- 24.08.2021
- /
- Автоспорт, Автоспорт
- /
- Роман Кузнецов
Рули в «Формуле-1» и автоспорте проделали долгий путь от огромных круглых механизмов, как в каком-нибудь грузовике или дорожном автомобиле старых лет, до ультрасовременных гаджетов, которые похожи то ли на джойстик самолета, то ли на геймпад от игровой приставки. Разумеется, изменился и подход к интеграции руля в машине: если полвека назад те же самые болиды F1 представляли собой просто очень доработанные версии обычных автомобилей, построенные из сверхпрочных материалов и на основе аэродинамических расчетов, но с обычным рулем и коробкой передач, то сегодня любая машина «Формулы-1» — сложнейшее произведение электронного искусства, и мозг такого гоночного болида иногда даже умнее самого гонщика (это шутка).
И если полвека назад руль не имел никаких усилителей или помощников, и пилот порой даже помогал себе коленями, чтобы поворачивать его на большой скорости, то в 2015 году 17-летний Макс Ферстаппен уже без проблем ездил в боевых гонках F1.
В итоге даже за последние десять лет мы увидели множество нововведений, в частности, появление небольшого монитора в центре руля. И это не считая целого ряда блестящих эргономических решений! Чего только стоит система DAS от команды Mercedes в 2020 году, когда пилоты с помощью клавиши и «оттягивания» рулевого колеса контролировали сход-развал прямо на трассе.
YouTube-канал PromoDrom
В этой статье вкратце проследим за эволюцией рулей в «Формуле-1» и подробно разберем современный личный кабинет гонщика — куда нажимать, чтобы случайно не катапультироваться из болида и не израсходовать все топливо за один круг.
Эволюция рулей «Формулы-1»
Начиналось все достаточно просто. Первые рули в F1 и автоспорте полностью повторяли рули дорожных машин тех лет. Очень часто их делали из дерева, оставляя металлическую сердцевину, и пилотам было больно вертеть «баранку» без перчаток. К тому же рули делали огромными, чтобы гонщикам приходилось прикладывать меньше физических усилий для управления подобным «монстром».
К шестидесятым годам XX века болиды F1 значительно изменились, став более компактными вследствие развития аэродинамики. К тому же все машины стали заднемоторными и заднеприводными, скорость в поворотах и боковые нагрузки значительно возросли. Гонщикам приходилось управлять огромным весом болида при помощи совсем небольшого рулевого колеса, и так в «Формуле-1» появились первые гидроусилители.
До восьмидесятых годов руль «Формулы-1» по своей форме и функциональности оставался практически нетронутым, но у некоторых команд тех лет, в частности, у McLaren, все-таки появилась одна кнопка. А именно — тумблер аварийного выключения двигателя.
Все дело в том, что по мере технического развития в F1 все чаще возникала проблема, когда дроссельные заслонки двигателя переставали работать, если внутрь механизма попадал сторонний мусор. Такой тумблер позволял полностью блокировать подачу топлива, и избегать более серьезных повреждений. Также к восьмидесятым годам XX века деревянно-металлические рули сменились на карбоновые. «Формула-1» продолжала свое развитие.
Настоящий сдвиг в развитии рулевого управления произошел как раз в восьмидесятых. McLaren MP4/1 стал первым болидом «Формулы-1», в котором руль был создан с применением углепластика. К 1988 году на машинах стали появляться кнопки радиосвязи с боксами и кнопка увеличения наддува, хотя F1 и стала отходить от турбо, все больше переключаясь на атмосферные двигатели.
И уже в начале девяностых годов функция переключения передач стала переходить от ручной коробки к подрулевым лепесткам. Создателем такого подхода считается легендарный инженер Джон Барнард. После перехода из McLaren в Ferrari он решил попробовать провести следующий эксперимент: использовать электрогидравлические клапаны из активной подвески для переключения передач. В итоге эксперимент привел к созданию первой полуавтоматической трансмиссии в «Формуле-1», а управление коробкой передач было успешно перенесено на специальные «тумблеры» под рулем.
Одновременно рули стали «подрезать» сверху, чтобы облегчить вес автомобиля и улучшить обзор гонщику, к тому же болиды продолжали развиваться технически, и для новых аэродинамически более совершенных машин требовались очень небольшие и компактные по своим размерам рулевые агрегаты.
Круглая форма уже не могла обеспечивать эффективную управляемость, поэтому рули тридцать лет назад стали превращаться в прямоугольные «игровые геймпады» по своей форме.
Интересный факт: Айртон Сенна вплоть до своей трагический гибели не испытывал восторга относительно уменьшения площади кокпита и, соответственно, руля. Легендарный бразильский пилот любил ощущать себя свободно в машине, и эволюция F1 доставляла ему небольшой дискомфорт.
С середины девяностых годов прошлого века развитие электроники и общая компьютеризация охватили всю планету, и, разумеется, «Формула-1» оказалась в авангарде прогресса. К кнопкам радио и подрулевым лепесткам добавились кнопки по включению нейтральной передачи, система подачи воды, ручки переключения картографии двигателя, баланса тормозов, traction-контроль, кнопка лимита оборотов и многое другое. Первый индикатор переключения передач появился на руле Михаэля Шумахера в 1996 году на болиде Ferrari.
И опять отмечаем, что далеко не все пилоты пребывали в восторге от того, что сцепление переместилось с педали на заднюю часть рулевого колеса. В частности, если Мика Хаккинен отлично управлялся с таким нововведением во времена выступлений за команду McLaren, то его напарник по команде Дэвид Култхард попросил оставить ему небольшую «платформу» сцепления, потому что он не всегда успевал реагировать пальцами и долго переучивался. Отчасти это стало головной болью для инженеров, которым приходилось делать в кокпите Дэвида дополнительную педаль.
Другой интересный момент связан с чемпионом 1997 года в составе Williams — Жаком Вильневым. Все пилоты в основном использовали левый лепесток на руле для понижения передачи, правый — для повышения. А вот Жаку было удобнее делать и то, и другое с помощью только правого лепестка — для понижения передачи он «отталкивал» лепесток вперед, для повышения — «подтягивал» на себя.
Левый же лепесток он использовал исключительно для сцепления. Кстати говоря, подобный подход использует Роберт Кубица после возвращения в «Формулу-1» и автоспорт из-за своей травмы руки.
И уже в начале нулевых годов XXI века появились рулевые колеса, сделанные полностью из углеволокна, и позволяющие управлять «мозгами» болида «Формулы-1» практически одним рулем. В качестве примера можно привести руль BMW Sauber 2006 года — такие технологии, которым в 2021 исполнилось уже пятнадцать лет, считались передовыми на тот момент.
- Ограничение скорости на пит-лейн
- Дифференциал +
- Повышение оборотов двигателя
- Передача +
- Traction-контроль +
- Режим двигателя
- Рычаг сцепления
- Включение traction-контроль
- Обмен данными с командой
- Блокировка traction-контроль
- Многофункциональный переключатель
- Изменение топливной смеси
- Диагностика болида
- Информация команде об изменении аэродинамических данных
- Сцепление
- Переключатель режимов дифференциала
- Радиообмен
- Traction-контроль –
- Передача –
- Уменьшение оборотов двигателя
- Дифференциал –
- Нейтральная передача
- Выбор режимов меню дисплея
Как мы видим, функционал на руле F1 позволял настраивать болид практически инженерными методами. Впоследствии специалисты команды стали размещать на руле отдельные кнопки, которые можно были запрограммировать любым образом для выполнения различных команд, необходимых как гонщику, так и его инженерному штабу для поиска оптимальных настроек и возможности регулировать элементы во время нахождения автомобиля на трассе.
За последнее десятилетие на руле болида «Формулы-1» появился большой LCD-экран, который позволяет гонщику управлять всей информацией практически как на небольшом компьютере (до ста страниц), а также кнопка системы открытия заднего антикрыла DRS и большой цветной «селектор» непосредственно под дисплеем, позволяющий автоматически адаптировать настройки сцепления с асфальтом в зависимости от выбора того или иного типа резины (сухая или влажная трасса). Также на мониторе можно видеть информацию о температуре резины.
Разумеется, есть и такой параметр, как расстояние рулевого колеса непосредственно от самого пилота. Например, во времена выступлений за Ferrari десять лет назад Фелипе Масса предпочитал, чтобы руль находился чуть дальше и руки были более вытянутыми, а Фернандо Алонсо, наоборот, любит находиться как можно ближе к рулю, чтобы угол сгиба локтей был больше при управлении болидом.
Также отметим, что в сезоне 2020 Шарль Леклер в Ferrari использовал сцепление с правой стороны руля, в то время как его напарник по команде Себастьян Феттель — с левой. Кроме того, для гонщиков подбираются размеры «гнезд» для пальцев на лепестках, чтобы им было удобнее переключаться.
Есть отличное видео, которое вкратце резюмирует эволюцию рулей в «Формуле-1».
Официальный YouTube-канал Donut Media
Современный руль «Формулы-1: личный кабинет по кнопкам
Чтобы не отходить далеко от темы, просто разберем руль Mercedes образца сезона 2020 с системой DAS вместе со специалистом по электронике Эваном Шотом. Причем руль семикратного чемпиона мира — Льюиса Хэмилтона!
Официальный YouTube-канал Mercedes-AMG Petronas Formula One Team
И для наглядности фотография руля. На нем мы видим карбоновую основу и большой экран посередине, что автоматически вынуждает помещать кнопочные команды по боковым частям рулевого колеса. Ручки прорезиненные, и сделаны специально под ладони гонщика.
На дисплее пилот может видеть информацию по мощности силовой установки, информацию с пит-лейн.
Световые диоды сверху отражают обороты двигателя.
Желтая кнопка DRS слева наверху — это включение системы открытия заднего антикрыла DRS.
Синие кнопки +10 и +1 по верхним частям руля — так называемые «driver defaults», гибкие настройки по какой-либо части болида. Например, если сломан сенсор, инженер может попросить гонщика установить команду «default 23» для исправления ошибки.
Бирюзовая кнопка N в левой верхней части — нейтральная передача. Специалист Mercedes честно признается, что в последние годы кнопка используется в гонках редко, потому что гонщики не ставят машину в «нейтраль» на пит-стопах.
Желтая кнопка PL в левой верхней части — «лимитатор» скорости на пит-лейн. Как мы помним, при въезде на пит-лейн пилоты обязаны снижать скорость до разрешенной, и кнопка помогает удерживать машину на скорости не более 60 или 80 км/ч в зависимости от трассы.
Оранжевая кнопка PC справа наверху (pit confirm) — подтверждение пит-стопа. Обычно на нее нажимает пилот, если случилось что-то внеплановое, и нужна срочная остановка в боксах.
Слева красная ребристая кнопка entry — переключатель дифференциала. Справа такая же ребристая, но синяя кнопка hi speed — баланс тормозов, high speed и все виды переключения дифференциала, передача крутящего момента.
Справа посередине ребристая коричневая кнопка brake balance (BB) отвечает за регулировку баланса тормозов, слева симметрично такая же коричневая кнопка brake migration (BMIG) отвечает за положение тормозов.
С правой стороны темная кнопка MARK под brake balance также позволяет пилоту сигнализировать о каких-либо проблемах с машиной.
Большая синяя кнопка с левой стороны OT — overtake, обгон. При нажатии активируется максимальная мощность машины, необходимая для обгона болида впереди.
Большая белая кнопка TALK справа — разговор. При нажатии гонщик может общаться с командой напрямую по радио.
Черные кнопки BB- и BB+ в нижней части позволяют непосредственно переключать баланс тормозов на количество делений выше или ниже. Пилот на каждом круге может много раз нажимать на эти кнопки, чтобы лучше заходить в тот или иной поворот.
И, наконец, три больших тумблера внизу под экраном отвечают за регулировки двигателя и иные настройки. Каждый цветной сектор отвечает за определенную команду — настройки для сухой или влажной трассы, определенный режим двигателя, режим зарядки батареи, аэродинамические настройки или работа с тормозами и тогда далее. Как правило, пилоты работают в тесной связке с инженером по настройкам данных селекторов.
Интересно выглядит руль и сзади. Там мы можем заметить подрулевые лепестки переключения передач, лепесток для движения машины со старта. Иногда сзади также размещаются те элементы управления болидом, которые команды не хотят показывать соперникам, например, загадочный рычаг у Себастьяна Феттеля в 2018 году, который, по слухам, изменял мощность двигателя или программные клавиши у других команд для быстрой настройки определенных параметров, например, особенный баланс тормозов и дифференциал под несколько конкретных поворотов на трассе.
Современный кабинет пилота «Формулы-1» — это руль, педали и сам кокпит. И мы не преувеличиваем, когда называем это именно словом «кабинет», потому что по количеству операций, выполняемых пилотом во время гоночных сессий, гонщики вполне могут дать фору и многим офисным работникам.
YouTube-канал Chris Viegas
Теперь мы знаем, что пилотам приходится не только гоняться между собой, балансируя на точках торможения и разгоняясь до скорости свыше 300 км/ч, но и в перерывах «подрабатывать» инженерами в своих же машинах. Поразительные люди — поразительные скорости! Любите автоспорт.
Благодарим Simply Formula за помощь в подготовке материала.
