Живительная сила. Какое оно - топливо для машин Формулы 1?
Всех с наступившим новым годом, счастья и удачи вам и вашим близким в 2020-м :) Надеюсь, все немного отдохнули и теперь с нетерпением ждут нового гоночного сезона, до начала которого, к слову, не так уж и много времени. А пока большая часть работы происходит на базах команд, и мы ждем результаты их трудов, обратимся к одной из важных технических сторон гонок - гоночному топливу. Да, на 99% топливо машин Формулы 1 состоит из обычного высокооктанового топлива. Но вот за оставшийся 1% идет нешуточная борьба...
Есть пункт в правилах безопасности, который предельно ясен: не курить. Рядом находится хранилище, в котором расположены сотни литров высокооктанового топлива. На Гран-При привозится примерно 700 литров топлива на каждую машину. Это в 15 раз больше среднего топливного бака обычной машины. Потому меры безопасности здесь невероятно строгие. К счастью, мы находимся на берегу большой реки, что будет очень кстати в случае сильного пожара. Эльба протекает через Гамбург, что на севере Германии, перед тем как впадает в Северное море. Это идеальное место для Shell с точки зрения логистики, чтобы доставлять топливо и смазочные материалы на гонки. Тысячи литров бензина и масла могут быть доставлены на кораблях, на самолете или грузовиками через континент. Например, Будапешт всего в тысяче километров отсюда.
Все то топливо, что использует Ferrari и команды, использующие ее двигатели, появляется здесь. Но здесь находится не только завод по очистке топлива, но и многочисленные лаборатории с динамическими стендами, которые позволяют создавать еще более эффективное топливо и надежные и выносливые смазочные материалы. Формула 1 – одна из немногих больших гоночных серий (наряду с MotoGP), где нет единого поставщика топлива. И битва за первенство идет жестокая.
Petronas, Exxon Mobil (Esso), Total и BP/Castrol являются поставщиками многих команд, а Shell работает эксклюзивно с Ferrari и ее клиентами (Alfa Romeo и Haas). Сотрудничество с Ferrari длится не так уж и долго (с 1974 по 1995 официальным поставщиком команды была государственная итальянская компания Eni), но между ними есть историческая связь. Первая машина Ferrari, 125S, была выпущена с завода с топливом и маслом Shell внутри. Сейчас каждый суперкар Ferrari идет изначально с продукцией этой компании.
Техническое взаимодействие налажено настолько плотно, что даже разработка двигателя синхронизирована. В Shell настолько глубоко понимают архитектуру двигателя, что могут помогать с созданием каких-то его частей, чтобы извлечь больше производительности из него. И плоды такого сотрудничества весьма велики – в прошлом году 21% прироста производительности двигателя Ferrari был напрямую связан с развитием топлива и смазочных материалов. Как они это делают? Обо всем этом можно узнать в лаборатории.
Окруженный оборудованием предельно белого цвета Ян Рисвик, специалист по топливу Shell, рассказывает: «Здесь происходит вся магия». Забудьте об образе алхимика с длинной бородой, который окружен дымом и смешивает в трубках разные субстанции. Создание образцов топлива очень детализировано, Shell использует компьютерную симуляцию, чтобы получить порядка 200 000 возможных формул. И они хотят довести это число до 1 миллиона. «Когда мы говорим про формулы, есть два важных момента. Ингредиенты – состав молекул, и рецепт смеси – как мы их комбинируем», - говорит Гай Лаветт, менеджер по инновациям в Shell. «Мы постоянно следим за новыми технологиями смешивания, за новыми составами образующих молекул, и, когда мы находим подходящую формулу, мы стараемся как можно скорее вывести готовый состав из лаборатории на гоночную трассу».
В качестве примера, как новая смесь может помочь двигателю, можно сказать о составе Shell V-Power, который может очищать форсунки двигателя при прохождении через них. Это означает, что каждая капля топлива выполнила свою задачу и не забила инжектор. И специфика бизнеса Shell такова, что в таком остром соперничестве с другими их технологии обязательно находят путь не только в гаражи машин Формулы 1, но и на обычные заправки.
За пределами топливной лаборатории находится департамент, который несет ответственность за смазочные материалы. Здесь главная задача ученых – найти баланс вязкости масла: оно должно быть достаточно текучим, чтобы снизить трение и не снижать производительность, но и достаточно вязким, чтобы надежно защитить внутренние части двигателя от повреждений.
Лаветт добавляет: «Меньше трения означает меньшие тепловые потери, и тогда каждый килоджоуль топлива производит больше киловатт энергии. Однако, поскольку FIA старается увеличить пределы пробега одного двигателя и снижает их количество на сезон с 5 до 4, а теперь и до 3, это означает, что надежность и выносливость силовых установок становится еще более важным фактором. Нам необходим такой уровень вязкости, который улучшает защиту, но снижает трение. Также топливо и смазочные материалы должны работать в экстремальных условиях: 15000 оборотов в минуту, температура выше 1000 градусов, турбонагнетатель вращается с скоростью более 100 000 оборотов в минуту. Этого достаточно, чтобы разрушить масло. Это тяжелейшие условия для двигателя, и мы надеемся, что наше масло выстоит и двигатель не «съест» его. Так что ученым приходится решать сложнейшую задачу».
Пока мы совершаем экскурсию по фабрике в Гамбурге, нас приводят в зал с динамическим стендом. Он состоит из одного цилиндра двигателя Ferrari, через который пропускается топливо и смазочные материалы. Сложное оборудование мониторинга может четко определить любое улучшение мощности и эффективности. Если образцы проходят тесты, их могут сразу отправить на гоночную трассу.
Лаветт рассказывает: «Мы в Shell очень гордимся, что 21% увеличения мощности двигателя Ferrari в прошлом году пришелся на топливо и смазочные материалы, и мы в этом году мы снова стремимся поднять эти показатели. Мы стараемся синхронизировать обновления нашей продукции и самого двигателя, чтобы улучшить производительность максимально в течение всего сезона».
Затраты на исследования и разработку со стороны Shell очень велики, и будут такими, пока Формула 1 поддерживает конкуренцию производителей. Но поскольку серия стремится к сокращению расходов, может возникнуть ситуация, когда будет обсуждаться введение единого поставщика – Shell будет этому сопротивляться. Лаветт говорит: «Мне кажется важным, что имеется разница в топливной производительности. Это важно для нашей бизнес-модели. Мы рекламируем технологию и продукты V-Power как более эффективные на рынке, в том числе и для наших розничных потребителей, простых автомобилистов. Имея такую площадку для развития, как Формула 1, мы можем помочь будущей эффективности дорожных машин».
Это один из аргументов, который стоит взять на вооружение тем, кто создает правила и технический регламент Формулы 1, пока они пытаются понять, как снизить расходы. Для многих компаний участие в гонках – это не просто наклеить стикер на корпус машины. Важно то, что происходит под внешней оболочкой. И, если эта работа может помочь увеличению эффективности топлива как такового (о чем сейчас много говорят в Ф1), то стоит обратить больше внимания на то, что делают производители.
Это перевод статьи Джеймса Робертса из журнала F1 Racing UK за ноябрь 2019 года.
Фото: MotorsportImages.com, F1 Racing UK.
Статьи этого блога:
