Автомобиль с открытыми колесами — это автомобиль, колеса которого находятся за пределами основного корпуса автомобиля и обычно имеющий только одно сиденье. Автомобили с открытыми колесами контрастируют с трамваями, спортивными автомобилями , серийными автомобилями и туристическими автомобилями , у которых колеса расположены под кузовом или внутри крыльев . Автомобили с открытыми колесами созданы как для шоссейных гонок , так и для гонок на овальных треках . Автомобили с открытыми колесами, лицензированные для использования на дорогах общего пользования ( легально уличные ), такие как Ariel Atom , встречаются редко, поскольку часто непрактичны для повседневного использования. [1]
Американский автогонщик и конструктор Рэй Харрун был пионером концепции легкого одноместного гоночного автомобиля «монопост» с открытыми колесами. [2] После работы механиком в автомобильной промышленности Харрун начал участвовать в профессиональных гонках в 1906 году, выиграв национальный чемпионат AAA в 1910 году. Затем он был нанят компанией Marmon Motor Car Company в качестве главного инженера, которому было поручено построить гоночный автомобиль, предназначенный для гонку на первой гонке «Индианаполис 500» , которую он выиграл. Он разработал революционную концепцию, которая стала создателем и прародителем конструкции одноместных (то есть монопостных) гоночных автомобилей. [3] [4] Некоторые также считают Харруна пионером в создании зеркала заднего вида, которое появилось на его автомобиле, выигравшем Индианаполис 500 1911 года , хотя сам он утверждал, что идея пришла ему в голову, когда он увидел зеркало, используемое для аналогичной цели на лошади. гужевой автомобиль 1904 года. [5]
До Второй мировой войны колеса уличных автомобилей обычно выступали за пределы основного корпуса автомобиля, хотя они обычно были закрыты брызговиками для защиты кузова автомобиля и движущегося транспорта от воды и брызг грязи. С появлением цельной конструкции автомобилей, желанием максимально увеличить внутреннее пространство, улучшить аэродинамику и тенденциями стиля той эпохи, вдохновленными самолетами, к концу 1950-х годов большинство новых транспортных средств, регистрируемых на дорогах, имели колеса, которые находились под основными кузов автомобиля, и поэтому конструкция с открытыми колесами стала почти исключительно ассоциироваться с гоночными автомобилями.
Автомобили Формулы-1 на протяжении всей истории чемпионата почти исключительно использовали конструкцию с открытыми колесами. Единственным заметным исключением был вариант «кузова Монцы» гоночного автомобиля Mercedes-Benz W196 1954–55 годов, в котором колеса закрывались кузовом по аэродинамическим причинам. Современные правила Формулы-1 требуют использования конфигурации с открытыми колесами.
Типичный открытый автомобиль имеет минимальную кабину, достаточную только для того, чтобы вместить тело водителя с открытой головой. В Whelen Modified Tour и других модифицированных сериях шорт-треков голова водителя находится в автомобиле. В современных автомобилях двигатель часто располагается непосредственно за водителем и приводит в движение задние колеса; за исключением автомобилей , модифицированных для асфальта , таких как Whelen Modified Tour, где двигатель находится перед водителем. В зависимости от правил класса многие типы открытых колес имеют крылья в передней и задней части автомобиля, а также очень низкое и практически плоское днище, позволяющее добиться дополнительной аэродинамической прижимной силы , выталкивающей автомобиль на дорогу. В то время как многие другие категории гоночных автомобилей производят прижимную силу, высшие категории гоночных автомобилей с открытыми колесами (особенно Формулы-1 и IndyCar ) производят гораздо большую прижимную силу относительно их массы, чем любая другая гоночная категория, что позволяет развивать гораздо более высокие скорости в поворотах на сопоставимых трассах. Тем не менее, это не всегда так; некоторые категории с открытыми колесами, в которых участвуют в основном разработки или любительские категории, такие как Formula Ford или Formula Vee , не допускают использования крыльев или аэродинамики с эффектом земли.
Некоторые крупные гонки, такие как Гран-при Сингапура , Гран-при Монако (санкционированный Формулой-1) и Гран-при Лонг-Бич (санкционированный IndyCar), проводятся на временных уличных трассах . Однако большинство гонок на открытых колесах проходят на специализированных трассах , таких как Уоткинс-Глен в США, Нюрбургринг в Германии, Спа-Франкоршам в Бельгии и Сильверстоун в Великобритании. В Соединенных Штатах некоторые соревнования высшего уровня с открытыми колесами проводятся на овалах, как на шорт-треке, так и на суперспидвеях, с упором больше на скорость и выносливость, чем на маневренность, необходимую для соревнований по шоссейным и уличным трассам. Whelen Modified Tour — единственная открытая серия колесных гоночных автомобилей, одобренная NASCAR . Гонки этой серии проходят на большинстве самых известных трасс NASCAR в Соединенных Штатах. Другие серии гонок с модифицированным асфальтом проходят на коротких трассах в США и Канаде, например, на международной гоночной трассе округа Вайоминг в Нью-Йорке. Самая посещаемая овальная гонка в мире — это ежегодная гонка Индианаполис 500 (Инди 500) на Спидвее, штат Индиана , санкционированная IndyCar; В Соединенных Штатах автомобили с открытыми колесами довольно часто называют IndyCars из-за их узнаваемого внешнего вида и широкой популярности по всей Америке на Indy 500. По сравнению с гоночными автомобилями с закрытыми колесами автомобили с открытыми колесами позволяют более точно размещать передние колеса на гоночной трассе, так как шины хорошо видны водителю. Это позволяет реализовать максимальный потенциал автомобилей при прохождении поворотов и обгоне. Кроме того, автомобили с открытыми колесами менее терпимы к контакту между транспортными средствами, что обычно приводит к повреждению транспортного средства и его сходу с дистанции, тогда как некоторый уровень контакта ожидается в гонках с закрытыми колесами, как, например, в NASCAR. Водители с открытыми колесами должны быть предельно аккуратными, чтобы избежать контакта.
Правила, как правило, допускают гораздо меньшую массу автомобилей с открытыми колесами, чем в категориях, которые больше напоминают транспортные средства, разрешенные для уличного движения, такие как спортивные , туристические и серийные автомобили . Например, автомобиль Формулы-1 должен весить не менее 798 кг (1759 фунтов); [6] минимальный вес для NASCAR составляет 1500 кг (3200 фунтов). [7]
Гонки на открытых колесах — одни из самых быстрых в мире. Автомобили Формулы-1 могут развивать скорость более 360 километров в час (220 миль в час). На Национальном автодроме Монцы Антонио Пиццония из команды BMW Williams F1 на Гран-при Италии 2004 года показал максимальную скорость 369,9 километров в час (229,8 миль в час) (более 102 м/с) . С момента окончания эры V10 в 2006 году такие высокие скорости не были достигнуты, а более поздние автомобили развивали скорость около 360 километров в час (220 миль в час). [8] Трудно дать точные цифры абсолютных максимальных скоростей автомобилей Формулы-1, поскольку команды обычно не публикуют эти данные. «Скоростные ловушки» на быстрых трассах, таких как Монца, дают хорошую индикацию, но не обязательно расположены в той точке трассы, где машина движется с максимальной скоростью. Команда BAR Honda зафиксировала среднюю максимальную скорость 400 километров в час (250 миль в час) в 2006 году на солончаках Бонневиль , а неофициальная максимальная скорость достигла 413 километров в час (257 миль в час) на их модифицированном автомобиле Формулы-1 BAR 007 . Скорость на овалах может постоянно превышать 210–220 миль в час (340–350 км/ч), а в Индианаполисе — превышать 230 миль в час (370 км/ч). В 2000 году Жиль де Ферран установил квалификационный рекорд одного круга - 241,428 миль в час (388,541 км/ч) на трассе California Speedway . [9] Даже на узких неовальных уличных трассах, таких как Гран-при Торонто , Indy Cars с открытыми колесами развивают скорость 190 миль в час (310 км/ч).
Независимо от максимальной скорости, гоночные автомобили Формулы-1 с открытыми колесами удерживают абсолютные рекорды круга на трассах, на которых они участвуют, благодаря сочетанию максимальной скорости, ускорения и способности проходить повороты. Например, на трассе Монцы самый быстрый круг Гран-при 2021 года ( Даниэль Риккардо 1:24,812) более чем на шесть секунд за круг быстрее, чем самый быстрый гоночный автомобиль с закрытыми колесами, спортивный автомобиль LMP1 , и более чем на 20 секунд за круг. круг быстрее, чем рекорд круга для туристических автомобилей DTM .
Вождение автомобиля с открытыми колесами существенно отличается от вождения автомобиля с крыльями. Практически все пилоты Формулы-1 и IndyCar проводят некоторое время в различных категориях с открытыми колесами, прежде чем присоединиться к какой-либо из топ-серий. Транспортные средства с открытыми колесами из-за их легкого веса, аэродинамических возможностей и мощных двигателей часто считаются самыми быстрыми доступными гоночными автомобилями и одними из самых сложных в освоении. Контакт колеса с колесом опасен, особенно когда передний край одной шины касается задней части другой шины: поскольку протекторы движутся в противоположных направлениях (один вверх, другой вниз) в точке контакта, оба колеса быстро замедляются, скручивание шасси обеих машин и часто приводит к внезапному и сильному броску одного или обоих автомобилей вверх (задняя машина имеет тенденцию крениться вперед, а передняя - назад). Примером этого является авария Райана в Чикаго в 2005 году. Бриско и Алекс Бэррон .
Меньший вес гоночного автомобиля с открытыми колесами обеспечивает лучшие характеристики. Хотя воздействие на колеса воздушного потока вызывает очень высокое аэродинамическое сопротивление на высоких скоростях, оно позволяет улучшить охлаждение тормозов, что важно на дорогах с частой сменой темпа. [10]
В 2018 году в нескольких сериях одноместных автомобилей, таких как Формула-1, Формула 2 (с новым шасси Dallara F2 2018 ) и Формула E (с новым шасси Spark SRT05e), была введена система защиты кабины под названием «ореол» , то есть поперечный рычаг. Каркас в форме рамы, призванный отводить мусор от головы водителя. Несмотря на первоначальную критику, в том числе по причине ухудшения обзора для водителя, он заслужил некоторую похвалу в спринтерской гонке Формулы 2 в Каталонии , когда Нирей Фукузуми развернулся и приземлился задней частью своей машины на ореол соотечественника Тадасуке Макино . На Гран-при Бельгии Формулы-1 2018 года гонщик McLaren Фернандо Алонсо поднялся в воздух после удара сзади Renault Нико Хюлькенберга и попал в ореол гонщика Sauber Шарля Леклера , тем самым спасая гонщика из Монако от удара по козырьку. [11]
В 2019 году недавно созданный чемпионат FIA Формулы 3 представил ореол своему новому шасси, которое было представлено на Гран-при Абу-Даби 2018 года .
В 2020 году в серии IndyCar был использован ореол в сочетании с аэроэкраном, созданный Red Bull Advanced Technologies.
На старте Гран-при Бахрейна 2020 года Ромен Грожан столкнулся с Даниилом Квятом , в результате чего его машина разломилась на две части и загорелась, пробив барьер. Ореол помог предотвратить возможное обезглавливание Грожана и позволил ему спастись от огня.