Наука и Техника

Наука И Техника
28 мая 2015

Как устроен руль гоночных болидов «Формулы-1»?

Гоночные болиды «Формулы-1» являются без сомнения одними из самых высокотехнологичных достижений. Они настолько сложны, что требуют от водителя максимальной концентрации внимания. Будучи на трассе и поравнявшись колесом к колесу с каким-нибудь мировым чемпионом, вроде Себастьяна Феттеля, вы не можете просто взять, убрать хотя бы одну руку с руля. В лучшем случае вы потеряете позицию, в худшем — жизнь, разбившись о ближайший забор безопасности для зрителей. Каждая задача, которую нужно выполнить гонщику, каждая информация, которую ему следует знать, находится в буквальном смысле на кончиках его пальцев. Ведь одной из самых высокотехнологичных вещей в гоночном болиде является именно руль, который по своей сути в буквальном смысле является центром ее нервной системы.

Все это потому, что болиды «Формулы-1» имеют множество различных параметров, которые можно и нужно настраивать прямо во время гонки. И делается это самим гонщиком. Пока телеметрия беспрерывно обеспечивает нужной техникой информацией о состоянии болида инженеров и механиков в командный мостик, гонщик имеет полный и единоличный контроль над управлением целым набором различных настроек вплоть до уровня воздушно-топливной смеси и кривой крутящего момента.

Все эти показатели гонщик может менять несколько раз за гонку, или даже за один круг. При этом все настройки осуществляются при полном контроле руками водителя руля и не отрывании глаз от трассы. Вот почему каждый современный гоночный руль болида «Формулы-1» оборудуется набором из 35 и даже более различных тумблеров, переключателей и кнопок, не считая небольшой LCD экран, использование которого началось совсем недавно. Помимо этого, за рулем находятся два лепестка переключения передач, которые гонщик использует за одну гонку почти 4000 раз. Там же находится и третий лепесток, отвечающий за сцепление.

Если вернуться к LCD-экрану, то, например, созданный McLaren Electronics PCU-8D предлагает 4,3-дюймовый дисплей с разрешением 480 x 272 пикселей. На него выводится около 100 различных технических параметров о текущем состоянии болида, включая текущие обороты, уровень температуры масла к соотношению текущей скорости прохождения круга и количество оставшихся кругов. Все эти параметры могут быть настроены самим гонщиком или его инженером. В этом году команды собираются перейти на использование более современных и еще более совершенных технологий, однако некоторые, включая Infiniti Red Bull Racing, решили, что лучше всего станет использование старых и проверенных технологий и более простого дисплея PCU-6D. По крайней мере, еще на один сезон.

На фото выше показан гоночный руль команды Sauber C33, устанавливающийся на болиды Эстебана Гутьерреса и Адриана Сутиля, участвующих в текущем сезоне «Формулы-1». Как правило гоночные команды никогда не рассказывают о том, какие технологии они используют. Однако «Заубер» решил поделиться диаграммой, которая объясняет о том, какие функции выполняет та или иная кнопка, а также тот или иной переключатель на их руле.

Желтая кнопка N: позволяет включать нейтральную с 1-й или 2-й передачи;

Вращающийся переключатель BRKBAL (баланс тормозных сил): настраивает баланс задней и передней тормозной системы;

Кнопка Black Box: сообщает команде механиков о том, что гонщик едет к питу;

Синяя и оранжевая кнопки S1/S2: их можно запрограммировать на выполнения различных функций;

Переключатель Entry: позволяет гонщику производить изменения показателей работы дифференциала;

Оранжевая и зеленая кнопки BRK-/BRK+: изменяет баланс тормозных сил между запрограммированными настройками и текущими настройками BRKBAL;

Переключатель IGN (воспламенение): отвечает за управление таймингами воспламенения топливной смеси;

Белая кнопка ACK: Отвечает за утверждение внесенных в систему изменений;

Переключатель PREL: отвечает за контроль предварительной нагрузки на дифференциал при смещении крутящего момента;

Красная кнопка Oil: перекачивает масло из вспомогательного бака в основной;

Черная кнопка BP (момент сцепления): активирует процедуру поиска момента сцепления;

Кнопка DRS (система снижения сопротивления): регулирует положение заднего антикрыла в DRS зонах;

Красная кнопка PL (пит-лейн): активирует ограничитель скорости на пит-лейне (обычно она ограничена 100 км/ч);

Черная кнопка R: отвечает за активацию голосовой связи между водителем и командным мостиком;

Переключатель SOC: контролирует уровень состояния заряда ERS-системы, когда система потребляет или генерирует энергию;

Переключатель Pedal: изменяет поведение педали газа при ее нажатии;

Переключатель Fuel: управление уровнем потребления топлива;

Черная кнопка OT: активирует различные предустановки настроек всех систем в зависимости о того, когда водитель пытается защищать свою позицию на трассе, или пытается обогнать соперника;

Переключатель Tire: сообщает центральному блоку управления о том, какой тип шин болид использует в настоящий момент;

Переключатели BBal-/BBal+: используются для точной калибровки балансного соотношения тормозной системы;

MFRS (многофункциональный переключатель): позволяет гонщику и инженерам управлять различным набором систем, функции управления которых не были назначены на отдельные кнопки. Они включают режимы работы двигателя (PERF), ограничитель оборотов (ENG), соотношение воздушно-топливной смеси (MIX), работу турбокомпрессора (TURBO), угол выхода дифференциала (VISCO), лимит режим восстановления MGU-K (BRK), лимит ускорения MGU-K (BOOST), выбор нужной системы (DASH), круиз-контроль (CC, отключается при квалификации и гонке), тип переключения (SHIFT), и смещение момента сцепления (CLU);

Белые кнопки -10/+1: позволяют осуществлять быструю навигацию внутри меню MFRS.

Как можете заметить, на руль вынесен огромный набор доступных для управления гонщиком настроек. И этот список еще не включает набор той информации, которая выводится на LCD-экран. Много информации — не всегда хорошо, поэтому каждый гонщик сам решает, какая информация будет выводится на экран и какой руль в конечном итоге использовать. Однако как говорят инженеры, наличие LCD-экрана дает водителю преимущество, так как он всегда знает, что происходит с его болидом. Что-то, что вполне возможно спасло жизнь Нико Росбергу, когда телеметрическая система его автомобиля дала сбой перед гонкой в Китае.

Без получаемой от болида Росберга информации, инженерам пришлось попросить пилота для периодической самостоятельной оценки уровня расхода топлива и других данных. Гонщику команды Mercedes AMG Petronas в конце концов надоели постоянные вопросы своего технического состава и он в буквальном смысле попросил их заткнуться, потому что они мешают ему сосредоточится на гонке и выполнять свою работу, что в конечном итоге закончилось для него вторым местом на финише, когда он пересек черту сразу за своим товарищем по команде Льюисом Хэмилтоном.