Проект

1.

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учереждение
Петрозаводского городского округа
«Средняя общеобразовательная школа №43
с углублённым изучением отдельных предметов»
Аэродинамика болида Формулы 1
Автор: Саволайнен Артур Эдвинович 10Б
Руководитель:
учитель физики
Сергеева Екатерина Андреевна
г.Петрозаводск, 2026

2.

Формула 1 сейчас находится на пике популярности — её смотрят
миллионы. При этом исход гонки всё чаще решает не мощность мотора,
а эффективность аэродинамики.
Те же физические законы, что держат болид на трассе, применяются при
проектировании экономичных автомобилей, скоростных поездов и даже
высотных зданий. Технологии, отточенные на треке, приходят в
повседневную жизнь.
.

3.

Объект исследования: аэродинамическая система современного болида Формулы 1.
Предмет исследования: аэродинамические силы, возникающие при движении машины, и их влияние на скорость и устойчивость.
Цель работы: понять, как форма и конструкция аэродинамических элементов создают прижимную силу, удерживающую болид на трассе.

4.

3) Провести эксперимент с
визуализацией потока на
модели.
1) Изучить теорию
аэродинамики.
2) Разобрать
конструкцию
аэропакета болида.
4) Сделать расчёт
прижимной силы для
реального болида.

5.

Закон Бернулли: где скорость воздуха выше, там давление
ниже.
У самолёта поток сверху крыла проходит более длинный
путь, скорость растёт, давление падает — возникает
подъёмная сила.
У болида Формулы 1 крылья перевёрнуты. Антикрыло
создаёт силу, направленную вниз, к трассе. Это и есть
прижимная сила.

6.

Эффект Вентури: в сужающемся канале
поток разгоняется, а давление падает.
Днище болида — это огромный канал
Вентури. Воздух под машиной
разгоняется, создаётся зона низкого
давления, и машину присасывает к
асфальту.
Днище даёт до 60% всей прижимной
силы почти без увеличения
сопротивления.

7.

Пограничный слой — тонкий слой воздуха у
поверхности.
Ламинарный — плавный, создаёт мало сопротивления,
но легко отрывается.
Турбулентный — хаотичный, но лучше держится за
поверхность.
Срыв потока — отрыв воздуха от крыла. Прижим резко
падает, машина теряет сцепление. Для гонщика это
почти всегда авария.

8.

Формула: F = CL × (ρ × V² / 2) × S
Главное — скорость в квадрате. При росте скорости
вдвое прижим увеличивается в четыре раза.
100 км/ч — прижим около 200 кг.
200 км/ч — около 800 кг.
300 км/ч — почти 2 тонны.
Это позволяет проходить повороты с перегрузками до
5–6g.

9.

Формула: F = СD × (ρ × V² / 2) × S
У болида F1 — от 0,7 до 1,0.
У обычной машины СD около 0,25
Высокое сопротивление — это не ошибка, а
осознанный выбор. Огромные антикрылья и открытые
колёса захватывают много воздуха, чтобы создать
максимум прижима. Инженеры сознательно жертвуют
скоростью на прямых ради сцепления в поворотах.

10.

Баланс — распределение прижима между осями. Обычно 40% на переднюю ось и 60% на заднюю.
Смещение назад — недостаточная поворачиваемость. Машина плохо входит в поворот.
Смещение вперёд — избыточная поворачиваемость. Зад может сорваться в занос.
Баланс настраивают под каждую трассу. Монако — максимум прижима. Монца — крылья почти плоские ради скорости.

11.

Переднее крыло —
направляет поток в обход
колёс.
Днище и диффузор — создают до 60%
прижима через граунд-эффект.
Заднее крыло — даёт около 30%
прижима, настраивает баланс.
Система DRS — подвижный закрылок на заднем крыле. Открывается на прямых, снижает сопротивление для обгона.

12.

Сравнение трёх конфигураций заднего антикрыла на масштабной
модели LEGO.
1.Штатное крыло: оптимальный угол атаки, прижимная сила
создаётся.
2.Крыло демонтировано: прижима нет, баланс нарушен.
3)Увеличенный угол (подложен пластилин): угол слишком
большой, поток срывается, прижим падает.

13.

Демонстрация закона Бернулли
Простой опыт: лист бумаги, поток воздуха направляется над листом — лист поднимается вверх.
Причина: воздух над листом движется быстрее, давление падает, лист затягивается в зону низкого давления.
У болида Формулы 1 крылья перевёрнуты, и та же самая сила направлена вниз, прижимая машину к трассе.

14.

Формула: F = CL × (ρ × V² / 2) × S
Данные: CL ≈ 2,2, S ≈ 0,8 м², V ≈ 70 м/с (250 км/ч), ρ = 1,225 кг/м³.
Результат: F ≈ 5280 Н ≈ 540 кг.
Только заднее крыло создаёт прижим более полутонны.
Весь аэропакет — более 1500 кг, почти вдвое больше веса машины.

15.

Выводы:
1.Аэродинамика — главный фактор скорости в
Формуле
2. Каждый элемент аэропакета решает свою задачу, всё
работает как единая система.
3. Эксперимент с дымом наглядно подтвердил теорию.
4. Расчёт показал: заднее крыло — 540 кг прижима,
весь пакет — более 1500 кг.