Какие технологии подарила миру «Формула-1»
От коробки передач до производства зубной пасты.
В старые добрые времена, о которых сейчас принято ностальгировать, «Формула-1» была настоящим флагманом технического прогресса автопрома. И теперь эти самые зверские болиды прошлого можно найти на обычных дорогах, пусть не целиком — но хотя бы по частям. Если начать разбирать среднестатистический автомобиль — даже там можно найти немало деталей, пришедших из «Ф-1». Не говоря уже о премиальных моделях или других, вовсе неожиданных сферах. Удивительно, как водители прошлого обходились без всего этого?
Автоматическая коробка передач
Первый шаг к автоматической коробке был сделан еще в далеком 1968 году, когда «Уильямс» начал разработку последовательной коробки (когда для переключения передачи нужно дернуть рычаг вверх или вниз для более высокой или более низкой соответственно). Первые прототипы выходили крайне ненадежными, и разработка затянулась на целые двадцать лет.
Работу над проектом ускорила «Феррари», которая в 1989 году представила машину F1/89 за авторством гениального конструктора Джона Барнарда. «Уильямсу» ничего не оставалось, кроме как представить свою версию коробки уже в 1991 году. И – проиграть чемпионат «Макларену» из-за ужасной ненадежности решения на первых Гран-при. Так что неудивительно, что впервые в серию пошла именно версия «Феррари» – спустя восемь лет в автомобиле F355 F1. А в 2008 году на основе формульных технологий «Фольксваген» представил электро-гидравлическую систему двойного сцепления — важнейшую часть роботизированной коробки передач.
Дисковые тормоза
Машина, понятное дело, не может существовать без тормозов. Вот только с ростом скорости и мощности авто ленточные и барабанные тормоза не справлялись со стабильной нагрузкой и сбоили. Что приводило к авариям, смертям, да и вообще ограничивало дальнейшее развитие автопрома.
Неудивительно, что пионерами в этой области снова выступила «Формула-1». Гоночной серии с максимальными скоростями требовалось принципиально новое решение, и его изобрели. Этим решением и стали дисковые тормоза (современными вариациями которых мы пользуемся и по сей день).
Впервые эта система была установлена в далеком 1951 году на машину «БРМ» Type 15. Команда приняла участие далеко не во всех заездах сезона — но усилиями Реджа Парнелла взяла четвертое и пятое места. Однако истинную пользу от изобретения смогли получить в «Ягуаре». В 1953 году они поставили улучшенную систему на C-Type, участвовавший в «Ле-Мане», и одержали победу. После этого появление дисковых тормозов в серийном производстве было лишь вопросом времени. И в 1955 году «Ситроен» сделал это на автомобиле DS.
Зеркала заднего вида
И этот, казалось бы, нехитрый аксессуар породили именно гонки. Точнее говоря, Гран-при «500 миль Индианаполиса». И пусть тогда «Формулы-1» еще не существовало и в проекте — но затем при ее основании «500 миль» вошли в календарь с первого же сезона. Пусть это послужит основанием для допущения того, что «Формула» могла бы приложить руку к этому изобретению, если бы уже была запущена в 1911 году. Именно тогда официально впервые применили зеркала заднего вида — на машине Marmon Model 32 Wasp.
Вскорости это изящное решение по предотвращению аварий стало частью рекомендаций, а после — и требований по безопасности в уже оформившихся гоночных сериях и «Ле-Мане». В серийное производство перекочевало после того, как в 1921 году Элмер Бергер запатентовал изобретение и установил первую партию на автомобили своей компании.
Антикрылья и прочие аэродинамические элементы
Все эти красивые обвесы, которые ставят на серийные автомобили, чтобы создать агрессивный спортивный дизайн, тоже пришли из «Формулы-1». Ведь там вопросом аэродинамики занимались чуть ли не с самого начала гонок. Но идея упросить эти элементы и установить их на автомобили для красоты не могли прийти в голову кому-то, кроме американцев.
В 60-е начался рассвет серии NASCAR, в которой принимали участие стоковые автомобили. И тогда же конструкторы начали искать не слишком затратные способы улучшить свою технику и превзойти конкурентов. Их взор обратился на «Формулу-1», где за счет правильной аэродинамики получали серьезный прирост в скорости. Инженеры скопировали некоторые элементы типа спойлеров, юбок и некоторых антикрыльев на машины NASCAR — но необходимо было и в серийном производстве выпускать автомобили именно такими, чтобы допустить изменения к гонкам. Популярность серии росла год от года, и продажи машин со схожим дизайном росли соответственно. В какой-то момент эти элементы стали общепринятым стандартом.
Новые материалы и монокок
Современные болиды «Ф-1» сделаны из углеродного волокна. Этот материал чрезвычайно легкий и прочный даже по сравнению с авиационным алюминием, а потому способен сделать машины крепче и безопаснее. Но он очень дорог — а потому его ставят только в суперкары типа «Макларен» F1. Который, выйдя в 1996 году, стал первым автомобилем с карбоновым кузовом. Однако в широкое серийное производство эта технология еще не попала. Но это только пока.
Легендарный формульный конструктор, южноафриканец Гордон Марри, автор легендарного «Макларен» MP4/4 и других болидов, на которых Айртон Сенна и Ален Прост выясняли отношения (кстати, «Макларен» F1 сконструировал тоже Марри) уже давно сражается за запуск этой технологии в массовое производство. Он на основе формульных технологий разработал новый способ изготовления автомобилей из композитных материалов, снижающий загрязненность процесса на 60 процентов. При этом размер завода и инвестиций для запуска составляет всего 20 процентов от традиционного. В чем секрет? В создании автомобиля из прессованных композиционных материалов, которые объединены с трубчатой стальной рамой, по формульному принципу монокока — правда, без карбона. Но машина в любом случае выходит легче и дешевле стандарта. На данный момент команда Марри собрала 50 млн долларов инвестиций.
Активная подвеска
Первый прототип данной технологии впервые появился на болиде «Лотус» в 1985 году. Том самом, которым управлял Айртон Сенна во второй сезон в «Формуле-1». Подвеска здорово улучшала поведение машины при разгоне, торможении и прохождении быстрых виражей. Она настолько впечатлила всех, что команды бросились воссоздавать ее одна за другой, но не только на гоночном треке.
В 1990 году был представлен первый автомобиль с полностью активной подвеской – Infiniti Q45 FAS. Система оказалась не самой дешевой, и стала использоваться в основном для машин бизнес-класса. Но тенденции к проникновению самых высоких технологий в эконом-сегмент ради прекращения стагнации мирового авторынка позволяет надеяться на более широкое использование технологии.
Повышение эффективности двигателей
А теперь поговорим немного о современных технологиях. Нынешний регламент силовых установок в «Формуле-1» продвигает гибридную составляющую двигателей. И за эти несколько лет доминирования «Мерседеса» тепловая эффективность этих агрегатов повысилась с 29 до 45 процентов. Глава соответствующего отделения штутгартцев Энди Кауэлл рассказал о том, что внутри компании уже появилась идея двухцилиндровых установок с турбонаддувом и MGU-H и MGU-K на борту, которые будут работать по принципам двигателей из «Формулы-1».
Первый прототип планируется собрать для следующего поколения «Мерседеса» С-класса. Причем по оценкам Кауэлла совмещение формульных технологий, ограниченных регламентом, и стандартных серийных может вылиться в двигатель с 54-процентной тепловой эффективностью — это самый настоящий прорыв в автомобилестроении. Нужно ли удивляться, что технология развивается в недрах компании, представившей лучший формульный двигатель — и завершившей 2016 год с рекордными продажами более 2 млн автомобилей.
ERS-подобные технологии
Система рекуперации кинетической энергии (KERS) поначалу вызывала много споров из-за ее немалой цены и невысокой надежности. Однако ее появление действительно продвинуло технологии вперед. Команда «Уильямс» уже в 2011 году стала поставлять свои системы накопления энергии в колесах для «Порше» и «Ауди». В 2014-м произошел выход на еще более масштабный рынок: система по рекуперации энергии при торможении начала тестироваться в парке лондонских автобусов и адаптироваться для трамваев.
Но если вести разговор именно об автомобилях, то и в них тоже начинают встречаться системы, до боли напоминающие ERS принципом работы. А «БМВ» для своей i8 закупают те самые электромоторы, которые превращают тепловую энергию в электрическую, и вообще используют похожую на формульную гибридную концепцию двигателей. Причем развитие модели от концепта до первого серийного образца, а затем и производства подтолкнуло как раз появление надежных высоких технологий в «Формуле-1». Они оказались довольно простыми в адаптации к дорожным автомобилям.
Системы, использующиеся при пит-стопах
Не только непосредственно автомобильные детали кочуют из «Формулы-1». Пионером в торговле технологиями стала команда «Макларен».Достигнув результата в 2 секунды на проведения пит-стопа, эта компания продвигает идею скоростного ремонта на разных автоматизированных конвейерах. Эту философию Джефф Макгрет, директор Mclaren Applied Technologies, формулирует так: «Если мы можем сменить четыре покрышки на формульной машине за пару секунд, почему на фабриках замена какого-то элемента должна длиться несколько часов?»
Впервые новые системы были внедрены на завод по изготовлению зубной пасты в 2011 году. Они стандартизировали все элементы и путем расчетов и планирования снизили время простоя при ремонте с 39 минут до 15. Что гарантирует компании 20 млн дополнительных тюбиков пасты в течение года.
Телеметрия — в медицину
Но на этом «Макларен» не ограничил продвижение формульных технологий. В 2012 году детская клиника в Бирмингеме получила программное обеспечение от английской команды, разработанное для отслеживания состояния пилотов и болида.
По мнению экспертов, сама по себе программная составляющая подверглась совсем незначительной доработке и может быть безболезненно встроена в практически любую IT-систему. При этом система имеет колоссальный медицинский потенциал: скорость обработки огромного количества данных с более 130 датчиков впечатляет и справляется с задачами намного лучше любой существующей медицинской аналитической системы.
Доктор Хизер Данкан, работник клиники: «Вместо температуры шин и прочих данных мы сможем более эффективно контролировать другие параметры, такие, как частоту сердечных сокращений, дыхание и насыщение кислородом. Но в остальном это та же система, что и в гонках». Вполне может быть, что новое программное обеспечение поможет совершить революцию и в терапии.
Фото: Gettyimages.ru/Pascal Rondeau, Lars Baron/Bongarts, Ben Radford/ALLSPORT, Adam Pretty; REUTERS/Paulo Whitaker
Автоматическая КПП (через гидротрансофрматор) впервые стали устанавливаться в конце 30-х, начале 40-х годов на американские автомобили: это и называется АКПП.
То, что разрабатывал МакЛарен - секвентальная КПП, такие в общем-то использовались на мотоциклах, а МакЛарен не смог ее адаптировать для мощностей Ф1.
И, наконец, то что разработала Феррари. Это роботизированная КПП с переключением передач на руле, но ни в коем случае не автоматическая.
Ужас. И это кто-то плюсует. Почти все неверно.
Автоматическая коробка передач, как говорили выше, появилась в Штатах. Ставилась в серийные машины уже в 50х. Роботы (прототипы и малые серии) с двойным сцеплением появились попозже - в 90х.
Дисковые тормоза стояли на Тигре. Знаете такой танк?
Зеркало заднего вида (в единственном числе) появилось в 1908.
Активная подвеска - вообще песня. Имя Ситроен вам ничего не говорит?
Да он к тому времени уже имел гигантские овалы, и туда просто ломились все американские автозаводы!))