Правила для двигателей и силовых установок Формулы-1: компоненты, квоты и система штрафов

1. Конструкция современной силовой установки Формулы-1

Силовая установка Формулы-1 (СУ) — это высокоэффективная гибридная система, сочетающая в себе двигатель внутреннего сгорания и электрификацию. С 2014 года СУ состоят из шести основных элементов:

• ДВС — Двигатель внутреннего сгорания:

1,6-литровый двигатель V6 с турбонаддувом, основной источник энергии.

• Турбокомпрессор:

Сжимает воздух, поступающий в двигатель, для повышения эффективности и мощности.

• MGU-H — Двигатель-генератор — Тепловой:

Подключен к турбокомпрессору, собирает энергию из выхлопных газов или управляет частотой вращения турбины. (Планируется к снятию с производства в соответствии с правилами 2026 года.)

• MGU-K — Двигатель-генератор — Кинетический:

Рекуперирует энергию при торможении и передает электроэнергию на задние колеса.

• ES — Накопитель энергии:

Гибридная батарея, которая накапливает собранную энергию.

• CE – Управляющая электроника:
  Управляет потоками энергии и интеграцией между всеми компонентами гибридного автомобиля.

В совокупности система управления двигателем (PU) обеспечивает исключительную эффективность и производительность, сочетая технологию сгорания с передовыми системами рекуперации энергии.

2. Квоты на компоненты PU на сезон

Каждый водитель получает ограниченное количество каждого компонента PU для использования в течение сезона. Типичные годовые квоты включают:

• ICE (двигатели): Ограниченное количество на сезон
• TC (турбокомпрессоры)
• MGU-H
• MGU-K
• ES (аккумуляторы)
• CE (управляющая электроника)

Использование любого компонента сверх установленного количества автоматически влечет за собой штрафные санкции. Эти ограничения помогают контролировать расходы и обеспечивают надежность, которая является неотъемлемой частью разработки автомобиля.

3. Штрафы за превышение квот на стартовой решётке

Если гонщик использует больше компонентов, чем разрешено:

• Штраф в размере 10 позиций на стартовой решётке за первый новый компонент типа, превышающего лимит;
• Штраф в размере 5 позиций на стартовой решётке за каждый дополнительный компонент того же типа;
• Если несколько компонентов одновременно превышают лимит, штрафы суммируются;
• Если штрафы превышают количество доступных позиций на стартовой решётке, гонщик обычно стартует с задней позиции на стартовой решётке;
• В крайних случаях FIA может потребовать от гонщика стартовать с пит-лейна, особенно если команда проводит настройку или меняет закрытый парк.

Эти штрафы определяют стратегические решения о том, когда следует «использовать новый двигатель» в течение сезона.

4. Баланс надёжности и производительности

Командам необходимо сбалансировать:

• Производительность: Новые двигатели обеспечивают максимальную мощность. - Надёжность: Меньше отказов — меньше штрафов и выше стабильность в чемпионате.
• Термическая эффективность: Инженеры оптимизируют сгорание, охлаждение и распределение энергии без ущерба для срока службы.

Некоторые команды предпочитают внедрять более мощные, но менее долговечные, обновления в середине сезона, соглашаясь на снижение нагрузки ради повышения долгосрочной конкурентоспособности.

5. Правила распределения топлива и энергии

FIA устанавливает строгие ограничения на:

• Состав топлива: Должен соответствовать стандартизированным химическим спецификациям.
• Массовый расход топлива: Предотвращает чрезмерную выходную мощность на высоких оборотах двигателя.
• Распределение энергии:
• MGU-K может выдавать только ограниченную максимальную мощность за круг.
• Энергия, собираемая в ES, ограничена.
• Общий допустимый выход и сбор энергии MGU-K тщательно контролируются.

Развертывание гибридной системы влияет на ускорение, максимальную скорость и стратегию защиты/наступления в гонке.

6. Телеметрия и гибридная рекуперация энергии

Каждый PU постоянно передает телеметрию в режиме реального времени командам и FIA:

• Инженеры отслеживают состояние батареи, обороты турбонаддува, температуру двигателя, целевые показатели расхода топлива и карты развертывания.
• Рекуперация (сбор энергии) происходит во время торможения через MGU-K и из выхлопных газов через MGU-H.
• Гонщики управляют режимами мощности, такими как:
• Режим сбора энергии
• Режим атаки
• Сбалансированный режим

Управление энергией стало одним из самых сложных элементов современных гонок Формулы-1.

7. Направление регламента 2026 года

Правила 2026 года представляют собой существенный технологический сдвиг, включая:

• Отказ от MGU-H
• Значительное увеличение использования MGU-K, что позволяет вырабатывать гораздо больше электроэнергии
• Более экологичное, полностью синтетическое топливо
• Снижение сопротивления, более лёгкие автомобили и пересмотренные правила аэродинамики
• Более строгий контроль затрат, упрощенная архитектура PU
• Повышение конкуренции для новых производителей, входящих в спорт

Эти изменения направлены на повышение устойчивости, снижение сложности и привлечение большего количества поставщиков двигателей в Формулу-1.

8. Краткое содержание

Современные силовые установки Формулы-1 представляют собой высокотехнологичные гибридные системы, сочетающие в себе производительность, рекуперацию энергии и надёжность.

• Строгое распределение компонентов и штрафы формируют стратегические решения на весь сезон.

• Управление расходом топлива, правилами включения и телеметрией напрямую влияют на гонки.

• Предстоящие правила 2026 года сместят баланс в сторону электрификации и устойчивого развития.

Понимание правил PU объясняет, почему стратегия двигателей может определять чемпионаты, и почему гибридная эра Формулы-1 остаётся одной из самых технологически требовательных в автоспорте.