сегодня, 07:55 12 мин.

Гонщикам «Ф-1» сделали охлаждающее супербелье! Все о новой технологии против тепловых обмороков

Автор

673

В календаре «Формулы-1» целых 24 Гран-при, и многие проходят в жарких странах. Руководство серии делает так, чтобы квалификации и гонки ставили на месяцы и время суток, когда температура на трассе не пиковая, но гонщики все равно постоянно жалуются на обезвоживание.

Проблема ярче всего проявила себя на прошлогоднем Гран-при Катара. Высокая влажность, ночная температура выше 30 градусов, а днем и того поднималась до 50-ти – выдержать такое сложно вне болида «Ф-1», а в нем все намного хуже. Дошло до того, что не все пилоты смогли самостоятельно выбраться из кокпитов, других рвало (Окон жаловался, что его во время гонки стошнило дважды) и они были в предобморочном состоянии. Например, Ланс Стролл хоть и вылез из болида сам, но на видео заметно, как ему тяжело. Канадец не сразу смог идти, но кое-как доковылял до машины скорой помощи.

Алекс Албон пытался выбраться из машины сам, но не смог: пришлось ждать механиков, которые ему помогли.

Практически все пилоты «Ф-1» жаловались на невыносимые условия, которые подарил им Катар. Самая яркая оценка: это был с отрывом самый сложный с точки зрения физики Гран-при. Во время подобных гонок пилоты теряют около 4 кг веса, большая часть уходит вместе с жидкостью. При этом из-за того, что для скорости важен каждый лишний килограмм, на всю гонку гонщикам заливают только 600 мл воды. Получается серьезная баня на колесах, из которой нет выхода и ты не можешь восполнять потерянную жидкость.

Недавно мы кратко объясняли, что происходит с пилотами «Ф-1» во время практически каждого Гран-при:

• Кокпит «Ф-1» раскаляется до 50 градусов по Цельсию даже на «средних» по температурам гонках.

• Пилоты гоняют квалификационные круги на пульсе 200 ударов в минуту. Гонки – в среднем на пульсе 150 ударов, но при стартах, обгонах, пит-стопах и сложных фазах он может возвращаться до 200 ударов. Причем «сложные фазы» часто не ограничиваются отрезками до въезда или после выезда на пит-стопы – иногда «в квалификационном режиме» приходится догонять или отрываться десятки кругов подряд.

• В быстрых поворотах перегрузки могут достигать 8,5g, при смене направлений в быстрых связках такие перегрузки сперва тянут в одну сторону, а затем – в другую. И да, нужно не просто их выдерживать, но и продолжать рулить точно по быстрейшей траектории.

• В зонах жестких торможений и сброса скорости с 300+ км/ч (особенно при обгонах) перегрузки достигают тех же 8g. Параллельно нужно прилагать усилие на педаль в 160 кг, следить за соперником и ловить рулем траекторию на границе сцепления шин.

• Работа с такими перегрузками и сердечным ритмом в 70-80 процентов от максимального сжигает от 1200 до 1500 калорий – как на половине марафонской дистанции.

После Гран-при Катара 2023 года, на котором все пилоты изнывали от жары и влажности, ФИА ввела новые правила для улучшения охлаждения кокпита.

Изначально планировали поставить в болиды простые кондиционеры с блоком переменного тока, но такую систему внедрить оказалось слишком сложно. Тогда в ФИА пошли по другому пути и к Гран-при Мексики 2024 года во время первой практики на одного из пилотов повесили специальный охлаждающий костюм. «Секретным гонщиком» оказался Шарль Леклер, и он дал положительную обратную связь.

Система с Гран-при Мексики состояла из льда, который охлаждал жидкость, и уже потом она направлялась по трубкам вокруг верхней части комбинезона. Несмотря на то, что вся конструкция весила не так много (около 5 кг) и ее использование признали успешным, окончательный вариант, скорее всего, будет выглядеть слегка иначе.

«Ф-1» начала борьбу с жарой в болидах уже в этом году – изменила регламент

Первый шаг сделали уже в 2024-м: от команд потребовали еще одно отверстие в верхней части шасси, чтобы в жаркие уик-энды гонщики могли получать больше свежего воздуха. В будущем его спрячут под днище, чтобы команды не смогли видеть решения конкурентов и придумали такой вариант, чтобы он не рушил генерирование прижимной силы – или одинаково снижал всем эффективность аэропакета.

Это было простое решение, которое в краткосрочной перспективе легко вставили в машинах, в то время как в руководящем органе продолжалась работа по поиску более эффективного решения на будущее. В ноябре 2023 года, после нескольких месяцев исследований и испытаний, специальная комиссия «Формулы-1» одобрила планы по созданию надлежащего комплекта охлаждения для гонщиков.

Спустя год издание Autosport смогло раскрыть больше деталей о целях, разработке и технических предпосылках работы системы, произведенной американской компанией Chillout Motorsports.

Американская компания участвует в проектах, выходящих за пределы гонок: ее технологии используются в медицине, военной, морской, авиационной и автомобильной индустриях.

Тем не менее, она имеет хорошую автоспортивную родословную, разрабатывая технологии для управления температурой батарей «Формулы E» во время подзарядки, а также решения для улучшения охлаждения пилота для различных категорий, таких как WEC и NASCAR.

Как создавалась новая охлаждающая система для «Формулы-1»

Разработка системы, подходящей для «Ф-1», началась в начале прошлого года: компания сама обратилась в ФИА, чтобы узнать, можно ли адаптировать ее систему для Гран-при. Технологию Cypher Pro Micro Cooler нужно было переработать и уменьшить, чтобы адаптироваться к требованиям «Ф-1».

Система состоит из двух основных элементов: бокса, в котором расположены миниатюрные компоненты (микрокомпрессор, испаритель и конденсатор), обеспечивающие охлаждение жидкости, и огнеупорного слоя, который гонщики надевают под костюм.

На белье находится ряд трубок общей длиной около 48 метров, расположенных таким образом, чтобы обхватывать грудь и спину пилота. Эти трубки соединены с коробкой, и жидкость (смесь воздуха, воды или раствора хлорида натрия, хлорида калия или пропиленгликоля) подается для охлаждения гонщика.

Как объяснил основатель компании Чарльз Клайн, наиболее сложной частью была сертификация огнестойкой рубашки, поскольку требования ФИА к безопасности очень строги.

«Еще до того, как они обратились к нам, мы уже работали над версией охлаждающей рубашки для требований ФИА, – сказал он Autosport. – Мы работали над ней в течение трех лет. Это действительно сложный проект, потому что правила ФИА в отношении пожарной безопасности невероятно сложны. Мы не хотели просто сделать продукт, который был бы одобрен федерацией. Мы хотели, чтобы он был очень функциональным и легким, и чтобы гонщики хотели его носить».

Это была самая сложная часть проекта, поскольку трубки должны были быть функциональными, но при этом соответствовать требованиям ФИА по огнестойкости. Это означало использование четырех различных типов материалов, чтобы гарантировать необходимую проводимость, гибкость и устойчивость.

«Это было сложной задачей, потому что раньше не было возможности производить рубашки без двух слоев материала. То есть, по сути, вы помещали трубки между двумя комплектами», – добавил Клайн.

«В конце концов, после нескольких лет тестирования сотен различных материалов, мы смогли выработать формулу для наших трубок, которые проводящие, но при этом огнестойкие и гнущиеся при любой температуре. Звучит просто, но трубки становятся твердыми, когда они холодные, и слишком мягкими, когда они горячие. Если они загораются, то плавятся.

Кажется, что это очень простая задача, и похоже, что мы просто пришиваем трубки к рубашке. Но заставить эти трубки работать, быть легкими, удобными, проводящими и, конечно, что самое важное для ФИА, безопасными, было действительно сложной задачей».

На 2025 год для «Ф-1» уже разработали промежуточное решение

Для команд «Формулы-1» это совершенно новая система, которая ранее никогда не испытывалась в болидах.

Это добавило сложностей, тем более что при разработке нынешних машин не учитывали, что потребуется дополнительное пространство для элементов охлаждающего устройства. Поэтому пришлось применить немного воображения, чтобы найти подходящее место для системы.

Задача заключалась не столько в том, чтобы переделать коробку, содержащую все необходимые приборы для охлаждения жидкости, сколько в том, где разместить ее. Устройство включает в себя те же элементы, что и в других категориях, но все доработали путем создания конструкции из углеродного волокна, которая может быть адаптирована к требованиям команд. На самом деле, у каждой команды свои требования, и это потребовало большого сотрудничества, хотя бы для того, чтобы определить, где разместить бокс.

«Системы охлаждения для нас очень просты, – объясняет Клайн. – Единственная трудность – установка в шасси, потому что у команд никогда раньше не было такой системы.

В этих машинах нет места ни для чего [нового]. Мы пытаемся найти временный вариант, чтобы они могли проводить испытания в машинах, за педальными узлами, в боковых понтонах, за сиденьями – где угодно».

По крайней мере, в течение первого года каждая команда будет иметь решение, адаптированное к ее индивидуальным потребностям, и именно поэтому регламент 2025 года предоставляет больше свободы в размещении системы.

Главная проблема: питание системы весит 5 кило, а это повлияет на вес болида

За реализацией стоит еще один интересный аспект: как ее питать. Это привело к тому, что ФИА гарантирует увеличение минимального веса автомобиля на 5 кг при использовании этого устройства.

Сама система легкая, так как весит чуть меньше 2 кг, в то время как в каркас она добавляет около 300 г. Но дополнительные 5 кг связаны со способом питания системы – от внешнего блока батарей, поскольку ранее решили не менять электрическую конфигурацию болидов до 2026 года.

В будущем эту норму изменят, поскольку в следующем поколении машин эту систему встроят по умолчанию, и она сможет питаться от собственных систем автомобиля.

Насколько эффективной будет новая система охлаждения гонщиков?

Согласно регламенту, как только температура окружающей среды превысит 30,5 градусов по Цельсию, ФИА может принудительно ввести систему через уведомление команд за 24 часа до старта спринта или гонки.

Механикам необходимо иметь возможность легко устанавливать систему даже между сессиями, что инженеры, безусловно, учтут при проектировании болидов – ведь это придется делать в гаражах во время гоночных уик-эндов,.

«Им нужно что-то несложное и не требующее много времени. Именно поэтому я с нетерпением жду 2026 года, потому что это будет модульная установка, которую можно будет собрать за несколько минут», – добавил Клайн.

В конечном счете, идея состоит в том, чтобы сделать две или три различные версии, которые команды смогут выбирать, что поможет снизить затраты.

Отвод тепла от пилота не только решает основную проблему, но и помогает самому организму лучше функционировать при меньшем напряжении, что должно снизить количество ошибок. Подобные технологии используются в военных самолетах и в скафандрах астронавтов. Это позволяет уменьшить нагрев тела и заставить мозг работать лучше, поскольку в этом случае нет права на ошибку.

Система кажется очень простой благодаря охлаждающим трубкам, но это сложный процесс, разработанный с учетом особенностей работы человеческого тела.

«Девяносто пять процентов крови протекает через поверхность кожи, – объясняет Клайн. – Самый эффективный способ улавливать эту тепловую энергию, и именно поэтому все ваше тело потеет, – отводить тепло с помощью специальных рубашек.

К нашим рубашкам пришито около 48 метров охлаждающих трубок. Это важно, потому что мы хотим охватить как можно большую площадь поверхности тела. Мы не можем просто поставить три или четыре метра трубок».

Охлаждение также должно быть настроено на нужный уровень, чтобы гонщикам не было слишком холодно.

«Мы могли бы запустить систему при нуле градусов, но когда вы это делаете, то прекращается приток крови к коже, потому что организм пытается защитить себя от переохлаждения. Мы можем заставить пилота дрожать от холода, но это не то, чего мы добиваемся.

Поэтому хитрость заключается в том, чтобы заставить систему работать наилучшим образом – при температуре около 15 градусов по Цельсию. Таким образом, тебе становится прохладнее, ощущаешь себя лучше, но это происходит до того момента, когда ваше тело перестает пропускать кровь через кожу.

Мы пытаемся сделать систему более похожей на кондиционер. Пилот не должен думать о том, что с ним происходит. Они не должны чувствовать [работу системы]. Им просто будет очень комфортно, их пульс значительно снизится, а дыхание замедлится.

Пилотам уже нравится эта система. Было приятно слышать, как один из пилотов «Феррари» [Шарль Леклер] сказал, что хотел бы использовать эту систему в каждой гонке».

Выходит, «Формула-1» вновь вышла на переднюю грань инноваций! А вас впечатляет новинка?