Как собрать машину Формулы 1 с нуля прямо по ходу Гран При?

Тщательное планирование всех без исключения действий – залог успеха любой команды в Формуле 1. Но что делать, когда все планы рушатся, а машина разлетается на части еще на старте уик-энда? Где взять новую? Послушаем технического эксперта Крэга Скарборо.

Когда Джордж Рассел наехал на открытый люк в первой тренировке Гран При Азербайджана, сразу стало ясно, что механикам Williams в ночь с пятницы на субботу спать не придется.

В Формуле 1 команды готовы работать 24 часа в сутки, с этим никаких проблем нет, но вот в FIA не слишком довольны, когда механикам приходится заниматься своими рабочими обязанностями ночи напролет. Несколько лет назад руководящий орган ввел правило комендантского часа для механиков команд, и бесконечные бессонные ночи в гаражах под свет масляной лампы остались в прошлом.

Но бывают ситуации, когда без ночной работы просто не обойтись.

Шасси Рассела Фото: motorsport.tech

Если бы конфуз с Расселом произошел лет двадцать назад, никаких проблем не возникло бы. Команда просто выкатила бы из боксов запасное шасси, британец прыгнул бы в него, подогнал настройки и устремился продолжать тренировку.

Вплоть до 2003 года запасные шасси в Формуле 1 были разрешены, и буквально у каждой команды в боксах стояла резервная машина на случай непредвиденных обстоятельств.

Это шасси обычно было настроено под одного из гонщиков, и при возникновении у него проблем он мог без лишних регулировок продолжить уик-энд, сменив машину. Второй пилот также мог использовать запасное шасси, но для этого необходимо было настроить под него педальный блок, руль и гоночное сиденье. Также нужно было не забыть сменить номера на машине.

Но сегодня резервные шасси в Формуле 1 запрещены в целях экономии средств, и командам приходится ограничиваться запасным монококом и комплектом запчастей, необходимых для сборки полноценной машины вокруг него.

Кроме того, в последние годы в Больших Призах присутствует правило закрытого парка, повествующее о том, что машины после квалификации должны оставаться неизменными и появиться в воскресенье в гонке ровно в таком же виде, в каком участвовали в субботних заездах. Это касается настроек аэродинамики, двигателя и коробки передач, тормозов и всего остального.

В прошлые годы вес машины старались максимально снизить перед гонкой, а также всячески настраивали ее под продолжительную дистанцию.

Правило закрытого парка вкупе с комендантским часом полностью регулируют активность команд в боксах на протяжении гоночного уик-энда. Все работы должны заканчиваться рано вечером, и утром механики не имеют права возобновлять деятельность до определенного часа.

В то же время сохранилось исключение на случай форс-мажора в виде джокеров, которые команды могут использовать, когда им необходимо. Также FIA идет навстречу коллективам, у которых возникли непредвиденные обстоятельства, чтобы компенсировать им рабочее время для устранения проблем.

Шасси Ф1 Фото: motorsport.tech

В случае с пятничным инцидентом Рассела в Баку довольно быстро стало понятно, что монокок британца поврежден фатально и восстановлению к субботе не подлежит. Таким образом, в команде приняли практически единственное решение собрать запасное шасси вокруг нового монокока.

С учетом обстоятельств FIA разрешила команде из Гроува нарушить правило комендантского часа, чтобы вовремя завершить работы.

Строительство шасси вокруг запасного монокока – не самая сложная задача для команды профессионального уровня, но в наши дни это и не самая частая операция, которую приходится выполнять механикам.

Между гонками коллективы проводят тренировки, разбирая и собирая машины с нуля, инспектируя при этом все составные элементы. Кроме того, после «гастрольных» заокеанских гонок командам приходится разбирать свои машины до минимального состояния погрузки в контейнеры, чтобы отправить их на базу или на следующий автодром. Так что для механиков подобные работы не являются чем-то из ряда вон выходящим.

Но не стоит забывать, что во время уик-энда работники команды чрезвычайно ограничены в сроках, и у них практически нет права на ошибку. В гараже Williams работы по сборке нового шасси в Баку начались в пятницу после первой тренировки и продолжались до поздней ночи.

Что включает в себя сборка шасси вокруг запасного монокока?

В первую очередь давайте посмотрим на сам монокок. В FIA эту базовую деталь шасси именуют не иначе как ячейкой безопасности и ключевой структурой, оберегающей гонщика от последствий возможных аварий.

Но на деле монокок представляет из себя гораздо больше, чем просто защитная капсула пилота. Это база шасси, его структурная основа, к которой крепятся все остальные части машины.

Фотографии можно листать и увеличивать по клику:

Монокок Фото: motorsport.tech

Монокок Фото: motorsport.tech

Монокок Фото: motorsport.tech

Количество деталей, из которых состоит шасси Формулы 1, доходит до 11 тысяч. К счастью для механиков, все эти составляющие не нужно крепить непосредственно к монококу, ведь большинство из них заранее собраны в промежуточные конструкции. Это касается подвески, топливного бака, двигателя, радиаторов, блока электроники и кузова.

Все детали так или иначе – напрямую или в сборе – крепятся к монококу, делая последний базовым элементом шасси. И спешка здесь совершенно неуместна, ведь все мелкие элементы нужно либо снять с разбитого шасси, либо вытащить из коробок и аккуратно и в четкой последовательности установить на запасной монокок.

Чтобы облегчить эти операции, резервный монокок также заранее подготавливается к монтажу на него других деталей. Некоторые процессы занимают слишком много времени, чтобы производить их непосредственно на трассе. Кроме того, монокок заранее должен быть проверен и омологирован FIA, а также выкрашен.

Заблаговременно подготавливается также конструкция топливного бака со всеми внутренними отсеками и насосами, ведь пропускание гибкого бака через узкое отверстие в днище монокока – процесс довольно долгий и трудозатратный, к тому же, для его выполнения необходимо специальное оборудование.

Кроме того, много времени уходит на укладку электрической проводки и установку различных датчиков, а также прокладку гидравлических шлангов и приводов тормозов и рулевого управления, которые, кроме прочего, нуждаются в прокачке.

Некоторые внутренние детали конструкции подвески также собираются заранее – к примеру, передние рокеры, взаимодействующие с пружинами и амортизаторами посредством толкателей. Часто можно видеть в боксах команд запасной монокок с установленными на нем толкателями, свисающими с верхней части шасси в ожидании монтажа подвески в сборе. И по прибытии на трассу механики достают резервный монокок из коробки, устанавливают на опоры и предварительно готовят его к возможной замене.

Шасси Ф1 Фото: motorsport.tech

Сборка нового шасси вокруг монокока отчасти зависит от причин, по которым это пришлось делать. Если к аварии привела ошибка пилота или форс-мажор, что ж, бывает. А если в команде поняли, что виновата была какая-то деталь шасси, то механикам предстоит для начала удостовериться, что с этой деталью не возникнет проблем на запасной машине.

Также ускорение процесса сборки часто достигается за счет использования новых запасных частей, а не тех, что были сняты с разбитой машины. Ведь это требует дополнительного времени и проверки всех элементов.

Механики во время сборки машины пользуются как бумажными инструкциями, так и электронными. Это не обычная инструкция по эксплуатации, а специализированные схемы сборки с указанием сопутствующих средств для крепления и момента затяжки болтов.

Инструкция по сборке Фото: motorsport.tech

После завершения монтажа основных элементов необходимо подключить все коннекторы в проводке, соединить шланги и хорошенько их прокачать. Только после этого машина будет готова к первому запуску, но до появления на трассе еще далеко.

Сначала нужно провести полную настройку шасси – подобрать геометрию подвески, регулировки сжатия и отбоя амортизаторов, установить необходимые углы атаки антикрыльев и так далее.

Первый выезд на трассу делается всегда на один круг. После этого шасси частично разбирается в боксах и проверяется на предмет утечки рабочих жидкостей и ослабления креплений. И только по окончании этих проверок машина вновь собирается и считается готовой к продолжению гоночного уик-энда.

Можете садиться в кокпит, Джордж.

Перевел и адаптировал материал: Александр Гинько

Фотографии можно листать и увеличивать по клику:

Сборка шасси Фото: motorsport.tech

Гоночная машина формула 1 EV3

Автор: Alex. Опубликовано в Копилка 20 Октябрь 2015 . просмотров: 91751

Гоночную машину, имитирующую болид формулы 1, можно сделать с помощью образовательного набора LEGO MINDSTORMS Education EV3 (45544). В машине сидит водитель и держится за руль. Машина дистанционно управляется с Android-смартфона.

Для управления машиной я воспользовался приложением EV3 Numeric Pad (см. картинку ниже). Приложение позволяет сделать управление по своему алгоритму. Вот какие шаги нужно выполнить, чтобы управлять этой гоночной машиной с помощью EV3 Numeric Pad:

• • • • Запустить приложение EV3 Numeric Pad и подключите его через Bluetooth к EV3.
      • Запустите демонстрационную программу на EV3 (перед запуском обязательно установите передние колёса прямо).
      • Можно управлять.

Принцип работы приложения EV3 Numeric Pad следующий: когда вы касаетесь голубого прямоугольника и водите по нему пальцем, вы тем самым передвигаете по нему красную мишень. В это время приложение постоянно передаёт координаты мишени (по осям X и Y) модулю EV3. Координата по оси X – передаётся в диапазоне от -100 до 100 в почтовый ящик с именем «x», а координата по оси Y – тоже передаётся в диапазоне от -100 до 100, но в почтовый ящик с именем «y» (слева сверху отображаются текущие числа переданные EV3).

Демонстрационная программа racing-car.ev3, которую вы можете скачать ниже, считывает координаты из ящиков «x» и «y» и преобразует следующим образом: координата по оси X преобразуется в повороты передних колёс вправо и влево, а координата по оси Y преобразуется в скорость вращения задних колёс. Как только вы отрываете палец от экрана, красная мишень возвращается в центр голубого поля, модулю EV3 передаются координаты 0, 0 и, соответственно, передние колёса возвращаются в прямое положение, и задние колёса останавливаются.

Нижняя полоска работает аналогично верхнему квадратному полю, но она передаёт значения от -100 до 100 в почтовый ящик с именем «z». Если вы прикоснётесь здесь пальцем слева или справа от центра, то демонстрационная программа заставит машину посигналить.

Вместо программы EV3 Numeric Pad вы можете использовать её более продвинутый аналог EV3 Numeric Pad+ (см. картинку ниже), в которой есть ещё 4 дополнительные кнопки, по нажатию на которые, вы можете запрограммировать дополнительные действия. Номера нажатых кнопок будут приходить в почтовый ящик с именем «w». Вот что вы можете попробовать запрограммировать сами при нажатии на дополнительные кнопки:

• • • • Помощь водителю при развороте: после нажатия на кнопку, машина самостоятельно совершает разворот на 180 градусов, попеременно двигаясь вперёд-назад и поворачивая руль то влево, то вправо.
      • Помощь водителю при парковке: устанавливаем машину рядом с местом, куда нужно парковаться, нажимаем запрограммированную кнопку, и машина сама паркуется.
      • Сигнализация: установка и снятие с охраны — пока машина на охране она не может ехать, а при обнаружении препятствия рядом с датчиком расстояния включается сирена и начинает мигать красным светом светодиод. Ещё можно подключить гироскоп и с помощью него определять, что машина под охраной стоит неподвижно, а как только машину кто-нибудь двигает, тоже включать тревогу.

Помимо того, что в программе EV3 Numeric Pad+ есть дополнительные кнопки, здесь можно выбирать между двумя вариантами имён почтовых ящиков. Это могут быть ящики с именами «w», «x», «y» и «z» (по умолчанию) или «a», «b», «c» и «d». Т.е. вы сможете запрограммировать сразу два пульта в одном.

Кроме первой версии машины вы можете сделать версию машины с увеличенной скоростью движения. В скоростной версии добавлены шестерёнки, благодаря которым машина потеряет в мощности, но сможет ехать в 5 раз быстрее. Разница при сборке только в креплении задних колёс (различаются шаги 18, 24, 25 и 26, а шаг 29 превращается в шаги 29 – 35 в скоростной версии). Для этой версии нужно использовать другую демонстрационную программу.

Ещё один способ управления гоночной машиной показан на этом видео:

Здесь сделано управление гоночной машиной от первого лица с помощью смартфона, планшета и приложения RoboCam. Как установить и использовать это приложение читайте в статьях. Скачать готовые настройки RoboCam для управления гоночной машиной можете здесь.