Формула 1

Монца: Киловатты между Роджей и Лесмо

С этими вашими «50-процентными» электроустановками в «Формуле-1» очень сложно разобраться, о чем говорят правила, предписывающие особые режимы использования моторов. Особенно утром.

Итак, есть некое окно между поворотами 4–7 в Монце. Это не дополнительная зона обгона и не участок обязательной экономии батареи. Это 700 метров трассы, на которых ФИА разрешила силовой установке иначе переходить в режим ограничения мощности. В бюллетене предписано, что в предельном случае запрос можно уменьшить сразу на 350 кВт - величину, равную максимальной электрической мощности мотора-генератора.

Вот сейчас это какой-то набор знакомых букв. Сейчас для себя попробуем понять, какой в этих закорючках смысл.

На машине 2026 года 350 кВт - это почти половина всей мощности. Вклад ДВС постоянен, пока в баке плещется бензин – и это приятно. А батарейки надо заряжать. Потому, эти великолепные «зеленые» (ха-ха-ха!) 350 кВт сначала надо откуда-то взять и засунуть в эти ваши батарейки. Часть дает рекуперация. Но так как в Федерации испугались, что кто-то, имеющий опыт Ле-Мана и Дакара вдруг может получить некое преимущество в работе с системами рекуперации, технологию изобрели весьма сомнительную, до которой в серийном производстве не додумался бы даже самый тупой инженер-практикантроп. Неча баловатися с моторами на передней оси (на нее при торможении приходится основная нагрузка) – пусть собирают токмо с задней. Вот вам и более чем двукратная потеря от того, что можно было бы реально запасти относительно зеленым образом, действительно помогая матушке Природе не разбазаривать энергию направо и налево. Получается, на супер-пупер инновационной «Формуле-1» сама по себе рекуперация устроена менее эффективно, чем на замшелом серийном гибриде: спереди так и продолжают переводить энергию в тепло тормозных дисков, а сзади разгруженная на торможении ось еще и пытается удержать баланс между электрическим замедлением (а генератор в режиме зарядке сопротивляется вращению – вспомните динамку на велосипеде) и обычным, «фрикционным».

Прикол в том, что во всех чемпионатах, где трубят о новейших технологиях и «зеленых инициативах» используется именно такой, до одури неэффективный вариант с гибридом только на задней оси. Хуже было бы только в том случае, если заряжать батарейки попросили самого «пилота»: пущай вместо одних педалей покрутит другие.

Крайний случай эко-электробесия – заряжать батарейку от ДВС. Ладно, карьерный самосвал – там под требуемый момент трансмиссия для обычного мотора была бы монструозной. Ладно, тепловозы – они нужны там, где нет электрификации. Оба этих варианта работают на оборотах, где достигается наиболее эффективная точка топливной (и отчасти экологической) кривой.

Но в «Формуле-1» моторы при зарядке батареек остаются на полном газу (режим ни разу не экономичный и не экологичный)! И это они выдают за экологические инициативы? Серьезно? Да идите вы! Впрочем, от людей, летающих на свои «зеленые» сходки на частных самолетах иного и не ждешь. Они свято уверены, что плебс схавает любую дичь.

Что именно обозначено на карте

ФИА привязала специальный участок к отметкам 2100–2800 м круга. Обозначение T4–T7 охватывает повороты 4 и 5 - Варианте-делла-Роджа - и оба Лесмо, повороты 6 и 7.

В этом окне действуют два связанных исключения.

Первое относится к кривой электрической мощности. В гонке, когда силовая установка уже находится в состоянии ограничения мощности, ниже 310 км/ч отдача мотор-генератора ограничивается 250 кВт. После 310 км/ч эта альтернативная кривая соединяется с обычной.

Второе разрешает в начале перехода к ограниченной мощности уменьшить максимальный запрос сразу на величину до 350 кВт. Это именно разрешение, а не обязательное отключение электрической тяги: команда может использовать меньший скачок.

За пределами специальных участков первоначальное падение мощности не должно превышать 150 кВт и должно оставаться неизменным не менее секунды. Дальнейшее снижение в Монце ограничено скоростью 50 кВт/с - ФИА рассчитала для трассы 4218 м дистанции, на которой силовая установка может испытывать дефицит электрической мощности. Эти параметры приведены в карте силовой установки Гран-при Италии, а сама логика описана статьями C5.2.8 и C5.12 технического регламента.

Брррр. Опять буквы какие-то, вроде, знакомые, но писанина по-шведски, что ли. Надо переводить.

Представим, что после второй шиканы машина разгоняется, что не удивительно. ДВС даёт свои условные 400 кВт, а батарея через мотор-генератор ещё +350 кВт. Итого к трансмиссии условно идёт около 750 кВт.

Но инженеры понимают: если сейчас продолжать жарить электричеством, к длинной прямой после Лесмо и к главной прямой батарея опустеет. Значит, электрическую добавку надо уменьшить.

Обычные правила не позволяют сделать это совсем резко, чтоб сзади никто ненароком не догнал. В начале режима ограничения мощности разрешено одним движением убрать максимум 150 кВт, а дальше мощность приходится уменьшать постепенно. В Монце ФИА указала темп дальнейшего снижения 50 кВт в секунду.

То есть, обычно не бывает такого, чтоб раз – и 400 кВт вместо 750. А вот между Роджей и Лесмо ФИА как раз и разрешает в начале такого перехода вырубить до 350 кВт сразу.

И это ещё НЕ зарядка батареи! То есть «огромные, великолепные, потрясающие, красивые» 350 кВт ДВС в батарею там не засовывает! Это принципиально!

Чтобы батарея действительно заряжалась, вклад от мотора-генератора должен перейти через ноль. Вот при −100 кВт энергия (от этого страшного и ущербного ДВС) уже идёт обратно в батарею.

Тогда зачем ещё потолок 250 кВт?

В том же секторе T4–T7 ФИА говорит: если машина уже находится в специальном режиме ограничения мощности, то до 310 км/ч мотору-генератору разрешено отдавать не обычные 350 кВт, а максимум 250 кВт.

Допустим, от Роджи до следующего торможения машина пять секунд могла бы ехать с +350 кВт. Но ФИА позволяет команде держать только +250 кВт. 100 кВт × 5 с = 500 кДж = 0,5 МДж. Батарея не получила полмегаджоуля. Она просто не потратила эти полмегаджоуля.

А это много: разрешённый разброс состояния заряда батареи составляет всего 4 МДж. При полной электрической мощности 350 кВт эти 4 МДж соответствуют всего примерно 11,4 секунды непрерывной отдачи. Для Монцы это пшик!

Отсюда вся нынешняя нервотрёпка.

Почему именно Роджа - Лесмо?

Официального объяснения выбора участка ФИА, естественно, не приводит.

Без режима обгона стандартная кривая разрешает батарейке отдавать все 350 кВт приблизительно до 290 км/ч. Затем электрическая мощность начинает падать: 300 кВт при 300 км/ч, 250 - при 310, 200 - при 320 и 100 - при 340 км/ч. На 345 км/ч электрическая тяга должна исчезнуть.

Энергетический профиль Монцы выглядит примерно так: хороший разгон - торможение - разгон - торможение - разгон - торможение – феерически длинный разгон.

Между Роджей и Лесмо подряд идут несколько мест, где после торможения скорость снова падает достаточно низко, чтобы мотор-генератор теоретически «мог захотеть» дать очень большую мощность. Но ФИА разрешила производителям задать машине примерно следующую команду: «На этом куске трассы не дёргай электричество туда-сюда. Можешь сразу перейти в экономный режим и держать его до Лесмо».

А где тогда выгодно заряжаться от ДВС?

Если совсем кратко, то не существует обозначенной ФИА зоны “здесь заряжайте батарею от двигателя”.

Команда сама строит энергетическую стратегию круга в рамках лимитов. В Монце ФИА установила пределы количества восстанавливаемой энергии за круг и правила того, насколько резко можно менять мощность. Карта для Гран-при Италии, например, задаёт специальный лимит зарядки и отдельные энергетические параметры именно этой трассы.

Параболика – это другое

Зону у одиннадцатого поворота нельзя объединять с окном 4–7. Она действует только в квалификационных сессиях.

Между отметками 5050 и 5350 м разрешено такое же первоначальное уменьшение запроса до 350 кВт. Затем, с 5300 до 5800 м, ФИА позволяет сбросить ранее накопленное ограничение МГУ-К. Практический смысл - провести силовую установку через конец одного круга и вернуть доступную мощность к началу следующего быстрого круга. Это вывод из расположения окна; в самом бюллетене его назначение отдельно не объясняется.

Рядом находятся линии гоночного режима обгона, но это третий, самостоятельный механизм. Разрыв между машинами измеряется на отметке около 5050 м. Если преследователь находится ближе одной секунды, режим становится доступен с линии 5249 м. То есть электрическое преимущество готовится ещё на подходе к Параболике, а используется на разгоне к стартовой прямой.

Режим обгона не добавляет мощность сверх предельных 350 кВт. Он меняет зависимость разрешённой мощности от скорости: электрическая тяга сохраняется значительно дольше и окончательно обнуляется только при 355 км/ч.

Жара: не путать охлаждение гонщика и машины

ФИА отдельно объявила на гонку режим тепловой опасности: прогнозируемый индекс тепловой нагрузки должен превысить 31 °C. Это прежде всего юридический триггер для системы охлаждения гонщика, а не предписание коллективно открыть жабры (для отвода дополнительного тепла от радиаторов силовой установки).

При таком статусе минимальная масса машины повышается на 5 кг, которые должны приходиться на дополнительную экипировку и систему охлаждения гонщика. Для непрерывно работающей установки регламент требует способности отводить не менее 200 Вт тепла при температуре окружающего воздуха 40 °C. У системы с запасённым холодом должен быть тепловой резерв не менее 1,1 МДж.

Однако сама высокая температура, конечно, затрагивает и автомобиль. Для Монцы это неприятное противоречие: минимальное сопротивление требует небольших воздухозаборников и выходов охлаждения, но силовой установке, батарее и тормозам нужен достаточный расход воздуха.

Третья сторона этого теплового конфликта - шины. «Пирелли» привезли составы C3, C4 и C5 и установила минимальное стартовое давление сликов 26,0 psi (эти ваши пси – паунд он скуэа инч = 0,07 атм, или 1,77 атм) на обеих осях; ожидаемое стабилизированное давление после прогрева - не ниже 27,0 psi (1,84 атм).

Высокое давление поддерживает каркас на поребриках Монцы, но делает шину жёстче и уменьшает её способность сглаживать удары. На горячем асфальте рабочее давление растёт быстрее, поэтому командам придётся одновременно удерживать контактное пятно, температуру поверхности и устойчивость каркаса в шиканах.

Где искать разницу между машинами

Главный показатель в Монце - не максимальная мощность двигателя внутреннего сгорания сама по себе, а момент, в который машина начинает терять электрическую половину силовой установки.

Одна команда сможет пройти Роджу и Лесмо с устойчивыми 250 кВт и сохранить заряд для второй части круга. Другой придётся сильнее убрать электрическую тягу, после чего гонщик получит «полную» педаль газа, но уже не полную мощность. На телеметрии это будет выглядеть как ослабление разгона без переключения передачи и без заметного изменения положения акселератора.