Формула-1: як влаштовані найшвидші перегони світу

Що таке Формула-1

Формула-1, яку зазвичай скорочують до Ф1, — це найвищий клас міжнародних перегонів на одномісних автомобілях із відкритими колесами. «Відкриті колеса» означає, що колеса розташовані поза основним корпусом, а не під крилами, а «одномісний» — що в машині є місце лише для пілота. Чемпіонат проводиться під егідою Міжнародної автомобільної федерації (FIA), керівного органу світового автоспорту, а комерційною частиною, зокрема телевізійними правами та контрактами з етапами, керує Formula One Group.

Слово формула в назві не стосується хімічної чи математичної формули. Воно означає набір правил, яких мусить дотримуватися кожен автомобіль: обмеження щодо розмірів, ваги, конструкції двигуна, пального, аеродинаміки та багато іншого. Команди змагаються, щоб у межах цього регламенту збудувати якомога швидшу машину, тому Ф1 — це суперництво інженерів так само, як і пілотів.

Сезон складається із серії перегонів, які називають Гран-прі (з французької — «великі призи»). Їх проводять на кількох континентах: на спеціально збудованих трасах, як-от Сільверстоун у Британії та Сузука в Японії, і на міських трасах, де звичайні вулиці перекривають і обгороджують бар’єрами, як у Монако та Сінгапурі.

Від перших Гран-прі до чемпіонату світу

Перегони Гран-прі значно старші за Формулу-1. Перші перегони під назвою Гран-прі організував Автомобільний клуб Франції 1906 року поблизу Ле-Мана. У 1920-х і 1930-х роках Гран-прі стали великим європейським видовищем, а в роки перед Другою світовою війною домінували німецькі команди Mercedes-Benz та Auto Union з обтічними автомобілями на прізвисько «Срібні стріли».

Після війни керівний орган ухвалив новий регламент — «Формулу-1» — і в 1950 році запустив перший чемпіонат світу серед пілотів. Найпершим етапом чемпіонату став Гран-прі Великої Британії на Сільверстоуні, колишньому воєнному аеродромі, 13 травня 1950 року. Італієць Джузеппе Фаріна за кермом Alfa Romeo став першим чемпіоном світу. Окремий чемпіонат для команд, який нині називають Кубком конструкторів, з’явився 1958 року.

Революції в конструкції

У наступні десятиліття боліди Ф1 змінилися докорінно:

• Двигун перемістився назад. Наприкінці 1950-х невелика британська команда Cooper розмістила двигун позаду пілота. Джек Брабем виграв титули 1959 і 1960 років на Cooper, і незабаром усі команди перейняли таке компонування.
• Монококове шасі. 1962 року Lotus під керівництвом конструктора Коліна Чепмена представила автомобіль, збудований довкола єдиного жорсткого корпусу замість трубчастої рами, що зробило його легшим і міцнішим.
• Антикрила та спонсори. 1968 року на машинах з’явилися антикрила, що притискають їх до траси, і того ж року команди почали фарбувати боліди в кольори спонсорів замість національних гоночних кольорів.
• Граунд-ефект. Наприкінці 1970-х Lotus так сформувала днище своїх автомобілів, щоб їх «присмоктувало» до дороги. Згодом цю ідею обмежили, а 2022 року вона повернулася в новій формі.
• Вуглепластик. 1981 року McLaren виставила шасі з композитного матеріалу на основі вуглецевого волокна, водночас дуже легкого й надзвичайно міцного. Нині так будують усі боліди Ф1.
• Турбонаддув. Renault привела турбодвигуни у Ф1 1977 року. Після 1988 року їх заборонили, а 2014 року вони повернулися як частина нинішніх гібридних силових установок.

Наука всередині боліда Ф1

Болід Ф1 — одна з найдосконаліших машин на колесах. Кожну деталь проєктують якомога легшою, міцнішою та ефективнішою, а команди перевіряють ідеї в аеродинамічних трубах і комп’ютерних симуляціях, перш ніж їх виготовити.

Притискна сила: повітря як зчеплення

Крило літака створює підіймальну силу, що штовхає його вгору. Антикрила боліда Ф1 працюють навпаки: їхня форма притискає машину донизу, до траси. Цю силу називають притискною силою. Разом із профільованим днищем вона втискає шини в дорожнє покриття й дає змогу проходити повороти на швидкостях, на яких звичайний автомобіль вилетів би з дороги. На високій швидкості болід Ф1 створює стільки притискної сили, що теоретично міг би їхати догори дриґом по стелі тунелю, хоча цього ніхто ніколи не пробував.

Ціна притискної сили — лобовий опір, тобто опір повітря, що сповільнює машину на прямих. Конструктори постійно шукають баланс між ними, а команди налаштовують антикрила під кожну трасу: з великим кутом для звивистих трас, як-от Монако, і пласкіші для швидких, як-от Монца, де боліди можуть розганятися понад 350 км/год.

Гібридні силові установки

Із 2014 року боліди Ф1 використовують не прості двигуни, а силові установки. Їхня основа — невеликий 1,6-літровий бензиновий турбодвигун V6, поєднаний з електромоторами та акумулятором. Енергію, яка інакше пропала б, наприклад під час гальмування, вловлюють, накопичують і віддають як додаткову потужність. Ці силові установки належать до найефективніших гоночних двигунів, будь-коли створених. Нові правила, запроваджені 2026 року, збільшили частку потужності від електричної системи приблизно до половини й вимагають пального, виготовленого зі сталих джерел.

Кабіна пілота

Кермо боліда Ф1 — це невеликий комп’ютер, укритий кнопками, перемикачами та з дисплеєм. За його допомогою пілоти змінюють налаштування двигуна, регулюють баланс гальм, говорять із командою по радіо та багато іншого — і все це на величезній швидкості. Сотні датчиків на машині протягом кожної сесії надсилають дані інженерам у боксах і в штаб-квартирі команди.

Як проходять гоночні вихідні

Типові вихідні Гран-прі тривають із п’ятниці до неділі й складаються з трьох основних частин.

1. Тренування. На вільних тренуваннях команди вивчають трасу, пробують різні налаштування й порівнюють шини.
2. Кваліфікація. Вона визначає стартовий порядок і поділяється на три сегменти: Q1, Q2 і Q3. Наприкінці кожного з перших двох сегментів найповільніші пілоти вибувають, а десятеро найшвидших у Q3 борються за поул-позицію — перше місце на стартовій решітці.
3. Перегони. Боліди шикуються на стартовій решітці й рушають з місця, коли гаснуть п’ять червоних вогнів. Дистанція перегонів — трохи більше ніж 305 км, окрім Монако, де вона коротша, бо міська траса дуже повільна. Перегони не можуть тривати довше ніж дві години чистого часу.

Деякі вихідні також містять коротші спринтерські перегони — формат, запроваджений 2021 року, у якому дають менше очок, ніж в основному Гран-прі.

Очки та чемпіонати

Із 2010 року перша десятка фінішерів Гран-прі отримує очки за шкалою 25, 18, 15, 12, 10, 8, 6, 4, 2 і 1. Наприкінці сезону пілот із найбільшою кількістю очок стає чемпіоном світу серед пілотів, а команда, двоє пілотів якої разом набрали найбільше очок, виграє Кубок конструкторів. Останніми сезонами календар розрісся приблизно до двох дюжин етапів.

Шини та піт-стопи

Шини — одна з найбільших тактичних головоломок Ф1. Із 2011 року єдиним постачальником є Pirelli. Для сухої погоди є кілька складів: м’якші шини дають більше зчеплення, але швидше зношуються, а жорсткіші служать довше, але повільніші. Для дощу є проміжні шини для вологої траси й дощові для сильної зливи. У сухих перегонах кожен пілот мусить використати щонайменше два різні сухі склади, тож кожна машина повинна зробити принаймні один піт-стоп.

Дозаправлення під час перегонів заборонене з 2010 року, тому піт-стоп нині — це передусім заміна всіх чотирьох шин. Бригада з приблизно двадцяти механіків справляється з цим приблизно за дві секунди, а найшвидші зупинки тривали ще менше. Вибір правильного моменту для зупинки, тобто стратегія, часто вирішує, хто переможе.

Прапори та автомобілі безпеки

Маршали довкола траси спілкуються з пілотами за допомогою прапорів. Жовтий прапор попереджає про небезпеку попереду й забороняє обгони, синій прапор повідомляє повільнішій машині, що швидша от-от обжене її на коло, червоний прапор зупиняє сесію, а картатий прапор позначає фініш. Після аварії автомобіль безпеки може вести пелотон на зниженій швидкості, поки трасу розчищають, або дирекція перегонів може оголосити віртуальний автомобіль безпеки, за якого всі пілоти мусять сповільнитися до заданого темпу без виїзду машини на трасу.

Команди та пілоти

Кожна команда Ф1 будує власне шасі й виставляє два боліди, а останніми сезонами на старті було від 20 до 22 машин. Серед команд є як відомі автовиробники, так і незалежні гоночні компанії, а в найбільших працює близько тисячі людей або й більше: аеродинаміки, інженери, механіки, аналітики даних і стратеги. Щоб найбагатші команди не могли просто перевитратити всіх інших, 2021 року Ф1 запровадила ліміт бюджету, який обмежує, скільки команди можуть щороку витрачати на свої боліди.

Ferrari посідає особливе місце в історії Ф1: це єдина команда, яка брала участь у кожному сезоні чемпіонату світу з 1950 року, і вона виграла більше Кубків конструкторів, ніж будь-яка інша. Серед інших відомих назв — McLaren, Williams, Mercedes і Red Bull.

Легендарні чемпіони

• Хуан Мануель Фанхіо з Аргентини виграв п’ять титулів у 1950-х роках — рекорд, що протримався майже пів століття.
• Айртон Сенна з Бразилії, триразовий чемпіон, залишився в пам’яті як один із найвидатніших пілотів усіх часів, особливо завдяки майстерності на мокрій трасі.
• Міхаель Шумахер з Німеччини виграв сім титулів, п’ять із них поспіль із Ferrari з 2000 по 2004 рік.
• Льюїс Гамільтон із Британії зрівнявся з цим рекордом у сім титулів і виграв більше Гран-прі, ніж будь-який інший пілот.
• Макс Ферстаппен з Нідерландів став наймолодшим переможцем перегонів в історії Ф1, вигравши Гран-прі Іспанії 2016 року у 18 років, а згодом здобув кілька титулів чемпіона світу.

Стати пілотом Ф1 надзвичайно важко. Більшість починає з картингу ще в дитинстві й піднімається через юніорські серії на одномісних болідах, як-от Формула-3 і Формула-2. Їм також потрібна спеціальна суперліцензія від FIA. Керувати болідом Ф1 фізично дуже важко: у швидких поворотах пілоти відчувають бічні перевантаження приблизно в п’ять разів більші за вагу власного тіла, тому вони інтенсивно тренують м’язи шиї, а в спекотних перегонах можуть втратити кілька кілограмів ваги через піт.

Безпека: від небезпеки до захисту

У перші десятиліття Ф1 була надзвичайно небезпечною, і багато пілотів загинули. Чемпіони, як-от Джекі Стюарт, з кінця 1960-х років домагалися безпечніших трас, кращих бар’єрів, вогнетривкого одягу та належної медичної допомоги. Загибель Айртона Сенни на Гран-прі Сан-Марино 1994 року в Імолі приголомшила світ і спричинила нову хвилю реформ безпеки — від міцніших кокпітів до повільніших поворотів.

Одна з найважливіших нещодавніх інновацій — гало, вигнута титанова дуга над кокпітом, що захищає голову пілота. Вона обов’язкова з 2018 року. Спершу багатьом уболівальникам вона здавалася потворною, але думки змінилися після того, як кілька аварій довели її користь. 2020 року болід Ромена Грожана в Бахрейні розламався навпіл і загорівся після удару об бар’єр; пілот вибрався з полум’я лише з опіками рук, і саме гало широко вважають тим, що його врятувало.

Відомі траси

• Монако приймає найгламурніші перегони року на вузьких вулицях, обгороджених бар’єрами, де обгін майже неможливий, а місце в кваліфікації вирішальне.
• Монца в Італії, яку називають «Храмом швидкості», — одна з найшвидших трас, що приймала Гран-прі Італії майже щороку від початку чемпіонату.
• Сільверстоун у Британії приймав перший етап чемпіонату 1950 року.
• Спа-Франкоршам у Бельгії славиться крутою й плавною зв’язкою поворотів О-Руж і Радійон, а також погодою, яка може бути сонячною на одній частині траси й дощовою на іншій.
• Сінгапур 2008 року провів перші нічні перегони Ф1 на трасі, освітленій тисячами прожекторів.

Чому Формула-1 важлива

Ф1 — це не лише спорт, а й технологічна лабораторія. Ідеї, випробувані в перегонах, як-от конструкції з вуглепластику, системи рекуперації енергії та сучасний аналіз даних, знайшли застосування в дорожніх автомобілях та інших галузях. Гібридні силові установки змусили інженерів отримувати більше продуктивності з меншої кількості пального.

Цей спорт — також глобальний бізнес. Відтоді як американська компанія Liberty Media 2017 року купила комерційні права на Ф1, вона працює над тим, щоб залучити молодших уболівальників через соціальні мережі та документальні серіали, а календар розширився на нові місця, зокрема кілька етапів у США та на Близькому Сході.

Маловідомі факти

• Джек Брабем — єдиний пілот, який виграв титул чемпіона світу на машині, збудованій його власною командою, — 1966 року.
• Італійка Марія Тереза де Філіппіс 1958 року стала першою жінкою, яка виступила в Гран-прі чемпіонату світу, а Лелла Ломбарді досі залишається єдиною жінкою, що набрала очки в чемпіонаті, — 1975 року.
• Шини Ф1 треба прогріти до потрібної температури, щоб вони добре трималися, тому пілоти виляють з боку в бік за автомобілем безпеки.
• Гальма під час різкого гальмування можуть розжарюватися до червоного, а пілоти здатні загальмувати з дуже високої швидкості до повільного повороту всього за кілька секунд.
• П’ять червоних стартових вогнів гаснуть після короткої випадкової паузи, тож пілоти не можуть передбачити точний момент старту.