Глава 35
Руководство по активной подвеске для начинающих
Чем быстрее вы едете, тем больше прижимной силы генерирует автомобиль – она вжимает машину в землю и сжимает подвеску. Поэтому на прямых вы часто видите искры из-под автомобиля – пластина днища касается асфальта, а в медленных поворотах, где машина расположена намного выше, такого эффекта нет. В медленном повороте прижимной силы меньше, и подвеска сжимается не так сильно.
Аэродинамика работает наиболее эффективно – то есть генерирует больше прижимной силы при заданной скорости – в очень специфическом и узком диапазоне дорожного просвета. Секрет в определенном сочетании переднего и заднего клиренса. Когда вы тормозите, передняя часть машины идет вниз, а задняя поднимается, что меняет аэродинамику. Когда вы ускоряетесь, происходит обратное. И, как уже было сказано, в зависимости от скорости автомобиля меняется прижимная сила, а вместе с ней – и уровень дорожного просвета.
Все это – отклонения от оптимального дорожного просвета для данного конкретного автомобиля. И они не только влияют на прижимную силу, но и меняют баланс машины.
Я думаю, что большинство из вас знакомы с понятием «центр тяжести». Если вы держите линейку 30 см на одном пальце, то точка баланса будет в районе 15 см: это и есть центр тяжести.
То же самое с аэродинамикой. У вас есть баланс центра тяжести – совокупность прижимной силы на передней и задней осях, и при наклоне автомобиля или повороте точка равновесия смещается и в зависимости от скорости меняет клиренс.
Это смещение баланса, естественно, меняет поведение машины. Вы тормозите, и центр тяжести смещается вперед, на передние шины давит больше прижимной силы, чем на задние, и сцепления на входе в поворот может оказаться слишком много. Поэтому вы часто видите, что на входе в поворот гонщики корректируют машину рулем. В такие моменты задняя ось слишком сильно соскальзывает, чтобы это компенсировать, необходимо обратное движение руля.
«Активная подвеска» – это система, которая позволяет регулировать ход подвески таким образом, что днище, другими словами – дорожный просвет, остается стабильным относительно поверхности земли, независимо о того, что происходит с машиной. В идеале, при достаточно хорошей системе управления, колебания клиренса будут возникать только для преодоления неровностей покрытия.
Принцип активной подвески заключается в мясляном насосе, который присоединен к двигателю, чтобы генерировать давление в гидравлике. Давление в гидравлике используется для увеличения или сокращения приводов колес, в зависимости от нужного дорожного просвета. Например, если вы экстренно тормозите, передняя часть машины ныряет вниз, но передние приводы вытягиваются, задние – сокращаются, и это позволяет компенсировать наклон шасси. Эта же технология применяется в рукояти ковша экскаватора JCB.
Lotus пытался внедрить активную систему много лет назад, но не смог наладить ее и в конце концов оставил эту идею. Их сложная «полностью активная» система подразумевала полный отказ от пружин и амортизаторов и преодоление неровностей асфальта за счет аэродинамической платформы машины. Однако влияние неровностей происходит в течение тысячных долей секунды, поэтому для качественной работы такой системе необходима высокая частота реакции. Это труднодостижимо и требует много энергии.
В теории идея активной подвески несла в себе большой потенциал, в других командах тоже пытались это применить, свою версию разрабатывали и в Williams. Их система реагировала очень медленно – в старых маленьких Citroen, подвеска которых была рассчитана на мешок угля в багажнике или прицеп.
С точки зрения системы контроля у Williams активная подвеска была проще, чем у Lotus, потому что включала в себя пружины и амортизаторы для контроля дорожного просвета (поглощения неровностей), и использовалась она, чтобы удержать всю платформу настолько ровно, насколько это возможно.
Рис. 11. Некоторые компоненты, связанные с активной подвеской
Тем не менее попытки Williams оставались тщетны в 1986 году и в 1988-м. Отчасти проблемы были связаны со слабой электроникой. Поэтому Патрик нанял двух талантливых молодых инженеров: Стива Уайза для разработки собственного электронного блока управления с возможностью записи данных и Падди Лоу – для написания алгоритмов управления.
Они сделали всю работу к осени 1991 года, и систему нужно было проверить на тестах. Моей задачей было интегрировать активные стойки, пружинные пакеты и остальные части подвески в существующее шасси FW14A. Мое не совсем элегантное решение – убрать передние и задние рычаги, которые служили для передачи нагрузки от толкателей подвески до пружинных/амортизированных блоков, и вместо этого разместить приводы непосредственно на концах толкателей. Это придало передней подвеске выпуклую форму со всех сторон, поэтому активный автомобиль (окрещенный FW14B) легко было отличить от пассивного 14A.
Гидравлическую компоновку Williams использовал вплоть с 1988 года. Был риск испортить как регулирование дорожного просвета, так и отклик на рулевое управление, ведь мы все еще экспериментировали с переходной моделью, однако уже чувствовалось, что система контроля платформы дает ощутимую прибавку, которая компенсирует недостатки.
Осенью 1991 года мы сконцентрировались на испытаниях. Тестерами были Дэймон Хилл и Марк Бланделл, на них лежала начальная отладка и доводка системы. Как только сезон закончился, к тестам присоединились Найджел и Риккардо. Вот тогда и начались проблемы. Оба сказали, что машина очень неотзывчива, не дает при пилотаже обратной связи на входе в поворот. Они не знали, достаточно ли машине сцепления, и вынуждены были просто надеяться, что сцепления хватит.
Помимо этого, Найджел беспокоился о безопасности. Он был в Lotus, когда они работали над своей системой и столкнулись с поломками гидравлики, из-за которых неуправляемые машины могли на полной скорости улететь в барьеры. Он был так взволнован, что созвал собрание, на котором, скрестив руки на груди, сообщил мне и Патрику, заявив: «Я не хочу гоняться на этой машине. Я хочу пассивную машину».
Важно отметить, что к тому моменту я уже работал над новой FW15. Машина полностью была заточена под активную подвеску: вся компоновка была пересобрана в более элегантный вариант, да и работа аэродинамики строилась вокруг более узкого диапазона дорожного просвета, который предполагала активная система. То есть при более широком диапазоне клиренса у пассивной машины эта аэродинамика работала бы хуже. Разработка системы началась довольно поздно, потому что мы не хотели вкладывать в нее слишком много ресурсов, прежде чем она покажет себя на трассе. FW15A, таким образом, должна была дебютировать во время европейской части сезона в мае, в то время как в четырех первых «выездных» гонках – этапах на других континентах – мы бы использовали FW14B.
Отклоняться от плана сейчас, в декабре 1991 года, оставаться с пассивной подвеской означило оставаться на весь сезон-1992 с прошлогодней FW14А. Учитывая, что McLaren превосходил нас в конце 1991 года, было крайне маловероятно, что с такой стратегией мы их победим. Поэтому я ответил Найджелу: «Новая машина построена на идее активной подвески. Если она не сработает, вернемся к пассивной. Но если мы откатим все назад сейчас, то у нас вообще не будет шансов в чемпионате. Мы должны заставить новую систему работать хорошо и надежно».
Патрик согласился. Протест Найджела был отклонен.
Если гонщик не чувствует себя уверенно, к нему необходимо прислушаться. Работа инженера состоит также в том, чтобы машина была безопасной. Все дело в доверии, а доверие – это улица с двусторонним движением.
Зима – это всегда непростой период. Для команд это столь же загруженное время, как и по ходу самого сезона, поскольку мы заняты подготовкой к старту чемпионата. На основе испытаний в аэродинамической трубе, а также данных динамометра от нашего поставщика двигателей (Renault) мы можем получить представление о своей скорости, однако мы понятия не имеем, как далеко продвинулись другие команды.
Попытаться понять расстановку сил можно на предсезонных тестах, когда все команды уже представили свои новые машины и съезжаются на коллективные тесты (обычно в Барселоне). На таких тестах в феврале стало ясно, что никто из соперников не представил ничего столь же нового, как наш FW14B. На самом деле наше преимущество было настолько большим, что мы вообще не переживали о скорости и думали лишь о том, чтобы сделать автомобиль достаточно надежным.
В мае 1992 года мы с Мэриголд переехали в Олд Викарэйдж. Наш новый дом – побольше, чем коттедж в Марш-Гибине или домик Мэриголд в Стоу, – располагался недалеко от церкви. В августе мы поженились. Ханна и Шарлотта были подружками невесты, хотя у последней была сломана рука, поэтому гипс был обмотан материалом в тон платью.
Я обнаружил, что личная жизнь и трудовая жизнь, похоже, идут рука об руку. Если ломается одно – сломается и другое, а если в одном все хорошо, то и в другом наладится. Так и вышло…
