75 години Формула 1: хората, двигателите и горивата в най-лудите години (1978-2013 г.)
Регламентът за 2026 година по отношение на задвижванията е 17-ият от създаването на Формула 1 преди 75 години
Този материал е продължение на статиите
„Преди, сега и утре: невероятната история на двигателите и горивата в Grand Prix и Формула 1“
„Формула 1: автомобилната техника на границата между възможното и невъзможното“ и
75 години Формула 1 и нейните метаморфози: хората, автомобилите, двигателите и горивата (1950-1977 г.)
Към средата на седемдесетте години турбокомпресорите вече се използват в болидите на американския еквивалент на Формула 1 USAC (по късно CART), но тъй като двигателите отвъд океана са доста различни (горивото е метанол, а работният обем от 2,65 литра надхвърля значително ограничението от 1,5 литра за двигатели принудително пълнене във Формула 1), никой не приема сериозно идеята за възприемане на турбокомпресора като метод за повишаване на мощността и във Формула 1. Или почти никой – честта да се сблъска с подобно предизвикателство са пада на Renault и по-точно на екипа на главния инженер Бернар Дюдо във Вири Шатион. Конструираният от французите 1,5-литров мотор е шестцилиндров и е базиран на първоначално използваната в спортния двуместен Alpine A440 двулитрова версия. „Бяхме толкова ентусиазирани, че убедихме президента на Renault, Бернар Хано, в нуждата да участваме във Формула 1. По това време, това беше наистина шашава идея. За наша радост, той се ентусиазира също толкова много, колкото и ние“, разказва в спомените си Дюдо. Първият болид с този двигател автоматично се превръща и в първия турбо автомобил във Формула 1 – Renault RS01 наречен по-късно „Жълтият чайник“ е тестван на пистата на Michelin в Клермон-Феран на 23 март 1976 година и дебютира на пистата Силвърстоун с Жан-Пиер Жабуи на волана. Още в началната си версия агрегатът разполага с мощност от 500 к. с. при 11 000 об./мин – постижение, което тогавашните атмосферни мотори са достигали след години еволюция. Само че, това означава и че инженерите се сблъскват с проблеми като необходимостта от по-големи радиатори, а пилотите трябва да шофират по коренно различен начин.

„Даусайзингът“ на 70-те години
Формула 1 винаги е била израз на екстремни стойности, когато става дума за оборотни режими – както ще видим те са в апогея си в края на последната „атмосферна ера“. Отдавна привикнахме обаче и с философията на модерните двигатели с турбо пълнене, която е различна по отношение на оборотите. В края на краищата, определено количество гориво трябва да бъде окислено с помощта на определено количество въздух и при турбо пълненето показателите на въртящия моменти са екстремната величина. Оборотите са малко по-заден план – поне за представите на Формула 1.
През 70-те години с идването на турбо ерата въпросната философия на високите обороти се преобръща с главата надолу, и съответно целият технологичен и проектантски цикъл във Формула 1. Турбомашините не се нуждаят от екстремните оборотни режими или работен обем (с уточнението, че обороти от порядъка на 10 000 за представите на Формула 1 се приемат за съвсем умерени), но налягането при пълнене и, съответно на горивния процес, е значително по-високо от това при атмосферните машини. Вследствие на това нарастват изискванията към коляново-мотовилковата група, лагерите, мазането и преди всичко към вида на горивото.

На този фон може би е излишно да споменаваме, че в началото нещата с надеждността на френския състезателен двигател далеч не вървят гладко. Не вървят гладко и по отношение на хармонията в разгръщането на мощността – болидът на Renault се оказва изключително бърз на правите участъци, но в завоите натоварването и оборотите на двигателя падат, а с тях и създаденото от компресора налягане. Това на свой ред води до загуба на мощност, голяма „турбодупка“ и забавяне на излизане от завоя, след което пък следва експлозивен прилив на мощ, създаващ на пилота неимоверни трудности в удържането на болида на пистата. Ще мине време преди пилотите да си създадат нови навици, да подават пълна газ още преди навлизането в завоя. Което пък е нова философия на шофирането. „Трябва да успеете да усетите, кога точно да започнете за ускорявате, за да може мощността да се появи в подходящия момент“, ще каже по-късно Ален Прост, който през 1981 година е пилот на Renault…
Цяла година е необходима на френските конструктори, за да отстранят най-нетърпимите от детските болести на двигателя и да позволят на Жабуи да завърши цяло състезание без нещо в мотора да се повреди. „Първата лястовичка” има сериозни проблеми с издръжливостта на компресора Garett, с буталата и буталните пръстени и все още не може да се опълчи срещу именитата конкуренция в „летящия цирк”. През 1977 и 1978 година 80 процента от автомобилите във Формула 1 все още използват осемцилиндровите двигатели на Cosworth – изключение правят Ferrari и Brabham (с двигател на Alfa Romeo) с V12 агрегати на 180 градуса, както и самата Alfa Romeo и Ligier, също с V12. Хегемонията на атмосферния мотор продължава до 1 юли 1979 година, когато Жан Пиер Жабуи печели Голямата награда на Франция, постигайки първата горчиво изстрадана и безспорно заслужена победа – не само за марката Renault, но и за автомобил с турбокомпресорен мотор в историята на Формула 1. В крайна сметка упоритостта и убедеността в успеха на един гениален екип от инженери дава своите плодове и става причина за прелом в мисленето и на останалите участници в елитната серия – не след дълго Alfa Romeo и Ferrari също започват да работят върху собствени проекти за двигатели с турбо пълнене.

Разбира се, в Renault не спират нито за миг да усъвършенстват своята разработка и скоро стигат до извода, че е по-добре да преразгледат кардинално своята концепция. Резултатът от това решение е подмяната на големия американски компресор Garrett с два по-малки германски Kühnle, Kopp und Kausch (ККК), с което забавянето на реакцията на пълненето се намалява значително, потенциалът за увеличение на мощността се запазва, а автомобилът става чувствително по-лесен за управление. Renault вече разполагат с най-мощния двигател във Формула 1, която на свой ред започва да мутира от джентълменски спорт в невероятно скъп и комерсиален бизнес, голяма игра с големи залози, в която скоро ще се включват и двигателистите на BMW и Porsche.
В началото на осемдесетте години мощностите на двигателите на болидите във Формула 1 започват да достигат колосални стойности, а конструкторите осъзнават, че турбокомпресорът може да им осигури феноменални динамични показатели – стига да бъдат решени термодинамичните проблеми, да се гарантира техническата им надеждност и да създаде подходящата смес от въглеводороди, които да не детонират при тези условия на работа.
Формула 1 започва да става много скъпа игра
Въпреки сравнително скромния работен обем от 1,5 литра, мощността на болидите с турбо двигатели бързо ще достигнат фантасмагоричната граница от 1200 к. с. Тези стойности звучат впечатляващо, но всъщност не са новост в сферата на моторните спортове. Фред Агабасиан и неговият болид с принудително турбопълнене печелят пол-позишън на Индианополис 500 трийсет години по-рано (през 1952 г.), но за съжаление са принудени да напуснат състезанието поради нелепа техническа повреда, след като водят в продължение на 100 мили – късове от гумата се врязват в турбокомпресора и го разрушават.

Следва кратка пауза, но потенциалът на турбокомпресорните машини вече не е тайна за никого. В крайна сметка те се завръщат в Индианополис през 1966 година в лицето на модифицирани версии на култовите четирицилиндрови мотори на Offenhauser, а през 1973 година прекрачват границата на мощността от 1000 к. с. Както споменахме, не бива да се забравя обаче, че двигателите на отвъдокеанските болиди имат работен обем от 2,65 литра и работят с високооктановия метанол, който освен това осигурява на горивния процес допълнително количество кислород, защото съдържа такъв в молекулата си – фактори, които им осигуряват огромно предимство както по отношение на термодинамичното натоварване, така и по отношение на изискванията към надеждността на агрегатите. Двигателят на Porsche 917 с принудително турбо пълнене (x2) и въздушно охлаждане е създаден от, проектиралия прочутия боксер на 911, Ханс Мецгер и има мощност от 1100 к.с. през 1973 година. Само че, става дума работен обем от 5,4 литра.

За разлика от тях, „малолитражните“ агрегати във Формула 1, при които размерът на двигателя е съизмерим с този на турбокомпресора, се държат опърничаво и изискват използването на свърхскъпи материали и технологии. Както споменахме, разходите в този спорт започват да нарастват значително, поощрявани от щедрите финансови отчисления от рекламните, маркетингови, спортни и технологични бюджети на конкуриращите се компании и спонсори. С увеличаване на мощността, обаче, нарастват не само разходите, но и скоростта на движение, с което безопасността се срива главоломно и FIA започва да търси начини за обуздаването на надпреварата.
Основните актьори в ерата на турбодвигателите: Renault, BMW, Honda и Porsche
С течение на времето двигателите с турбокомпресори във Формула 1 еволюират и стават все по-надеждни, а предимствата им пред атмосферните – все по очевидни. Новата концепция най-после е на път да направи своя пробив. Агрегатите на Renault и Ferrari печелят все повече победи и въпреки честите и неминуеми проблеми с охлаждането, повече от ясно е, че ерата на атмосферните двигатели си отива. Мощността на трилитровите машини остава на ниво 490-530 к. с., а потенциалът на турбомашините сякаш няма край. Предизвикателството за нарастването на мощността продължава да бъде в намирането на подходящите материали и справянето с термодинамичните проблеми. Това са години на наистина екзотични технически решения, като например това на Ferrari, чийто конструктори експериментират със система за впръскване на вода/метанол. Системата по презумпция трябва да намали температурата на целия цикъл, поради изпарението в цилиндрите на, впръсканата във всмукателните колектори смес, и да снижи натоварването на турбините при големи натоварвания, които си остават най-уязвимото звено в състезателните машини. На практика, обаче, се оказва много деликатна работа и малки отклонения от правилната смес водят до драстични разлики в поведението на мотора. Друг експеримент на Ferrari е опитът за пълнене със система Comprex, каквато по-късно Mazda ще използва за дизеловите си двигатели.

През 1981 година битката между двигателите с атмосферно и турбо пълнене, макар и вече неравна, все още продължава. На този етап значително по-хармоничното разгръщане на мощността на атмосферните мотори, в комбинация с добрата аеродинамика са верни помощници на последните в трасетата с повече завои. Автомобили с атмосферния двигател Ford Cosworth DFV с мощност от 530 к. с. печелят осем състезания, а Renault и Ferrari (отборът за първи път използва турбо мотор през въпросната 1981 година), с техните машини с по 550 к. с. финишират първи в съответно три и две състезания. Оттук-насетне, обаче, събитията започват да се развиват много бързо...
Въпреки, че през същата 1981 година, Нелсън Пикет печели титлата с Brabham-Cosworth, тогавашния шеф на Brabham Бърни Екълстън закупува правата за двигателя на BMW M12. Агрегатът разполага с едва четири цилиндъра и мнозина специалисти му предричат неуспех, но на практика той се оказва истински технологичен шедьовър. Той е дело на екипа на директора на BMW M Motorsport Пол Роше, който използва за целта вече употребявани цилиндрови блокове от двигатели M10 от серийни автомобили (в който металът вече е „успокоен“) и решава да изпробва границите на издръжливостта на материалите. С помощта на Йохен Неерпаш, се опитва да убеди шефовете от BMW да участват във Формула със създадения на тази база M12. Тогава му е отказано, но с идването на Дитер Стаперт, който замества Неераш успява да постигне успех.

При първоначалните тестове двигателите буквално се разпадат, преди да бъдат създадени, подходящите като конструкция и издръжливост, движещи се компоненти. Противно на логиката е използването само на един, огромен компресор ККК, но към това се добавят свръхустойчивите бутала и мотовилки, цялостния електронен контрол на впръскването на гориво, налягането на турбокомпресора и запалването, на Bosch. Благодарение на всичко това, както и на факта че четирицилиндровият мотор има по-малко цилиндри и клапани и един турбокомпресор по-малко, съответно има по-малко триене и загуба на топлина, главният конструктор на Brabham Гордън Мъри конструира BT52 с по-малки радиатори, а това означава по-добра аеродинамична ефективност и по-висока скорост на правите. Благодарение и на горивото, създадено специално за него от германската нефтена компания Wintershall, M12 успява да постига колосални мощности, става предпоставка за победи много скоро и с развитието си осигурява шампионската титла на Нелсон Пикет и неговият Brabham-BMW през 1983 година.

Лудата надпревара наречена „Първата турбо ера“
С развитието на технологиите в турбо ерата конкуренцията продължава да се множи и изостря, а присъствието на имена като BMW и Porsche е признак, че нещата тепърва ще добият екстремен характер. През 1983 година Alfa Romeo създава един пълен антипод на четирицилиндровия агрегат на BMW с осем (!) цилиндъра, който обаче се оказва неособено надежден и доста лаком. McLaren се сдобиват с шестцилиндровия агрегат на TAG-Porsche, създаден от гореспоменатия Ханц Мецгер, а в надпреварата успешно се включват и Honda, за които употребата на принудително пълнене никога не е била съществена част от фирмената философия. През 1983 година автомобилите с турбо двигатели вече достигат мощност между 700 и 800 к.с., а атмосферните се задоволяват с 200-300 к. с. по-малко. Ескалацията естествено не спира и през следващата година, когато тренировъчната версия на двигателя на BMW M 12/13 (при която няма ограничение за разхода, а свърхмеките гуми издържат една или две обиколки) достига 1430 к. с. при налягане на турбокомпресора от над 5,0 бара. Това означава почти 1000 к. с./л литрова мощност – фантастична и на този етап непостижима за какъвто и да било атмосферен агрегат стойност. Процесът на преминаване от атмосферни към турбомашини се оказва необратим и завършва през 1986 година. През следващата атмосферните двигатели са забранени и от регламента, а цените на болидите продължават стремително да растат...

Дори крайните консерватори от Ford са принудени да създадат турбодвигател, оборудвайки го със собствена система за впръскване на горивото. Идва следващия етап, в който, след изстискването на възможностите на турбокомпресора, конструкторите отново се връщат към стремежа към високи обороти, сблъсквайки се с предизвикателството да задържат високото налягане при високи обороти и натоварване. Все пак турбините имат своя предел на издръжливост, и при въртене от около 100 000 об./мин и изключително високите постоянни температура на газовете, могат лесно да се превърнат в най-слабото звено в уравнението.

Проблемът обаче не е само в турбокомпресорите, но и в инертността и издръжливостта на металните пружини на клапаните. Пионер в това отношение отново става Renault – в стремежа си да увеличат още повече оборотитe, конструкторите създават изключителна система за задвижване на клапаните, при които в ролята на клапанни пружини влизат, пълни с азот под налягане, цилиндри. Действието на тази основополагаща за бъдещото развитие технология за задвижване на клапаните се осъществява със система от тръби, подаващи сгъстен азот към задвижващите цилиндрово-бутални елементи на всичките 24 клапана. Замяната на пружините с тази система позволява увеличаването на оборотите от около 11 500 до 12 500 об./мин още в първоначалната и форма.
Нелсън Пикет грабва титлата през 1983 година с Brabham-BMW и бележи първата подобна за турбо двигател. И в този момент се намесва FIA, за да ограничи безумните разходи и да осигури глътка въздух по отношение ва за безопасността – първоначално регламентът предписва количество гориво, с което (еднократно) могат да заредят автомобилите на 250 литра. През 1984-1985 обемът му е лимитиран на 220 литра, през 1986 на 195 литра, през 1987, единствената в която са разрешени само турбо двигатели, на същите 195 л, но с ограничение от 4,0 бара на пълненето, а през 1988 година на 150 литра. През 1984, 1985 и 1986 година Ники Лауда и Ален Прост с McLaren-TAG-Porsche MP4/2 са на върха. През последната от тази поредица, 1986 година агрегатът на BMW M12/13/3, този път за Benetton B 186 в квалификационен „трим“ достига мощност от изумителните 1704 к.с. при 11 000 об./мин с въртящ момент от 1530 Нм. Тези данни са изчислени на базата на някои параметри като налягане на пълнене, защото възможностите на динамометричните тестови стендове не се простират до такива стойности. В доста по-спъната версия на двигателя, с 900 к.с. мощност, на пистата Монца, Герхард Бергер достига скорост от 352 км/ч. Но, както показват фактите, максималната мощност на двигателя не е достатъчна – важно е както разгъването на мощността, така и цялата компановка на автомобила, в които McLaren-TAG-Porsche MP4/2 се оказва по-добър.

Как ви се струва гориво с октаново число от 130
С въвеждането на ограничаването на количеството заредено гориво, икономичността започва да се превръща в първостепенна цел, но за да не пострада мощността, биват форсирани разработките в насока на по-добро качество на горивния процес – оптимизиране на конструкцията на компресорите, системите за впръскване на гориво и свързаните с тях периферни устройства. В борбата се намесват и нефтените компании, които създават все по-специални, изключително скъпи смеси с висока детонационна устойчивост. Прилагат се всякакви хитрини – някои отбори използват специални хладилници за охлаждане на горивото преди старта, възползвайки се от разрешената от регламента възможност за повишаване на неговата плътност, а оттам и до увеличаване на количеството заредено гориво. Този способ звучи малко екзотично, но е доста ефикасен – един градус по-ниска температура означава един процент увеличаване на плътността, което при използваните температури в диапазона от -30 до -50 градуса се равнява на няколко скъпоценни литра повече в резервоара на старта.
По времето на турбо ерата добрите стари смеси от времената на Хари Рикардо отново влизат в действие, но този път (почти) без участие на алкохоли. Информация по тази тема е доста оскъдна, но съществува една публикация на Honda от това време наречена „Десетилетието на постоянните предизвикателства: запис на дейностите на Honda във Формула 1“, касаеща McLaren Honda.
Според нея, горивата по това време съдържат основно бензол, изооктан, тулуол и n-хептан – с изключение на последния, компоненти с високо октаново число, съчетание от ароматни въглеводороди и изопарафини. Може само да предполагаме, дали в горивата е имало кислород съдържащи субстанции като нитрометан (CH3NO2), защото едва през 1993 година е забранено използването на горива, които могат да „осъществяват екзотермична реакция при отсъствие на кислород“.

В края на 80-те години болидите с двигатели на Honda (Williams) и Porsche (McLaren) си остават най-добре балансираните по отношение мощност/икономичност, като най-натоварените им части се изработват от керамика и леки, но изключително скъпи материали. Двигателят на Honda RA 167 E V6 е в основата на шампионската титла на Нелсън Пикет през 1987 година с Williams, следван от McLaren TAG Porsche, Lotus с предишния мотор на Honda RA 166 E и Ferrari с техния собствен 033 D V6. Въпреки ограничението от 2,5 бара, за двигателите с турбопълнене, 1988 година бележи една невероятна надпревара между Айртон Сена и Ален Прост, а McLaren-Honda MP 4/4 се превръща в една от легендите на моторните спортове. Въпреки, че знае, че това е последната година на моторите с турбо пълнене, Honda впряга всичките си усилия за да създаде агрегат, който е неповторим.

Връщането към атмосферните двигатели
Махалото се е обърнало още преди това и гласовете, призоваващи за завръщане към атмосферното пълнене стават все по-силни. FIA се вслушва и отново разрешава употребата им, отпускайки им работен обем до 3,5 литра през 1987 година, при едновременно ограничаване на налягането на пълнене на моторите с турбокомпресори до 2,5 Бара. Турбокомпресорът изпада в немилост, а гилотината пада върху главата му през 1988 година, когато употребата му във Формула 1 е окончателно забранена. 11-годишната епопея на двигателите с принудително турбопълнене в „летящия цирк”, в която само през 1987 година те са единствените задвижващи агрегати, завършва с минорен край, но спечелената известност катализира нарастването на популярността им в серийното автомобилостроене. Присъствието им остава приоритет за американските писти и рали спорта.
Това решение не е прието с радост от всички и е съпроводено с огорчението на компании като Honda, инвестирали огромни средства в разработките на своите двигатели. Разочарован остава дори Ford, защото новите правила разрешават използването на 12-цилиндрови двигатели, а американският гигант силно се надява да използва архитектурата на своя прочут атмосферен агрегат, като просто го усъвършенства – как междувпрочем ще се случи. Сериозни са опасенията, че с употребата на новите технологии 12-цилиндровите машини ще го превъзхождат чувствително.
Какво става на практика? Конструкторите отново се сблъскват със старите въпроси от 60-те години, защото при атмосферното пълнене това означава много различни технологични философии. Каква компановка да се използва? 8 или 12 цилиндъра? 12-цилиндровите атмосферни агрегати могат да осигурят по-високи оборотни режими и по-висока максимална мощност, но са по-големи, по-тежки, изразходват повече гориво и не са толкова гъвкави в средните оборотни диапазони.

За пореден път и след като са хвърлили огромен труд в разработването на турбо двигатели, конструкторите трябва да направят пълен завой и да се концентрират върху атмосферните мотори – на практика съвсем различна парадигма и по отношение на горивни процеси и горива. От друга страна отпада проблемът със справянето на астрономическите мощности, но въпреки че мощността рязко спада, новите агрегати въобще не са по-евтини. Renault и Honda са първите производители, които се насочват към V10 компановка, а Ford изтупват праха от стария DFV и го развиват във варианта с 3,5-литров работен обем, с нова електронна система за управление. Именно с такъв, наречен HB 190 се задвижва Benetton през 1990 година. Ferrari и новопоявилите се във Формула 1 Lamborghini естествено смятат, че на имиджа им ще съответства повече 12-цилиндрови агрегати. 3,5-литровият мотор на Lamborghini LE 3512 има мощност от 640 к.с. – когато работи. През 1989 година Lamborghini е собственост на Chrysler, който по това време все още има пари да купува други производители (не обратното, както се случва през последните 25 години).
От лидер Honda се превръща в…лидер. Отново.
В първите години на новата „атмосферна ера“ доминира двигателят на Honda RA 109 Е V10, осигуряващ на болидите на McLaren 685 к.с. при 13 500 об./мин. отвели Ален Прост до шампионската титла през 1989 година. Следват го Williams с Renault RS1 с 650 к.с. при 12 500 об./мин и Ferrari с техния 035 V12 с 660 к.с. Високооборотният мотор получава известно предимство благодарение на въвеждането от Ferrari на секвенциалната трансмисия (когато работи безпроблемно, защото това не винаги се случва през първите години на използването и). Ferrari ще признае предимствата на V10 архитектурата едва през 1996 година, когато, с идването на Шумахер, търси и повече надеждност за колите си. Интересен е фактът, че Honda, чийто V10 мотор осигурява десет победи през 1989 година, и шест през 1990-та, решава за следващия сезон добави още два цилиндъра. Просто Соичиро Хонда, основателят на компанията изпитва голяма любов към тази конструкция, а щом той казва така, значи така ще бъде. Агрегатът, чийто тънкостенен блок е изработен от чугун е с 15 процента по-скъп от последния турбо мотор. Със своите 650 к.с. той помага на Аертон Сена да спечели осем състезания с McLaren през 1991 година. През 1992 година V12 агрегатът на японската компания вече има мощност от 725-780 к.с. при 13 500-14 500 об./мин. 12-цилиндровият агрегат на Ferrari (който в малко по-слаба версия задвижва и Minardi) е с мощност от 710 к.с. при 13 800 об./мин, малко по-слаб е Ford HBA за Benetton и Jordan. Интересен е фактът че, благодарение на еластичността на новите двигатели, и в комбинация с новата аеродинамика автомобилите постигат по-добри времена в квалификациите от последните турбодинозаври.


Паралелно с работата по двигателите, петролните компании и химическите лаборатории извършват усилени разработки на нови смеси. Правилата позволяват 5-процентно съдържание на бензол в сместа и до 2-процентен дял на кислорода (тоест позволява наличието на кислородсъдържащи въглеводороди, като алкохоли). Надпреварата отново включва и производителите на горива като Shell, Elf и Agip. Когато през 1991 година 12-цилиндровите мотори преминават границата от 200 к.с./л около 90 от тях се дължат на факта, че горивата включват компоненти, осигуряващи по-висока енергийна плътност (като диолефини) и по-висока скорост на горивния процес, които обаче са с по-ниска детонационна устойчивост. За повишаване на цялостното октаново число в смесите се добавят бензол, тулуол и изооктан. По-високата скорост на горивния процес дава възможност за увеличаване на съотношението между диаметър на цилиндъра и ход на буталото, което от своя страна позволява повишаване на оборотните режими. Специфичните компоненти в бутиковите горива, които се изготвят единствено за двигателите на болидите повишават цената им до 200 долара за литър (при средна консумация от 75 л/100 км).

Забранени нестандартни горива, но разрешени нестандартни материали
След унгарската Гран При, през 1992 година тези, така наречени „химически смеси“ са забранени и всички трябва да се задоволяват с бензини, които са продукт на конвенционални рафинерии със (почти) същите съставки като тези за нормалните автомобили. В резултат от това мощностите отново падат. Междувременно обаче, все още неограничени в голяма степен, технологиите в двигателостроенето стават съизмерими с космическите – някои от частите на моторите на автомобилите от Формула 1 се изработват от сплави с керамично покритие, мотовилките и клапаните са от титан, към това се добавят детайли от магнезиеви сплави. Буталата вече са само с един уплътнителен и един маслосъбиращ пръстен. „Дванайсетаците“ са с по-високо тегло и разход, но това не е толкова голям проблем, защото презареждането вече е разрешено. От друга страна техните предимства се усещат на дългите прави, а конкурентоспособността на новите технически решения се демонстрира от факта, че през 1994 година Михаел Шумахер става световен шампион с Benetton, с осемцилиндров двигател на Ford. Все пак за всички вече е ясно, че концепцията V10 може би е най-оптималната – Ilmor Mercedes, Mugen Honda, Peugeot и Hart създават именно такива. Което не означава че компаниите няма да продължават да експериментират.

На практика свръх-високообротната концеция на двигателите не е предпоставка за висока ефективност – по-скоро обратното (тук отново ще споменем даунсайзинга), защото загубите в триене става изключително голям фактор. Ходът на двигателите е много по-къс от диаметъра на цилиндъра, а средното работно налягане на атмосферните мотори от 90-те години от 14 бара не е много различно от това на Ford Cosworth DFV от 60-те и 70-те. Въпреки късия ход, при свръхвисокоборотните атмосферни двигатели високата скорост на буталото става съизмерима с тази горивния фронт, която в зависимост от условията варира от 30 до 50 м/сек. Средната скорост на буталото при 19 000 об./мин на един V10 двигател като Ferrari 053 достига 40 м/сек, но тя варира силно в хода на движението му, като при ускоряването от горна мъртва точка към долна може да достигне ускорение от 95 000 м/сек2, тоест 9700 g. Високата скорост на буталото обаче изисква използването на много леки материали, като в апогея си, както споменахме вече, тези агрегати използват материали като керамични композити и берилиеви сплави. Но и предишните „даунсайзинг“ турбо мотори не са блестели с някакви особени предимства по отношение на ефективността – коефициентът им на полезно действие варира в диапазона от 20 до 30 процента. В това отношение модерните задвижвания са в много по-добра позиция – по-ниски оборотни режими, процес на изгаряне на бедни смеси с висока скорост и ефективност и – вече отпадналият MGU-H, осигуряващ усвояване на част от енергията на газовете.

Трилитровата Формула 2.0
През 1995 година работния обем е намален на 3,0 литра – като през 60-те години. 12-цилиндровите двигатели на Ferrari вече достигат 17 100 об./мин и използват променлива геометрия на всмукателните контури. Въпреки намаляването на работния обем, оборотите и мощността продължават да растат. V10 агрегатът на Renault осигурява световни титли за Williams и Benetton, с мощност достигаща 700 к.с. през 1996 г. В периода 1995-2000 г. мощността на двигателите е в диапазона 600-850 к.с. в зависимост от настройката. Интересен феномен в това отношение е Ford, който продължава да държи на своята концепция с V8 архитектура със своя Ford ECA Zetec-R V8. През 1998 и 1999 година най-добрите параметри има двигателят на Mercedes, осигурявайки основа за двете шампионски титли на Мика Хакинен. Мощността на McLaren-Mercedes MP4/14 е между 785 и 810 к.с., при 17 000 об./мин. През същата година Ferrari, най-накрая, също преминава към V10, а от 2000 година тази конфигурация става задължителна. Титанови мотовилки са заменени със свърхлеки сандвичеви въглеродно-метални конструкции. През 2003 година двигателят P53 на BMW за Williams достига отметката от 900 к.с., а максималните му обороти надвишават 19 200. Същата стойност на мощността постига и Honda RA0003E V10. Напреварата за обороти и мощност продължава въпреки изискването за използване на един двигател на състезателен уикенд. Двигателят на Mercedes е с около 930 к.с., Cosworth, Renault и Ferrari с около 900 к.с., а агрегатът на BMW достига отметката от 950 к.с.

Триумфът на Шумахер, Shell и Ferrari
Идването на Шумахер във Ferrari през 1996 година бележи и възобновеното партньорство със Shell, както и решението за преминаването от V12 към V10 агрегат, в името на подобряване на надеждността. Първият V10 агрегат от 1996 година има мощност от 715 к.с. при 15 500 об./мин, а на Гран при на Япония през 1998-ма е достигната границата от 800 к.с. От 2000 година двигателят на Ferrari вече разполага с необходимото съчетание от мощност и надеждност, за да се прибави към предимствата на автомобилите, осигурили на Шумахер възможността да спечели пет шампионски титли. Само за протокола: двигателят на BMW за Williams, чиято мощност достига 950 к.с. надхвърляйки митичната граница от 19 000 об./мин. Според шефа пък на Toyota Motorsport Йошиаки Киношита, в зависимост от настройките мощността на мотора на отбора достига 1000 к.с. И все пак, през 2005 и 2006 година шампион става Фернандо Алонсо с Renault.


От 2006 година двигателите вече са с работен обем от 2,4 литра във V8 конфигурация. Именно с тези мотори са постигнати и най-високите максимални обороти на двигател във Формула 1 – агрегатът на Renault достига границата от 20 500 об./мин. през сезон 2006, с мощности в интервала от 720 до 800 к.с. Всичко това е невероятно постижение, на фона на факта, че са забранени променлива геометрия на всмукателните колектори, фази и ход на клапаните, а буталата трябва да са от алуминиеви сплави. Това е и апогеят на този вид мотори – след 2007 г. максималните обороти са ограничени от правилата на 19 000, а през 2009-та на 18 000, с разрешение от едва 8 двигателя за сезон. Това поставя акцент върху надеждността, респективно по-внимателно боравене с оборотите, а резултатът с издръжливостта става виден към края на сезона. През 2009 година в уравнението се добавя и електрическата система KERS, която доброволно е отказана от отборите през 2010 година, за да се завърне отново през 2011 г. и да започне да променя по свой начин стратегиите на отборите. От 2010 до 2013 година мощността на двигателите е в интервала 700-800 к.с. при около 18 000 об./мин., а Себастиян Фетел става шампион с Red Bull-Renault.

(следва)
Текст: Георги Колев


