Формула 1

На другом конце спектра

Плюсы и минусы турбокомпрессора малого диаметра от «Феррари».

Выбор турбокомпрессоров малого диаметра имеет решающее значение для технологического баланса в «Формуле-1» в 2026 году. Итальянцам пришлось выбирать между преимуществом на старте и ограничениями на высоких скоростях.

В основе технического регламента 2026 года лежит отказ от тепловой генерации (MGU-H), которая была важнейшим компонентом гибридной силовой установки, представленной в 2014 году. Этот электродвигатель, ранее устанавливавшийся на вале турбины, ускорял вращение турбокомпрессора для устранения задержки отклика («турбо-ямы»), одновременно контролируя его вращение и рекуперируя энергию. Поэтому выбор размера турбокомпрессора был относительно второстепенным вопросом.

Однако с отказом от теплового генератора эта логика уже не выдерживает критики. Теперь турбокомпрессор приводится в движение по старинке: исключительно потоком выхлопных газов двигателя V6. Тем самым в полный рост восстанавливается прямое механическое ограничение, заключающееся в опоре исключительно на доступную тепловую энергию для ускорения вращения.

В этой ситуации в «Феррари» сделали радикальный, но последовательный выбор: они остались верны турбокомпрессорам малого диаметра, в отличие от других производителей, которые предпочли турбокомпрессоры большего диаметра.

Это решение зависит от баланса сложных факторов, включая скорость потока выхлопных газов в зависимости от частоты вращения двигателя, ограничение частоты вращения турбокомпрессора до 150000 (не опечатка) об/мин, давление наддува, а также управление с помощью перепускного клапана и клапана сброса давления. Поскольку в двигателе отсутствует тепловой генератор, способствовавший улучшению характеристик, любые конструктивные недостатки немедленно проявляются в снижении производительности и эффективности.

Главное преимущество турбокомпрессора малого диаметра заключается в его низкой инерции. Компактному турбокомпрессору требуется меньше энергии для достижения оптимальной частоты вращения, что позволяет ему быстро создавать давление наддува с момента открытия дроссельной заслонки.

Другими словами, давление наддува нарастает очень быстро, и реакция на нажатие педали газа заметно улучшается. Это происходит потому, что требуется меньше времени для запуска всей системы и полной работоспособности турбокомпрессора.

Эта особенность особенно заметна на старте гонки. В трех проведенных гонках Шарль Леклер и Льюис Хэмилтон значительно улучшали свои позиции на старте. В Мельбурне Леклер поднялся с четвертого на первое место, в Шанхае оба гонщика быстро продвинулись вперед на ранних этапах, а в Японии Леклер к концу первого круга переместился с четвертой позиции на стартовой решетке на второе место.

Однако не все так просто. Команда «Хаас», использующая тот же силовой агрегат, что и «Феррари», не смогла повторить тот же рывок на старте. По словам Оливера Бермана, разница заключается в управлении распределением энергии. Скудерия может точнее оптимизировать настройки в зависимости от оборотов двигателя, скорости автомобиля и типа поворотов, в то время как «Хаасу» приходится корректировать заданные параметры под свой автомобиль, что приводит к большей задержке на старте.

Более того, этот эффект не ограничивается только началом движения. Он полезен во всех ситуациях на низких скоростях, таких как разгон на выходе из поворотов на низкой скорости, повторное ускорение после торможения и при обеспечении сцепления с дорогой. Кроме того СФ-26 может сохранять отзывчивость при использовании более длинных передач, что также приводит к улучшению общей устойчивости автомобиля.

Использование турбокомпрессоров малого диаметра также оказывает существенное влияние на управление энергией. Без теплового генератора (MGU-H) регулирование давления наддува осуществляется с помощью пассивных устройств, таких как перепускные клапаны и клапаны сброса давления. А турбокомпрессоры большого диаметра, создающие высокое давление наддува, требуют и более жесткого контроля для предотвращения «перекручивания» и других побочных эффектов, приводящих к потере энергии выхлопных газов.

Турбокомпрессоры меньшего размера обеспечивают более отзывчивое повышение давления наддува и проще в управлении, что снижает потребность в чрезмерной регуляции и, следовательно, минимизирует потери энергии. Это существенное преимущество в соответствии с нынешними правилами, когда «стоимость» каждой единицы энергии настолько высока.

Однако у этой конструкции есть явные ограничения. Турбокомпрессоры малого диаметра имеют низкую пропускную способность по воздуху, что ограничивает давление наддува на высоких оборотах и при полностью открытой дроссельной заслонке.

Именно здесь технологический подход «Мерседеса» дает о себе знать. Используя турбокомпрессоры большего размера, они могут обеспечить более высокую тепловую мощность на длинных прямых участках. Однако, как уже упоминалось, слишком большой турбокомпрессор может негативно повлиять на динамику разгона. Силовые агрегаты «Ауди» - яркий тому пример. С другой стороны, чем длиннее прямой участок, тем выгоднее становится использование турбокомпрессора большего размера и тем меньше зависимость от электрической составляющей.

Согласно правилам 2026 года, запас энергии батарей ограничен, но ее можно использовать на протяжении всего круга. Поэтому силовые установки, способные генерировать большую мощность, могут снизить потребление топлива и создать резервы для «стратегической гибкости».

И вот тут уже в «Феррари» сталкиваются с недостатком мощности и ограничениями в управлении этой мощностью. Эта тенденция особенно заметна на длинных прямых, что было отчетливо видно на Гран-при Японии. В результате оборона становится сложнее, и возрастает зависимость от позиции на трассе, завоеванной на ранних этапах гонки.

Этот технический конфликт порождает «двуликость» «Формулы-1» 2026 года. На медленных, городских трассах важны реакция на ускорение и сцепление с дорогой, а также важность стартовой позиции и положения на трассе, что дает «Феррари» значительное преимущество. С другой стороны, на скоростных трассах, таких как Монца или Спа, силовой агрегат, способный поддерживать высокую мощность на полном газу в течение длительного времени, является преимуществом, что будет явно слабой стороной «Феррари».

Выбрав турбокомпрессор малого диаметра, в «Феррари» максимизировали динамику разгона, сцепление с дорогой и отзывчивость. Однако это также сопряжено с рисками недостаточной мощности, ограничениями в управлении энергией и зависимостью характеристик от особенностей трассы.