареи и турбонаддувный электромотор. Уайт считает, что мощность нового двигателя составит около 530 л.с., при этом еще 180 л.с. можно будет извлечь из KERS. Запускаться система будет через проводной дроссельный клапан, а не кнопкой на руле, как сейчас. На текущих V-образных двигателях между осями цилиндров установлен угол в 90 градусов, для новых двигателей единственная ось также будет определена – вертикаль. То есть, двигатель не будет скошенным по примеру турбонаддувных четырехцилиндровых BMW M12/13, использовавшихся в 80-е.

Роб Уайт не предвидит и отток зрителей из-за того, что звук двигателя станет тише. Инженер Renault говорит, что большинство супербайков используют четырехцилиндровые двигатели с глушителями, однако из-за этого никто от них еще не отвернулся.

«Иногда, лежа в своей кровати утром, я слышу, как за 2-3 километра от моего дома проезжают мотоциклы, обороты которых намного меньше, чем 12000 об/мин», - говорит он. «Женщины не любят шум, а мне он нравится. Думаю, что звук от четырехцилиндрового двигателя на 10000 об/мин будет прекрасен. Здесь все примерно также, как я сказал о весе. Наступает такой момент, когда для того, чтобы изменить экосистему, нужно принимать эволюцию во всех аспектах».

И это четко наводит нас на мысль: «Если мы хотим сделать двигатели более эффективными, нужно расплачиваться - внести ряд изменений и оптимизировать структуру», - и это говорит человек, наблюдавший за развитием двигателя, стоявшего на машине действующего чемпиона мира Себастьяна Феттеля из Red Bull.

При перепечатке материала не забывайте ставить ссылку на мой блог: Технические новости формулы 1

Хотите получать новости первым? Подписывайтесь на Email рассылку