Журнал «Вокруг Света» №08 за 2008 год

Формула совершенства

Каждое мгновение, которое болид проведет на пит-стопе, ценится на вес золота. Поэтому обслуживание выполняет целая бригада, каждый член которой разучил свои действия до полного автоматизма. Десять секунд — и снова на трассу! Фото: McLaren

Машина, которая стоит у вас в гараже, и болид «Формулы-1» кажутся очень похожими: у той и другой по четыре колеса, двигатель внутреннего сгорания, руль, тормоза, коробка передач. Просто последняя «лучше и быстрее». Отсюда расхожий штамп, что технологии, разрабатываемые для суперавтомобилей «Формулы-1», постепенно «спускаются на землю» и становятся достоянием обычных серийных машин. Когда-то давно так дело и обстояло, но теперь этого почти не случается. Мало того, два этих мира, обычных машин и болидов, разошлись так далеко, что последние даже назвать «автомобилями» можно лишь с некоторой натяжкой.

Двигатель

В двигателях разница в подходах наиболее очевидна. Когда-то конструкторы серийных авто стремились сделать двигатели мощнее и преуспели в этом. Тысяча лошадей под капотом? Да не вопрос. Вот хотя бы Bugatti Veyron, он к тому же еще и обгонит формульный болид, на прямой трассе, конечно. Но приглядимся к конструкции моторов. У Bugatti 16 цилиндров и четыре турбины, закачивающие в них воздух. В формульном болиде лишь 8 крошечных «горшков» по 300 кубиков каждый и никакого наддува (это запрещено регламентом). Как же умудрились получить почти такую же мощность? Да просто мотор раскручивается до 19 000 (!) об/мин (предел согласно регламенту), отсюда такой звенящий звук над гоночной трассой. Разумеется, чтобы коленчатый вал и поршни выдержали такие перегрузки (поршень разгоняется до 100 км/ч за 3 миллисекунды при ускорении до 10 000 g!), в них применены необычные и очень дорогие материалы. Шатуны, например, выкованы из титана. Но все равно ресурс мотора измеряется лишь парой заездов (это тоже задано регламентом). Автор побывал в «конюшне» Toyota и видел там запасной мотор, подключенный к системе охлаждения, а точнее, в данном случае, нагрева. Внешний насос постоянно прогоняет горячую жидкость по каналам двигателя, поддерживая рабочую температуру неработающего мотора. Зачем? А чтобы в случае чего можно было в считанные минуты заменить двигатель и не тратить время на его прогрев. Впрочем, это допустимо лишь в ходе квалификационных заездов, да и то чревато потерей десяти мест на старте. Во время самих гонок менять двигатель никто не разрешит, да это и бессмысленно.

В общем, 700—800 километров ресурса, и все. Ни один покупатель серийного автомобиля не согласится с подобной «гарантией».

Выходит, нормальные моторы работают совершенно в других режимах, а сейчас, в эпоху безудержного роста цен на нефть, разработчики вообще стремятся подобрать передаточные числа в коробке так, чтобы при крейсерской скорости обороты двигателя были как можно меньше. Да и рабочий объем в последние годы устремился к «нулю», мощность добирают с помощью запрещенного в «Формуле» наддува. Эта тенденция получила название downsizing, и скоро MercedesBenz класса S окончательно перестанет быть «шестисотым». 3,5 литра — вот его правильный по нынешним понятиям объем.

Или возьмем такой, казалось бы, обычный узел, как сцепление. Да, оно есть в гоночных болидах, автоматикой там не пользуются. Здесь сцепление способно выдерживать в 40 раз большие нагрузки при массе меньшей в 30 раз, нежели в седане среднего класса. Зато ему позволено «сгореть» за тысячу, а не за сто тысяч километров пробега.

В рекламе производители масел часто хвалятся тем, что обеспечивают команды «Формулы-1». Все правильно, вот только масла эти совсем не те, что поставляются на массовый рынок. По вязкости их вообще можно сравнить с водой. И такие качества, как, например, морозоустойчивость и межсервисный пробег в пару десятков тысяч километров, — это все совсем не про них.

Безопасность

В части активной безопасности, то есть тех систем, что предотвращают попадание в аварию, «Формула» поделилась с остальным автомобильным миром, пожалуй, лишь двумя новинками: керамическими и карбоновыми дисковыми тормозами (встречаются в самых дорогих авто) и электронной системой контроля тяги. Последняя почти сразу после появления в болидах попала под запрет вместе с любыми другими электронными ассистентами: на трассе соревноваться должны водители, а не роботы на колесах. А уж всякие радары, позволяющие автоматически поддерживать дистанцию, тормозить перед препятствием и т. п., — они точно не из области автоспорта!

Пассивная безопасность обеспечивается в болидах и автомобилях тоже совершенно разными методами, за исключением разве что жесткой и несминаемой пассажирской ячейки. Только представьте: пилот «Формулы-1» сидит в кресле буквально спеленатый шеститочечным ремнем безопасности, его голова зажата системой HANS (Head And Neck Safety), почти не позволяющей ему смотреть по сторонам. В любую жару на его тело надето особое белье и комбинезоны фирмы Sparco, выдерживающие открытое пламя в течение 14 секунд. Этого должно хватить, если учесть, что регламентом установлено: для покидания болида нужно 5 секунд!

Вы готовы на время поездки в соседний город или просто на работу превратиться в этакую мумию? Вопрос риторический, конечно. Так что, как видите, поглощающие энергию удара деформируемые зоны, подстраховывающие ездока вольготные трехточечные ремни подушки безопасности, системы защиты пешеходов — все это не имеет к технологиям «Формулы» никакого отношения и развивается совершенно самостоятельно.

Сюда же можно отнести адаптивные фары (в болидах их вообще нет), активную подвеску, систему стабилизации (запрещены) и многое-многое другое.

Колеса

Для победы в гонках первостепенное значение имеют шины. Но и при их разработке главные критерии совсем другие, нежели при создании шин для серийных авто. «Шумность», экономичность, проходимость, долговечность — в «Формуле» все это ни к чему! Даже всепогодность им не нужна. Пойдет дождь, и колеса для сухой трассы в считанные секунды заменят на пит-стопе. Потому они и крепятся к ступице не четырьмя болтами, а всего одной гайкой. А знаете, сколько километров гонки должен выдержать один комплект резины? Всего двести! И состоит формульная покрышка из резины, нейлона и полиэстера с добавками углерода, серы и нефти. Внутри, скорее всего, — воздух, но в ходе недавнего скандала прошел слух, что их могут накачивать вместо положенного по регламенту воздуха хладоном (смесь фреонов). Возможно, так оно и есть. Ведь в ходе гонки покрышки нагреваются до 130 °С от постоянных разгонов-торможений. Кстати, тормозной путь болида «Формулы-1» с 200 км/ч составляет около 100 метров, а с 300 км/ч — 170 метров. Если мерить в секундах, машина останавливается соответственно за 3,7 или 4,2 секунды. (При этом тормозные диски разогреваются до 1000 °С, а 550 °С для них вообще минимальная рабочая температура.)

Защита от проколов, контроль давления воздуха, стойкость к ультрафиолету — об этом пусть думают разработчики шин для серийных авто, а «Формула-1» им в этом не помощник.

Аэродинамика

Все что связано с аэродинамикой — самый главный секрет команды в битве за Гран-при. Может быть, хоть здесь конструкторам серийных авто есть чему поучиться? Увы, задачи опять совершенно разные. Для обычного автомобиля обтекаемость важна прежде всего ради экономии топлива. Открытых колес, как в болидах, вообще никто не потерпит: представьте такую машину в соседнем ряду в дождливую погоду. А вот гонщику нужен максимальный прижим его болида к дороге на высоких скоростях. Во время гонок в «гараже» каждой команды стоят штабеля из спойлеров и антикрыльев, которые можно оперативно поменять в зависимости от погодных условий.

Что же касается бокового ускорения, которое должно быть обеспечено в повороте за счет аэродинамического прижима (и, конечно, шин) без скольжения, то оно составляет 5 g. Даже космонавты в «Союзах» испытывают при посадке меньшие перегрузки! Голова пилота набирает «вес» в 20 кг. (Тут-то и спасает упомянутая выше система HANS.) Для сравнения: Ferrari Enzo (самый настоящий спорткар, только «бытовой») проходит повороты с ускорением всего лишь в 1 g. Для полноты картины напомним: в таких условиях да еще на сверхжесткой подвеске пилот проводит пару часов без перерыва. А ведь ему надо еще и прийти первым к финишу!

Кое-что, впрочем, было позаимствовано у гоночных болидов — обтекатели днища, создающие под автомобилем разрежение. Правда, как только одна из команд додумалась сделать такую систему изощренно гибкой (самонастраиваемой), так FIA тут же внесла запрет в технический регламент…

Электроника

С этого года технический регламент фактически запретил изыски в части контроллера управления двигателем. Он должен быть теперь одинаковым для всех команд. И программа настроена, конечно же, не на самый безвредный выхлоп или экономию топлива. Иначе болиды бы не летали, а лениво ползали по трассе. Но вот что касается телеметрии, то как раз здесь, пожалуй, серийные автомобили могут кое-чему поучиться.

Во время гонок группа специалистов каждой команды следит за происходящим на экранах мониторов. На них с каждой машины передается закодированная (совершенно секретно от соперников!) информация о температуре двигателя, его оборотах, давлении в камере сгорания, положении педали газа, детонации, включенной передаче, тормозном усилии, положении руля и педалей, скорости, мгновенном расходе топлива, продольном и боковом ускорении. Все эти данные накапливаются в оперативной памяти и сбрасываются на мониторы, когда болид проносится мимо них на скорости под 300 км/ч. За 2 секунды передается до 4 Мбайт информации. Причем только в одну сторону: управлять системами болида по радио строго запрещено. Правда, можно словами по рации предложить пилоту на основании анализа нажать ту или иную кнопку на руле и тем перенастроить, скажем, амортизаторы. Заметим в скобках, что быстросъемный руль в «Формуле-1» является индивидуальным «инструментом» каждого гонщика, и он уносит ее с собой, как мы панельку от магнитолы. Говорят, попади она соперникам, и тайное может стать явным.

Чтобы собрать все упомянутые выше данные, в болиде установлено около сотни датчиков, работающих на 1200 информационных каналов. После квалификационных заездов все закачивается в компьютер симулятора, и инженеры в течение ночи пытаются понять, что же можно улучшить ради победы.

Так вот, именно сбор и обработка телеметрии стоят сегодня в повестке дня разработчиков серийных BMW. В настоящее время отрабатывается дистанционная диагностика возникающих на дороге проблем (через Интернет) и даже апгрейд программного обеспечения многочисленных контроллеров автомобиля. Последнее, впрочем, опять не имеет отношения к гонкам. Помните? Передача информации в сторону от бокса к болиду запрещена.

Итак, можно сделать следующий вывод: когда-то технологические наработки в «Формуле-1» действительно помогли серийным авто ездить лучше, быстрее и устойчивее. Но сегодня экстремальный автоспорт и серийное автостроение расходятся все дальше и пути их вряд ли пересекутся. А формула совершенства… Она присутствует и тут, и там. Просто идеалы разные.

Алексей Воробьев-Обухов