18 декабря 2013 (11:51) / просмотров: 3200

Может ли болид Ф1 ехать вверх тормашками?

На официальном сайте Формулы 1 есть колонка: "Understanding the Sport", т.е. - "Понимание спорта". Одна из статей содержит интересное предложение: "Современный болид Формулы 1 благодаря аэродинамическим обвесам способен создать боковую перегрузку в 3,5 g (а константа g - ускорение свободного падения, иначе - 9,8 м/с²) - в 3,5 раза выше собственного веса. Иными словами - на высоких скоростях автомобили Формулы 1 способны ехать в перевёрнутом состоянии - вниз головой, или вверх тормашками".

Сама идея о том, что болид Формулы 1 (да и любой автомобиль) способен ездить по потолку с первого взгляда относится к разряду ненаучной фантастики. Помните агента Кея из "Люди в чёрном"? Его автомобиль Ford LTD Crown Victoria вполне себе ехал вверх тормашками по потолку туннеля Квинс в Нью-Йорке. Но это лишь фильм, притом совершенно фантастический. А что в реальности? Этот вопрос способен привести в восторг не только обычного болельщика Ф1, но и заядлых любителей науки вместе с инженерами. Да и болиды Формулы 1 и так имеют больше сходства с истребителями, чем с гражданскими автомобилями. Почему бы им не поездить и по потолку, хотя бы теоретически. Проверим утверждение официального сайта чемпионата!

Что говорит наука

Симуляторы ясно отвечают на заданный вопрос: болид Формулы 1 способен ездить по потолку…

Существуют некоторые расхождения в конкретных числа, когда речь заходит о скорости, необходимой для машины Ф1, чтобы ездить по потолку вверх тормашками. Однако научный расчёт показывает, что это вполне возможно. Покуда автомобиль генерирует столько прижимной силы, сколько весит сам, он способен перевернуться и ехать вниз головой. Некоторые расчёты говорят о том, что такая прижимная сила достигается при скоростях свыше 240 км/ч - именно при таком показании спидометра болид Ф1 "присосётся" к потолку. Противник этого числа - доктор Афзал Сулейман, который подогнал научные расчёты для канадского канала Discovery, заинтересовавшегося этой теорией. Доктор Сулейман - авиационный инженер из университета Виктории. Он утверждает, что автомобилю будет достаточно и 145 км/ч.

С другой стороны, бывший главный инженер команды Jordan, Гэри Андерсен, рассказал о других числах: "Силы, действующие на болид Ф1, прижимают его шины к земле. Однако автомобилю, в принципе, нет разницы, с какой стороны будет твёрдое покрытие наподобие асфальтового - сверху или снизу. Поэтому, теоретически, машины из мира Формулы 1 способны на то, чтобы ехать вверх тормашками - скажем, по потолку туннеля. На скоростях от 190 км/ч прижимной силы будет достаточно, чтобы превысить вес автомобиля. Именно по такому принципу работает аэродинамика самолётов.

...даже дорожные автомобили способны исполнить "бочку"

Заработает ли двигатель при езде вниз головой?

Одно из самых серьёзных возражений против теории о езде болида Формулы 1 по потолку - то, что механизм подачи топлива откажется работать, если перевернуть его вверх тормашками. Горючее, таким образом, стечёт к верхней части бака, а ведь там нет никаких шлангов для всасывания бензина. Подобное возражение применимо и к мотору: двигатель заглохнет, если масло внутри него стечёт к верху. Только аргумент про двигатель неприменим к болидам Формулы 1. Дело в том, что их моторы способны работать в режиме "сухого картера": когда масляные резервуары у автомобиля внешние, а масло высасывается не только с картера.

Из-за боковых перегрузок болиды F1 часто находятся в такой ситуации, когда всё масло стекается к одному боку картера. При этом мотор не может заглохнуть от недостатка масла. Благодаря технологии "сухого картера", масло перекачивается с внешнего бака, который расположен с передней части двигателя.

Таким образом, достаточно слегка перенастроить двигатель Ф1, и он будет отлично работать и вниз головой.

Сможет ли гонщик управлять машиной вверх тормашками?

Серьёзный контраргумент - а сможет ли пилот управлять автомобилем, движущимся по потолку? Не будет ли гонщик дезориентирован, чтобы адекватно оценивать движение? А способно ли человеческое тело приспособиться к серьёзной физической работе при нахождении вниз головой?

В истории Ф1 немало примеров возникновения "морской болезни" у пилотов. Скажем, горная трасса Клемон-Ферран была особенно "любима" гонщиками за серьёзные перепады высот, и, как следствие, постоянную тошноту вместе с неизбежной потерей концентрации. Весьма вероятно, что гонщикам Формулы 1 придётся максимально туго, если кому-нибудь из них придёт в голову идея покататься на своём автомобиле вверх ногами.

Впрочем, есть и контраргумент. Пилоты истребителей способны без ущерба для потери концентрации и работоспособности управлять своими самолётами до нескольких минут. Всё дело в тренировках и привыкании. Если неподготовленный человек ляжет на диван на несколько секунд, свесившись головой вниз, он почти сразу почувствует лёгкое недомогание: кровь приникла к лицу и голове, давление повышается. А на скоростях свыше 100-150 км/ч неприятные ощущения будут на грани переносимости.

Способен ли гонщик, чисто теоретически, натренировать свой организм таким образом, чтобы его тело успешно справлялось с управлением автомобилем вверх тормашками? Все мы знаем, что в гоночном режиме пилоты постоянно сталкиваются с перегрузками в 3-4 g, вплоть до 5. В то же время, силы свыше 4-6 g могут стать запредельными.

Итог

Нет, болид Ф1 вверх тормашками таким образом - штука в корне неправильная

В итоге, всё будет зависеть от конкретной цели. "Бочка" в туннеле Монако, или управление болидом по потолку? Теория даёт однозначный ответ: да, болиды Формулы 1 производят достаточно прижимной силы для того, чтобы "присосаться" к потолку или к стене. Двигателю и бензобаку при этом потребуется некоторая доработка, но выполнить её можно в условиях обычных боксов.

Всё, что действительно нужно - подыскать достаточно длинный потолок, автомобиль и пилота истребителя, который сумеет справиться с автомобилем класса Ф1.

Автор: Скотт Митчелл (Scott Mitchell), сайт Bleacher Report.