Многие люди думают, что зимой рабочее напряжение в Формуле-1 спадает. Но они ошибаются. Это то самое время года, когда десять команд заняты даже сильнее, чем обычно. Машина следующего сезона находится в разработке уже добрых шесть месяцев, а её отдельные узлы тестируются на трассе.
Если учитывать, что машина Формулы-1 состоит из восьми тысяч отдельных компонентов, то можно понять, насколько длинным и сложным получается процесс проектирования и производства машины. Подробнее о нём рассказывает технический директор «Уильямса» Сэм Майкл.
Нет никакой возможности перенести дату завершения работ: расписание гонок никто менять не собирается!
«Проектирование и производство машины Формулы-1 в наши дни являются куда более сложной и продолжительной по времени задачей, чем десять лет назад. Сам процесс стартует в декабре предыдущего года – до презентации машины остаётся 14 месяцев. Всё начинается с создания общей концепции машины, после которого будет намечен план проектирования и производства.
Планируются тесты в аэродинамической трубе, динамические испытания, R&D, которые идут параллельно с проектированием, и завершается процесс созданием отдельных узлов машины. Всё это идёт прямо по ходу текущего гоночного сезона. Затем идёт дальнейшее развитие болида, целью которого является улучшение машины и повышение её конкурентоспособности.
При разработке концепции новой машины особенно важны отдельные базовые данные. К ним относятся характеристики шин, принципиальные решения в области аэродинамики, нынешние и будущие правила ФИА, а также требования к настройкам машин. Всё это принимается во внимание, после чего ставятся конкретные цели и определяется, в каких направлениях особенно важны R&D (научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы). Изначально у инженеров есть несколько возможных путей развития с точки зрения механики и аэродинамики, и R&D должны определить, по какому из них следует в итоге пойти.
В качестве типичного примера нашей работы можем привести разработку новой коробки передач с моментальным переключением. Было пять или шесть вариантов, которыми можно было воспользоваться – может, были и другие возможности, но мы в „Уильямсе“ изучили именно столько подходов. И только с помощью компьютерного модулирования, симуляции и динамических тестов было определено самое оптимальное и быстрейшее решение.
Когда в процесс вовлечено так много людей, то очень важно разработать правильный проект. Проектирование машины делится на несколько областей: это аэродинамика, трансмиссия, подвеска, управление, тормоза, моторные системы. При этом надо быть уверенным, что ничего не оставлено без должного внимания. Каждый процесс должен быть отлажен, а R&D и проектирование должны идти по графику. Регулярно проводятся рабочие встречи, на которых определяется, какого прогресса удалось добиться, насколько далеко удалось продвинуться на фоне заявленных целей.
Сами R&D включают в себя определение окончательной концепции, её проверку с помощью компьютерного модулирования, проведение различных исследований и анализ полученных данных – для чёткого представления о производительности и надёжности. R&D просто необходимы для инженеров, чтобы их идеи имели своё подтверждение.
Если снова вернуться к примеру с коробкой передач с мгновенным переключением, то в начале проекта работа всей КП была целиком смоделирована на компьютере. Это позволило инженерам быстро проверить в деле разные концепции без физического производства новых узлов. После такого „расследования“ было определено несколько вариантов передаточных чисел, в соответствии с которыми были произведены разные варианты коробок, но уже с одним механизмом переключения. Они были проверены в тестовой лаборатории „Уильямса“ с помощью симуляций на динамометре. Проводились всесторонние исследования, чтобы подтвердить правильность решения, выбранного с помощью R&D. Только после этого можно было произвести полный вариант коробки передач, который можно было проверить на электромашинном динамометре.
Проектирование машины делится на несколько областей: это аэродинамика, трансмиссия, подвеска, управление, тормоза, моторные системы.
Когда исследовательские работы завершены (хотя на самом деле они никогда не заканчиваются), конструкторский отдел (Design Office) превращает проекты в реальные узлы машины. Процесс абсолютно одинаковый вне зависимости от того, имеем мы дело с коробкой передач или новым задним антикрылом из аэродинамической трубы. В некоторых случаях приходится вновь откатываться на стадию R&D, и узел тестируется на трассе на полноразмерной машине. Когда определённый километраж пройден безо всяких проблем, узел может быть запущен в полноценное производство.
Создание новой машины распланировано по дням, вплоть до последнего – хоть впереди ещё целых 14 месяцев. Работа с каждой отдельной деталью машины (всего их примерно восемь тысяч) значится в расписании. Большую часть года композитный и машинный цеха на базе „Уильямса“ работают 24 часа в сутки семь дней в неделю. Работа очень сложная, и задействует она целую группу людей. В каждом департаменте есть ночная смена, которая позволяет создать новый узел в кратчайшие сроки – в соответствии с постоянным дедлайном Формулы-1. Задача сложнейшая, потому что нет никакой возможности перенести дату завершения работ: расписание гонок никто менять не собирается!
Хотя машину показывают абсолютно всем во время презентации, инженеры на самом деле уже сосредоточены на первых тестах новинки. В этот момент на машине установлены сенсоры температуры, давления и другие, чтобы контролировать работу всех компонентов в боевых условиях: это позволяет убедиться, что теоретические расчёты были верными. Обычно особое внимание уделяется следующим показателям:
Температура в зоне задней подвески и заднего антикрыла – чтобы убедиться, что новый дизайн болида не приводит к перегреву в этой области.
Отвод тепла от двигателя с помощью новых систем водяного и масляного охлаждения. Сначала он оценивается на коротких сериях кругов, а затем на длинных. Обычно требуется десять кругов, чтобы всё стабилизировалось и мы начали получать данные. Просто во время остановки в боксах машина охлаждается, и потом нужно некоторое время для нового нагрева.
Поведение кузова – чтобы посмотреть, насколько гибкие его отдельные элементы.
Даже к тому моменту, когда машину представляют на презентации, она уже устарела. Говоря об этом, я имею в виду, что у нас уже находятся в производстве новые детали, которые были разработаны уже после утверждения изначального проекта. Безусловно, дальнейшее совершенствование болида по ходу зимних тестов и самого сезона очень важно для повышения конкурентоспособности машины».
По материалам Williams F1.