«Ред Булл» провалил крэш-тест нового болида, пока «Феррари» прошла. У чемпионов «Ф-1» проблемы?
Традиционное начало нового сезона.
В «Формуле-1» сейчас пора напряженного ожидания: что же выкатят команды на предсезонные тесты? Неужели «Ред Булл» найдет способ еще улучшить мегадоминирующий RB19 на 21 победу в 22 гонках? Или, может, соперники все-таки смогут придумать способ сокращения разрыва от чемпионов?
На базах команд кипит активнейшая работа уже не только над развитием, но и над производством базовых версий машин, которые готовятся физически проверять перед тестами, потому в осведомленные СМИ временами просачиваются инсайды о промежуточных результатах. Например, мы узнали, что «Феррари» с первого раза прошла крэш-тесты нового шасси и прибавила 0,7 секунды с круга на симуляторе, а французская «Альпин» провалила испытания.
Что же «Ред Булл»? Действующие чемпионы мира тоже пока разбила новое шасси RB20 впустую – допуск ФИА по безопасности не получен!
Выходит, «Феррари» уже обгоняет «Ред Булл»? У пелотона есть шанс? И что вообще в этих крэш-тестах?
Что за крэш-тесты? Их 10 – ради безопасности машин
Как бы инженеры ни корпели над моделями в программах вычислительной гидродинамики и аэротрубах, на трассу машину не выпустят без прохождения омологации шасси в ФИА. Процедура впервые стала обязательной в 1985-м, требования к крэш-тестам ужесточали каждый год, а после смертельных аварий Айртона Сенны и Роланда Ратценбергера в 94-м правила пришли к запросу на «ячейку безопасности» – примерно ее же в виде монокока в шасси используют и сегодня.
Только теперь ФИА допускает машины на треки лишь после преодоления сразу десяти крэш-тестов! А правила их прохождения занимают в техническом регламенте целых 13,5 страниц с детальным описанием «что, как, куда и с какой силой».
Крэш-тест монокока гонщика на лобовой удар
Первый тест выглядит примерно вот так: структуру ввозят в твердую преграду и потом изучают последствия столкновения.
(на видео машина «Формулы-4», но для «Ф-1» тесты проходят абсолютно так же – только требования чуть жестче. Хотя предписания к этому шасси уже повысили к поглощению энергии, эквивалентному 40 тоннам нагрузки при ударе в лоб до 20 тонн при ударе сбоку).
Есть и второй тест: фактически разбитую в первом тесте ячейку разгоняют и вбивают в то же место еще раз. Просто для проверки способности вторичного поглощения импульса – ведь в гонках нередко бывает, когда в попавшую в аварию машину ударят еще одна. Оттуда и идея повторного испытания – естественно, требования уже пониже, но они все еще достаточно жесткие: чтобы история с гибелью Антуана Юбера больше не повторилась (тогда гонщик «Ф-2» погиб из-за расколотого другой машиной шасси как раз во втором столкновении).
Крэш-тест гало и структуры безопасности над головой пилота
В первую очередь речь о вот этой детали:
Она должна выдержать удар 102-килограммового груза в течение 10 секунд и поглотить вертикальную энергию, эквивалентную 11 тоннам, с деформацией не более 25 мм по вектору нагрузки (и не более 100 мм вертикально). Общий уровень нагрузки примерно равен 20 тоннам.
Именно тесты этой зоны вызывают больше всего нервов у команд: просто ее всегда стараются сделать как можно легче и компактнее. Просто структура безопасности над головой – самая высокая часть болида, и дополнительный вес в данной зоне негативно влияет на центр масс и, следовательно, на баланс машины – потому и пара лишних килограммов может обойтись в ценное время на круге. Потому самые смелые и экстремальные решения по материалам, креплениям и компоновке всегда – именно там.
Также в последние годы добавились и крэш-тесты гало – как дополнительное испытание.
Система выдерживает 116кН вертикальной нагрузки – эквивалент давлению груза массой около 12 000 кг (примерно столько весит двухэтажный лондонский автобус) при собственной массе всего в 7 кг – устройство состоит из титана. Команды не производят его самостоятельно – закупают у контрактного производителя, выбранного тендером ФИА по фиксированной стоимости в €24 тысячи – однако испытания все равно проводятся на каждом болиде: чтобы проверить крепость интеграции в шасси.
Нагрузочные тесты ячейки безопасности в шасси
ФИА отдельно проверяет монокок на противостояние боковым и вертикальным ударам – прежде всего для тестов крепости элементов, защищающих гонщика по бокам, со стороны бензобака и днища. Один из примеров – на видео: шасси разворачивают задней частью и запускают в ту же жесткую преграду.
Боковые структуры безопасности
По сторонам болида гонщика защищает не только монокок, но еще и несколько специальных балок-поглотителей энергии при столкновении.
Они и должны ломаться прежде всех при аварии – примерно вот так.
И на крэш-тестах проверяют качество их интеграции в шасси – что разрушаются сперва именно структуры, а не сразу сам монокок.
Носовая и задняя структуры безопасности
Похожая балка стоит и спереди болида – она и формирует «нос» машины, который мы сейчас знаем. Поскольку каждая команда интегрирует ее в аэрообвес и разрабатывает самостоятельно, то тесты устройство сперва проходит отдельно, а потом – в связке с монококом.
Выглядит ровно так же, как и тесты шасси без балки:
Еще похожая есть в рулевой колонке: устройство должно поглотить максимум энергии и разрушиться до столкновения со шлемом гонщика.
Примерно такая же балка есть и сзади – чтобы поглощать удар в хвост и отвести нагрузку от монокока насколько возможно. Она стандартная для всех команд, и проверяют ее тоже прежде всего на качество интеграции в новое шасси.
Тесты устройств защиты головы и шеи: «воротника» и HANS
Пилота охраняет не только «гало» и монокок – в других видах спорта (например, в боксе или регби) сотрясение возникало лишь из-за одного факта резкой остановки: мозг продолжал резко двигаться в черепе. Проблему долгосрочных повреждений даже разбирали в голливудском фильме «Защитник» с Уиллом Смитом.
«Формула-1» в качестве ответа ввела HANS – систему закрепления шлема и шеи к болиду. Для нее есть даже собственные нагрузочные тесты.
«Воротник» же – вот такая мягкая штука из пенистого материала (эпоксидная резина или арамидные волокна), которой гонщика «закрывают» в шасси:
Прежде всего он нужен при боковых ударах – HANS в них не не настолько эффективен, а борта болида недалеко. Команды сами выбирают материал и дизайн – потому все варианты «воротников» перед стартом сезона тщательно проверяются и омологируются: без них допуск к Гран-при болид не получит.
Провал первых крэш-тестов – не обязательно проблема, а признак направления доработок
Любая неудача, конечно, выглядит настораживающей, но конкретно для «Ред Булл» неудача с первыми испытаниями – вообще традиция. Чемпионы провалили такие испытания и для шасси 2022 года, и для облегченного болида 2023-го.
«Если бы мы прошли первый крэш-тест, это была бы проблема. Это означало бы, что мы сработали плохо», – пояснил гоночный советник концерна Гельмут Марко в интервью F1-insider.com.
Ведь обычно (по крайней мере у «Ред Булл») на первые тесты отсылается самое легкое и вожделенное для сезона шасси – минимум массы, полная заточка на скорость и аэродинамическую эффектность. Каждый килограмм прибавляет по 0,01 секунды на круге, потому на длинной дистанции и пара сотен граммов имеет значение – в «Ф-1» в сгонке массы в последние годы даже добрались до сокращения массы ливрей с 3 кг до 1 кг.
Потому у «Ред Булл» работает схема «пробуем легкое и быстрое шасси –> укрепляем его в случае провала –> уже по ходу сезона разбираемся и ищем способы облегчения, чтобы ускориться через обновления».
Идея сработала и в 2022-м, и в 2023-м – именно эффективной сгонкой массы объяснили улучшение темпа и доминирования все основные действующие лица «Ред Булл»: и шеф Кристиан Хорнер, и Макс Ферстаппен, и Гельмут Марко.
«У RB19 осталось много деталей от прошлогодней машины, – пояснял Хорнер в послесезонном интервью. – Речь о коробке передач, большей части элементов подвески, половины шасси.
На самом деле мы просто срезали лишнее. Именно возможность сбросить массу стала ключевой. К машине для 2022 года мы приступили очень поздно, так как в 2021-м до последнего сражались за титулы. Потому RB18 и вышла слишком тяжелой.
Мы смогли облегчить ее на 20 кг. При этом решение сохранить другие детали оказалось правильным. Выиграли вес везде понемногу Нет одной зоны шасси, где можно без особых трудов срезать лишнее. Требуется работать со всеми элементами».
И посмотрите на динамику развития болида 2023-го.
Идеальный пример – размер боковых понтонов и «подрезки» под ними по ходу сезона. Красная зона – старт года, желтая – последнее обновление. Сгонка дополнительной массы и площади корпуса стала ключевой. «Ред Булл» еще сильнее нарастил эффективность шасси через переработку системы охлаждения – она еще и не касалась «штрафного» времени в аэротрубе, но из-за сгонки массы помогла выиграть время.
Что же это значит для 2024-го? Похоже, чемпионы действительно радикально доделывают шасси – и нашли способ облегчить и ускорить его еще немного. Однако после провала первых крэш-тестов «Ред Булл» может пойти известным путем и сперва представить более тяжелую версию, ускоряясь по ходу года – тогда уровень конкуренции будет зависеть от свойств «тестовой» модели относительно пелотона и скорости ее доработки. Скорее всего, план уже есть – ведь глава отдела производительности Бен Уотерхаус сообщил о достижении большинства ориентиров для новой машины.
Тем не менее, вероятность интересного старта года растет.
5 шокирующих прогнозов для «Ф-1» в 2024-м: ссоры в «Ред Булл», «Феррари» и «Мерседесе»
Cледующий сезон «Формулы-1» будет ярким! Вот причины
Фото: Gettyimages.ru/Lars Baron, Mark Thompson; racefans.net/XPB Images; instagram.com/mercedesamgf1; twitter.com/F1
Еще хотелось бы понять, чем вертикальная энергия отличается от горизонтальной, и откуда у скаляра вдруг появилось направление - но, это, наверное, вопросы для другой статьи.
Так же и в РБ. Сначала делают максимально смелую и агрессивную компоновку «машины» - проводят тест, прошли-отлично, не прошли- снижают планку и вносят корректировки уже по месту, изучив результаты тестов и понимая из них, где им нужно пойти на компромисс.
А по сути - времени до сезона ещё более чем хватает, нет никаких таких "проблем".