Аэродинамическое зеркало
Технические подробности
Навряд ли может показаться, что зеркало болида Формулы-1 столь уж уникально. В конце концов, его задача предельно ясна - позволить пилоту увидеть соперников за его спиной и состояние покрышек, наличие повышенного износа или пузырения.
И основы дизайна этого элемента болида - это вопрос, насколько большим зеркало должно быть и где оно должно быть расположено. Однако в Формуле-1 редко что-либо бывает просто.
Аэродинамическое зеркало должно отвечать целому набору требований FIA. Отражающая поверхность должна составлять 150 мм в ширину и 50 мм в высоту при минимальном радиусе скругления углов 10 мм. Кроме того, зеркало должно быть расположено в соответствии с требованиями FIA, чтобы гарантировать, что пилот имеет за достаточный обзор. Этот критерий проверятся следующим образом: пилот должен прочесть текст на специальной доске, расположенной в заданном месте позади машины.
Дизайн зеркала также должен учитывать требования аэродинамики, поскольку зеркала оказываются расположенными на пути потоков воздуха, обтекающих машину. "Исходя из соображений аэродинамики, мы скорее отказались бы от использования зеркал, так что нам надо хорошо подумать, как их разместить и какую им придать форму," - рассказывает инженер-дизайнер команды McLaren Mercedes Стив Тэлбо. Поэтому все зеркала имеют аэродинамически оптимизированную форму корпуса, рассчитанную с помощью программ вычислительной гидродинамики и испытаний в аэродинамической трубе. Другим важным фактором является масса. "Поскольку зеркало расположено столь высоко в машине, вес становится очень важным фактором. Мы должны стараться удержать центр масс машины как можно ниже," - добавляет Стив.
Для уменьшения веса корпус и ножка зеркала делаются из углеродного волокна, в то время как отражающая поверхность в целях повышения прочности и безопасности делается из перспекса. Зеркала крепятся к монококу с помощью титановых креплений, поскольку они часто передвигаются и переустанавливаются на машине. Столь легкая конструкция оказывается подверженной вибрациям, вызываемым набегающими потоками воздуха и вибрациями двигателя, передаваемыми через монокок, так что во избежание дрожания и размывания изображения отражающая поверхность крепится к корпусу посредством гасящих вибрацию креплений.
Настройка зеркала для удобства пилота так же весьма ограничена. "Система настройки зеркал, как она реализована на обычных машинах, была бы слишком тяжелой, да и я не думаю, что в гонках у пилотов есть время для настройки!" - шутит Стив. На самом деле в зеркале есть небольшой винт, который позволяет провести в узких диапазонах поворот отражающей поверхности. Когда зеркало оказывается на машине, оно уже должно быть идеально позиционировано, в чем инженерам во многом помогает вся предсезонная работа.
Однако если этого недостаточно, чтобы представить всю сложность конструкции, то можно добавить, что в прошлом приходилось отдельно разрабатывать зеркала для Гран-При Монако. "Пилотам необходимо ясно видеть передние колеса, чтобы в поворотах направлять машины максимально близко к барьерам," - объясняет Стив, - "это был не просто вопрос перемещения зеркал. Их приходилось перерабатывать, что гарантировать выполнение всех критериев FIA и требований аэродинамики."
В 2002 году команда McLaren впервые сделала зеркало с двухгранной отражающей поверхностью. Такая конструкция была применена на MP4-17 и позволяла расширить поле зрения, как это делают секции мертвой зоны на зеркалах обычных машин. Жизнь в Формуле-1 редко оказывается простой, но команда McLaren Mercedes ищет все возможности решения проблем.
Техническая спецификация
Вес: 160 г/зеркало (320 г на машине)
Размеры: лицевая сторона 150мм x 50мм, глубина порядка 80 мм
Материал: перспекс для отражающей поверхности, углеродное волокно для корпуса и ножки, титановое крепление
Используется по ходу сезона: 12 наборов (по одному на каждое шасси плюс запасные), зависит от повреждений.
Педали пилота
Технические подробности
Загляните в длинный узкий кокпит современного болида Формулы-1, и первое, на что вы обратите внимание, кроме того, как тесно здесь должно быть пилоту, это блок педалей. Две педали в узком пространстве для ног. Те из нас, кто водит машину с ручной коробкой передач, привыкли к схеме из трех педалей - сцепление, тормоз и газ.
Но в Формуле-1 дело обстоит иначе, и об этом рассказывает главный механик Team McLaren Mercedes Стив Жайлс: "Сцепление на нашей машине расположено на руле, и управляется рукой, поэтому можно понять, почему некоторые думают, что левая нога пилота остается без дела. На самом деле левой ногой пилоты тормозят."
Блок педалей, изготавливаемый из очень прочного и очень легкого титана, является довольно простым и в то же время почти скульптурным инженерным произведением. Педаль тормоза обладает куда большим размером, нежели на обычных машинах, что позволяет пилотам использовать всю силу левой ноги чтобы сбросить огромную скорость за невероятно короткий временной интервал.
"Крайне важна сила и эффективность торможения как с точки зрения оборудования, так и со стороны пилота," - рассказывает Стив. "При торможении эти машины испытывают перегрузку до 4G по сравнению с одной силой тяжести у хорошей дорожной машины с антиблокировочной системой. И поскольку в Формуле-1 антиблокировочная система запрещена, пилоту нужна любая помощь."
В отличие от дорожных машин, на болидах Формулы-1 педаль газа использует технологию проводного управления (Drive-By-Wire), которая заменяет обычное кабельное соединение педали и двигателя.
"Связь между педалью и двигателем полностью основана на электронике," - рассказывает Стив. "Потенциометр в конце педали посылает электронный сигнал двигателю, и уже далее этот сигнал преобразуется в правильное число оборотов."
Такая технология была разработана для облегчения реализации сложных и запутанных технологий трэкшн-контроля и контроля старта. "На старте гонки пилот топит педаль газа в пол, а компьютер, который, конечно, настроен под индивидуальные условия трассы, делает остальное," - объясняет Стив.
В поиске механического совершенства в ходе предсезонных тестов пилот испытает много конфигураций и положений педального блока, о чем и рассказывает Стив. "Пилоты будут искать конфигурации, которые наиболее удобны для них, и с которыми они будут работать весь сезон. Хотя однажды Мика Хаккинен сменил педальный блок непосредственно перед последней гонкой сезона. Еще одна вещь, которую необходимо точно настроить - это 'ощущение' педали газа. Использование системы DBW означает, что пилот не чувствует педаль газа так же, как это происходит на обычных машинах, поэтому мы встраиваем в медаль пружину и настройку жесткости, чтобы приблизить ощущение педали к привычному."
"Педали являются очень интересной деталью болида," - продолжает Стив, - "поскольку на самом деле никто не видит ноги пилота во время работы. Если вспомнить, что они управляют мощностью в 800 л.с., заключенную в машине с массой как у Mini, то можно понять, насколько важны педали!"
Техническая спецификация:
Длина педали: 220 мм
Материал: титан
Время использования: один сезон (могут меняться для обеспечения удобства пилота или при смене пилота)