Как выглядит гоночный руль

Как устроен руль гоночных болидов «Формулы-1»?

Гоночные болиды «Формулы-1» являются без сомнения одними из самых высокотехнологичных достижений. Они настолько сложны, что требуют от водителя максимальной концентрации внимания. Будучи на трассе и поравнявшись колесом к колесу с каким-нибудь мировым чемпионом, вроде Себастьяна Феттеля, вы не можете просто взять, убрать хотя бы одну руку с руля. В лучшем случае вы потеряете позицию, в худшем — жизнь, вылетев с трассы и разбившись о ближайший забор безопасности для зрителей.

Каждая задача, которую нужно выполнить гонщику, каждая информация, которую ему следует знать, находится в буквальном смысле на кончиках его пальцев. Ведь одной из самых высокотехнологичных вещей в гоночном болиде является именно руль, который по своей сути в буквальном смысле является центром ее нервной системы.

Все это потому, что болиды «Формулы-1» имеют множество различных параметров, которые можно и нужно настраивать прямо во время гонки. И делается это самим гонщиком. Пока телеметрия беспрерывно обеспечивает нужной техникой информацией о состоянии болида инженеров и механиков в командный мостик, гонщик имеет полный и единоличный контроль над управлением целым набором различных настроек вплоть до уровня воздушно-топливной смеси и кривой крутящего момента.

Все эти показатели гонщик может менять несколько раз за гонку, или даже за один круг. При этом все настройки осуществляются при полном контроле руками водителя руля и не отрывании глаз от трассы. Вот почему каждый современный гоночный руль болида «Формулы-1» оборудуется набором из 35 и даже более различных тумблеров, переключателей и кнопок, не считая небольшой LCD экран, использование которого началось совсем недавно. Помимо этого, за рулем находятся два лепестка переключения передач, которые гонщик использует за одну гонку почти 4000 раз. Там же находится и третий лепесток, отвечающий за сцепление.

Если вернуться к LCD-экрану, то, например, созданный McLaren Electronics PCU-8D предлагает 4,3-дюймовый дисплей с разрешением 480 x 272 пикселей. На него выводится около 100 различных технических параметров о текущем состоянии болида, включая текущие обороты, уровень температуры масла к соотношению текущей скорости прохождения круга и количество оставшихся кругов. Все эти параметры могут быть настроены самим гонщиком или его инженером. В этом году команды собираются перейти на использование более современных и еще более совершенных технологий, однако некоторые, включая Infiniti Red Bull Racing, решили, что лучше всего станет использование старых и проверенных технологий и более простого дисплея PCU-6D. По крайней мере, еще на один сезон.

Конфигурация гоночного руля

На фото выше показан гоночный руль команды Sauber C33, устанавливающийся на болиды Эстебана Гутьерреса и Адриана Сутиля, участвующих в текущем сезоне «Формулы-1». Как правило гоночные команды никогда не рассказывают о том, какие технологии они используют. Однако «Заубер» решил поделиться диаграммой, которая объясняет о том, какие функции выполняет та или иная кнопка, а также тот или иной переключатель на их руле.

  • Желтая кнопка N: позволяет включать нейтральную с 1-й или 2-й передачи;
  • Вращающийся переключатель BRKBAL (баланс тормозных сил): настраивает баланс задней и передней тормозной системы;
  • Кнопка Black Box: сообщает команде механиков о том, что гонщик едет к питу;
  • Синяя и оранжевая кнопки S1/S2: их можно запрограммировать на выполнения различных функций;
  • Переключатель Entry: позволяет гонщику производить изменения показателей работы дифференциала;
  • Оранжевая и зеленая кнопки BRK-/BRK+: изменяет баланс тормозных сил между запрограммированными настройками и текущими настройками BRKBAL;
  • Переключатель IGN (воспламенение): отвечает за управление таймингами воспламенения топливной смеси;
  • Белая кнопка ACK: Отвечает за утверждение внесенных в систему изменений;
  • Переключатель PREL: отвечает за контроль предварительной нагрузки на дифференциал при смещении крутящего момента;
  • Красная кнопка Oil: перекачивает масло из вспомогательного бака в основной;
  • Черная кнопка BP (момент сцепления): активирует процедуру поиска момента сцепления;
  • Кнопка DRS (система снижения сопротивления): регулирует положение заднего антикрыла в DRS зонах;
  • Красная кнопка PL (пит-лейн): активирует ограничитель скорости на пит-лейне (обычно она ограничена 100 км/ч);
  • Черная кнопка R: отвечает за активацию голосовой связи между водителем и командным мостиком;
  • Переключатель SOC: контролирует уровень состояния заряда ERS-системы, когда система потребляет или генерирует энергию;
  • Переключатель Pedal: изменяет поведение педали газа при ее нажатии;
  • Переключатель Fuel: управление уровнем потребления топлива;
  • Черная кнопка OT: активирует различные предустановки настроек всех систем в зависимости о того, когда водитель пытается защищать свою позицию на трассе, или пытается обогнать соперника;
  • Переключатель Tire: сообщает центральному блоку управления о том, какой тип шин болид использует в настоящий момент;
  • Переключатели BBal-/BBal+: используются для точной калибровки балансного соотношения тормозной системы;
  • MFRS (многофункциональный переключатель): позволяет гонщику и инженерам управлять различным набором систем, функции управления которых не были назначены на отдельные кнопки. Они включают режимы работы двигателя (PERF), ограничитель оборотов (ENG), соотношение воздушно-топливной смеси (MIX), работу турбокомпрессора (TURBO), угол выхода дифференциала (VISCO), лимит режим восстановления MGU-K (BRK), лимит ускорения MGU-K (BOOST), выбор нужной системы (DASH), круиз-контроль (CC, отключается при квалификации и гонке), тип переключения (SHIFT), и смещение момента сцепления (CLU);
  • Белые кнопки -10/+1: позволяют осуществлять быструю навигацию внутри меню MFRS.
Читайте также:  Руль плохо возвращается назад

Как можете заметить, на руль вынесен огромный набор доступных для управления гонщиком настроек. И этот список еще не включает набор той информации, которая выводится на LCD-экран. Много информации — не всегда хорошо, поэтому каждый гонщик сам решает, какая информация будет выводится на экран и какой руль в конечном итоге использовать. Однако как говорят инженеры, наличие LCD-экрана дает водителю преимущество, так как он всегда знает, что происходит с его болидом. Что-то, что вполне возможно спасло жизнь Нико Росбергу, когда телеметрическая система его автомобиля дала сбой перед гонкой в Китае.

Без получаемой от болида Росберга информации, инженерам пришлось попросить пилота для периодической самостоятельной оценки уровня расхода топлива и других данных. Гонщику команды Mercedes AMG Petronas в конце концов надоели постоянные вопросы своего технического состава и он в буквальном смысле попросил их заткнуться, потому что они мешают ему сосредоточится на гонке и выполнять свою работу, что в конечном итоге закончилось для него вторым местом на финише, когда он пересек черту сразу за своим товарищем по команде Льюисом Хэмилтоном.

Источник

Руль в «Формуле-1»: разбор личного кабинета гонщика

В современном автоспорте руль выполняет не только свои прямые обязанности по управлению машиной, но позволяет работать с коробкой передач, сцеплением, регулировать режимы двигателя, дифференциала и даже режим баланса тормозов.

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.

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.

Читайте также:  Масло для гидроусилителя руля пежо 3008

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.

  1. Ограничение скорости на пит-лейн
  2. Дифференциал +
  3. Повышение оборотов двигателя
  4. Передача +
  5. Traction-контроль +
  6. Режим двигателя
  7. Рычаг сцепления
  8. Включение traction-контроль
  9. Обмен данными с командой
  10. Блокировка traction-контроль
  11. Многофункциональный переключатель
  12. Изменение топливной смеси
  13. Диагностика болида
  14. Информация команде об изменении аэродинамических данных
  15. Сцепление
  16. Переключатель режимов дифференциала
  17. Радиообмен
  18. Traction-контроль –
  19. Передача –
  20. Уменьшение оборотов двигателя
  21. Дифференциал –
  22. Нейтральная передача
  23. 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.

Читайте также:  Машина не заводится с ключа руль заблокирован

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.

Источник

Поделиться с друзьями
Светим и рулим