Гоночные шины — разбираемся в классификации, специфике, терминах +подборка популярных моделей

Основная задача таких шин — обеспечение безопасности и максимального сцепления на очень высоких скоростях. По этой причине их конструкция отличается от стандартных покрышек. Отличие заключается в другом рисунке протектора, каркасе и высоте профиля. Также различие есть в мягкости, составе резиносмеси и протекторном рисунке.

Рисунок протектора гоночных шин более крупный и с меньшей глубиной. Он плохо отводит воду из пятна контакта.

С первого взгляда такие шины кажутся очень изношенными — их протектор выглядит «лысым». Но это заблуждение — они сразу выпускаются такими. На ровном гладком сухом асфальте стандартная резина сильно проигрывает им по управляемости и сцеплению.

Низкий профиль у гоночных шин сделан не для красоты, а для противостояния силе инерции, которая возникает при резкой смене направления движения. При увеличении скорости в разы увеличивается эта сила. Низкий профиль компенсирует ее.

Для изготовления каркаса гоночных шин используется корд, изготовленный с применением особых металлических нитей, что позволяет мягкой резине держать форму при повышенной нагрузке.

Где применять

Полностью раскрыть свой потенциал гоночная резина может только на специальном гоночном треке, имеющем идеально ровное покрытие, для обычной ежедневной езды многие из них не годятся.

Разновидности спортивной резины

Резина для автомобильных соревнований делится на три категории: слики, полуслики и спортивные шины. Рассмотрим каждый отдельно.

Полуслики

Разновидность гоночных шины, их протектор имеет минимальное количество водоотводящих каналов по сравнению со стандартными спортивными шинами. По этой причине такая резина показывает максимальную продуктивность только на сухом асфальте.

Применяют полуслики на автосоревнованиях, горных гонках и ралли любительского уровня. На них разрешено передвигаться по гражданским дорогам, но так делать нежелательно, их стихия — гонки.

Полуслики могут иметь различную жесткость. Они могут быть:

• супермягкими;
• мягкими;
• средней жесткости;
• жесткими.

Гонщик выбирает степень жесткости сам, учитывая условия предстоящего соревнования. Например, для гонок по горной дороге берется мягкая резина, так как в таких условиях она мгновенно прогревается, что дает преимущество в сцеплении уже буквально в первые метры после старта.

Для обычных заездов берут резину средней жесткости (или жесткую). Она очень вынослива и хорошо подходит для сложной продолжительной гонки.

На срок службы полусликов влияют несколько факторов: жесткость резины, состояние дороги, стиль вождения, окружающая температура, масса и мощность авто. Давление в шине должно быть установлено в соответствии с рекомендацией производителя резины. Отклонение от этого показателя в ту или иную сторону существенно сокращает срок ее службы. На протекторе или боковине полуслика располагается индикатор износа.

На полусликах нельзя передвигаться в дождь. Малое количество водоотводных канавок сильно увеличивает риск аквапланирования.

Hankook Ventus TD Z221

Появилась недавно, прошла испытание на самых различных гоночных треках. Шина очень отзывчива на движение руля, хорошо противостоит боковой нагрузке на высокой скорости.

Toyo Proxes R888R

Японский полуслик с асимметричным рисунком. Благодаря широкой плечевой зоне хорошо сцепляется с сухим покрытием. При этом производитель заявляет, что и на влажном асфальте шина демонстрирует великолепные результаты. Допускается ее использование на гражданских дорогах.

Pirelli P Zero Trofeo Race

Предназначена для сухого гоночного трека и автомобилей Ferrari, Lamborghini, Porsche, BMW. Шина отличается точной реакцией на руль, даже при экстремальных нагрузках сцепление с сухим асфальтом остается великолепным. Не подходит для использования на мокром треке!

Federal FZ-201

Могут использоваться не только на гоночной трссе, но и на дорогах общего пользования. Разрабатывались специально для продолжительных соревнований.

Kumho Ecsta V70A

Очень универсальные полуслики с широчайшим типоразмерным рядом 13-18 дюймов, направленным рисунком протектора и хорошим водоотводом. 4 разных резиновых состава позволяют продуктивно использовать эти покрышки не только на сухом, но и на влажном асфальте. Более 6 лет эти шины используют гонщики по всему миру.

Слики

Протектор этих шин дает максимальное пятно контакта, а значит — и максимальное сцепление с асфальтированным покрытием. Такая резина используется на профессиональных гоночных состязаниях (DTM, Formula1) и на прочих чемпионатах с высоким уровнем подготовки. Слики бывают сухие (с полностью гладким протектором) и дождевые.

Эти шины (как и полуслики) имеют несколько вариантов жесткости резины, и пилот, учитывая условия, в которых будет проходить гонка, выбирая наиболее подходящий, по его мнению вариант.

Срок их службы зависит точно от тех же факторов, что и у полусликов, но благодаря специальному составу резиносмеси они «живут» дольше. Может быть за счет того, что используются на специальных гоночных трассах, покрытие которых — почти идеально. Цена на силики выше, чем на полуслики. В качестве индикатора износа выступает специальное отверстие в протекторе.

Hankook Ventus F200

Высокопродуктивная полностью гладкая шина с хорошей износостойкостью. Предназначена для сухой гоночной трассы.

Hankook Ventus Z207/Z217

Дождевая шина для кольцевых автогонок исключительно на мокрой трассе. Очень эффективно противостоит аквапланированию, обладает отличной курсовой устойчивостью.

Michelin Competition GT

Шины для кольцевых гонок. Являются абсолютным лидером по сцеплению среди сликов.

Спортивные шины

К этой категории относятся покрышки, которые можно использовать не только на спортивном треке, но и для нормальной обычной езды по городу или трассе. Категория этих шин – «Extreme Performance».

Универсальный набор характеристик наделяет спортивную резину хорошим сцеплением с сухим и мокрым асфальтом, но при этом ее стоимость ниже, чем сликов и полусликов.

Применяются спортивные шины на любительских соревнованиях начального уровня.

Michelin Pilot Sport Cup 2

Шина для гонок и для каждодневного использования. Устанавливается на сборочном конвейере на такие автомобили как Mercedes AMG и Porsche. В шине используется два состава резиновой смеси — один снаружи покрышки (он придает отменное сцепление на сухой дороге), другой — внутри (он отвечает за управляемость на мокрой дороге).

Hankook Ventus R-S3 Z222

Корейская шина для использования на подготовленных спорткарах, тюнингованных и гоночных авто. Сфера применения: гоночные соревнования, ежедневная езда по асфальтированному покрытию, слалом дрифт и спринт.

Автомобиль с открытыми колёсами

Автомобиль с открытыми колёсами (монопост, одноместный болид, формульный болид) — тип гоночного автомобиля, представляющий собой одноместный [1] автомобиль с колёсами, вынесенными из кузова. Этот тип, появившийся в начале XX века — ныне один из самых распространённых типов гоночных автомобилей.

Содержание

Названия

Этот тип имеет два названия, указывающие на его конструктивные особенности — в Америке укоренилось название «open wheel car» — автомобиль с открытыми колёсами, тогда как в Европе указывают на его одноместную конструкцию — монопост (англ. single seater, нем., итал., чешск. — monopost). В Америке же технические требования к таким автомобилям начали сводить в специальные документы, получившие название «формул». Постепенно слово «формула» стало фигурировать в названии большинства чемпионатов и серий монопостов, начиная с Формул-1, −2, и −3, что дало повод называть такие гонки «гонками формульного типа». В России слово «формула» все чаще стало применяться и к самим машинам, участвующим в таких гонках. Также и в Западной Европе все шире распространяется термин «formula car».

История

Первые автомобили данного типа появились в США в начале ХХ века, и поначалу были вовсе не одноместными, вместе с водителем в гонке участвовал механик, так как дистанции были большими, а надежность машин невысока. Постепенно гонки переместились на закрытые трассы относительно небольшой длины, а надежность машин выросла, после чего механик переместился на обочину, а позже в специальную зону технического обслуживания. Результаты гонок на «больших автомобилях» начали идти в специальный зачет, ведшийся Американской автомобильной ассоциацией. Так родился первый чемпионат. Технические требования стали сводиться в специальные документы, получившие название «формул».

В Европе гонки на автомобилях с открытыми колёсами стали проводиться в 20-х гг. Новые машины получили название монопостов и они начали участвовать в престижных гонках Гран-При. С 1930 г. результаты некоторых Гран-При стали заноситься AIACR в отдельный зачет, создав личный чемпионат Европы, а в 1946 г. была создана FIA, которая определила основные классы монопостов — Формула-1, −2 и −3. В 1950 г. был организован чемпионат мира, проводимый на машинах Ф1.

Устройство

Подвеска

Согласно названию, колёса автомобилей должны находиться вне корпуса. Впрочем, бывали и исключения — в 1954 г. команда Ф1 Мерседес, воспользовавшись лазейками в регламенте, выставляла на некоторые гонки, преимущественно скоростные, машины с колёсами, закрытыми лёгким кузовом. В дальнейшем регламент Ф1 был пересмотрен с целью исключения подобных случаев.

Также вне корпуса находится и подвеска. Сейчас это двойной поперечный рычаг с толкаемой либо тянущей штангой (push-rod и pull-rod, соответственно).

Число колёс, как правило, не превышает 4, хотя были случаи и 6-колёсных автомобилей — впервые такой автомобиль появился в 1948 г. в Национальном Чемпионате ААА, в 1976 г. команда Ф1 Тирелл также представила автомобиль с 6 колёсами, однако попытка команды Ф1 Уильямс выставить в 1982 г. шестиколёсный автомобиль натолкнулась на запрет, с тех пор все автомобили с открытыми колёсами имеют их не больше 4.

Двигатель

Двигатель долгое время находился впереди гонщика, приводя в движение заднюю ось посредством карданного вала, так или иначе проходившего через кабину. Впервые иное расположение двигателя — позади кабины — было предложено немецким инженером Фердинандом Порше в 1920-х гг., но реализовано в металле было лишь в 1934 г. в гоночных автомобилях Ауто Унион, построенных под руководством того же Порше. Впоследствии эта схема получила развитие на автомобилях Ауто Унион, но Вторая мировая война положила конец их эволюции, а после войны уже не использовалась. Вновь эта схема была применена уже в 1950-х гг. Эшли Купером. В 1961 г. автомобили заднемоторной схемы дебютировали в США, в 1965 г. выиграли гонку Инди-500, и с тех пор заднемоторная схема стала стандартом для автомобилей с открытыми колёсами, за исключением спринт-каров, используемых для гонок по грунтовым овалам.

Сами двигатели — почти исключительно четырёхтактные поршневые, работающие по циклу Отто, атмосферные или с турбокомпрессорами. В американском чемпионате проводили опыты с дизельными двигателями, также были попытки применения газовых турбин, в Америке и в Европе.

Аэродинамика

В начале XX столетия вопросы аэродинамики не сильно волновали конструкторов автомобилей, которые еще не развивали высоких скоростей. Первая Мировая война дала толчок исследованиям в области аэродинамики и с возобновлением в 20-х гг. гонок Гран-При некоторые инженеры (как, например, Фердинанд Порше) решили применить каплевидные обтекаемые кузова.

С 1960-х гг. требования аэродинамики все больше учитываются при создании гоночных автомобилей, конструкторы стараются добиваться не только уменьшения лобового сопротивления как раньше, но и увеличения прижимной силы — лёгкие машины не могли реализовать всю мощь своих моторов из-за пробуксовки в поворотах. Монопосты начинают обрастать теми или иными аэродинамическими приспособлениями.

Наиболее часто встречаются переднее и заднее антикрылья, прижимающие к дороге соответственно переднюю и заднюю часть автомобиля. Впрочем, в начале 80-х автомобили Ф1 обходились без передних крыльев — основную прижимную силу создавали сами корпуса машин, которые вкупе с заградительными эластичными юбками создавали под днищем машины разрежение, прижимающее их к трассе (граунд-эффект). Сейчас граунд-эффект практически везде запрещён, а прижимную силу создаёт диффузор — расположенная в задней части днища открытая сужающаяся П-образная полутруба, ускоряющая протекающий под машиной воздух (принцип трубки Вентури).

Открытые колёса являются важным аэродинамическим элементом — они имеют большую ширину, а их верхний край движется навстречу набегающему потоку. В итоге они производят серьёзные воздушные завихрения, сильно ухудшающие аэродинамическую эффективность автомобиля (коэффициент лобового сопротивления достигает 1,0-1,2) и, таким образом, не может сравниться со спортпрототипами, у которых колёса закрыты (коэффициент лобового сопротивления 0,3-0,4). Предпринимавшиеся различные попытки закрыть колёса от набегающего потока пресекаются контролирующими органами.

Маломощные монопосты, а также спринт-кары (используемые для гонок на грунтовых овалах) могут вообще не иметь аэродинамических элементов — развиваемые ими скорости не столь велики.

Корпус

Корпус монопоста имеет минимальное поперечное сечение, с тем чтобы только закрывать пилота. С 1962 года команда Ф1 Лотус применяет новую конструкцию корпуса с использованием монококов — жёстких пространственных конструкций, более устойчивых к кручению и ударам. Тогда же гонщик изменил свою позицию в кокпите — он больше не сидел более-менее прямо, а занял практически полулежачую позицию. Это не только уменьшило лобовое сопротивление, но и улучшило переносимость перегрузок. В первой половине 80-х в Формуле-1 появились углепластиковые монококи, которые затем широко распространились на все остальные серии. В монококе располагается кокпит — открытая кабина пилота (хотя и предпринимались различные попытки закрыть пилота). Сразу за кабиной располагается дуга безопасности, призванная принимать удары при переворотах машины. Спереди к монококу крепится передняя подвеска и передние аэродинамические элементы, сзади — двигатель, к которому крепится коробка передач, а к той — задняя подвеска и задние аэродинамические элементы. С 1970 г. команда Ф1 Лотус располагает радиаторы в боковых понтонах, что позволило придать носу машины максимально эффективную с точки зрения аэродинамики форму.

Трансмиссия

Привод, независимо от расположения двигателя, чаще всего делался задний, хотя в серии Индикар были попытки использования переднеприводных автомобилей, а полный привод использовался и в Индикаре, и в Формуле 1. Переключение передач всегда ручное, хотя в последнее время повсеместное распространение получили разработанные ещё для Формулы 1 секвентальные полуавтоматические коробки с переключением подрулевыми переключателями.

Пилотирование

Автомобили с открытыми колёсами обычно имеют наименьшую массу среди всех гоночных машин своего класса мощности и наибольшую концентрацию мощности среди автомобилей своего веса. Массы монопостов находятся в пределах 455—700 килограмм, а мощности могут достигать и превосходить 1 000 лошадиных сил. Это, а также высокая аэродинамическая оснащенность, определяет их наибольшие возможности по ускорению в поворотах и делает их наиболее быстрыми среди всех гоночных автомобилей.

Прототипы в принципе отличаются лишь закрытыми колесами, а потому теоретически тоже могут достигать таких динамических показателей, но на данный момент такие машины используются лишь в гонках на выносливость, а потому не могут сравниться с монопостами в скорости. В то же время возможна постройка прототипа из монопоста путем установки на него легкого кузова, закрывающего колёса — именно так были построены прототипы Can-Am второй половины 70-х.

Высокие динамические характеристики монопостов накладывают повышенные требования к физической подготовке пилотов. Также автомобиль с открытыми колёсами даёт небольшое преимущество, так как пилоту проще строить траекторию движения из-за того, что он видит колеса авто. Кроме того, пилотирование требует большей аккуратности, монопосты практически не способны переносить без повреждений контакты, а контакт колесо-на-колесо очень опасен ввиду того, что один из автомобилей может взлететь и перевернуться.

Производители машин с открытыми колёсами

Участники гонок на машинах с открытыми колёсами могут строить их сами (так в Чемпионате Мира Формулы-1), а могут закупать у стороннего производителя (в большинстве остальных случаев). Современные производители монопостов:

Международные чемпионаты на автомобилях с открытыми колёсами

Автомобили с открытыми колесами участвуют практически исключительно в кольцевых гонках на трассах с твердым покрытием — стационарных, временных или трассах овального типа. Спринт-кары и миджеты используются в гонках по коротким гаревым трекам. Также списанные из других серий монопосты могут использоваться в соревнованиях по подъёму на холм.