Восьмой поворот
Как построить MP4-20
Глава 59
Если в 2004 году меня что-то и держало мотивированным, то это были довольно большие изменения в правилах на сезон-2005. На фоне постоянного стремления замедлить машины FIA ввела новые ограничения на аэродинамику, и главным из них было увеличение высоты переднего крыла на 50 мм.
Может показаться, что это не такое уж важное изменение, однако аэодринамика переднего крыла и структуры уходящего с него воздуха определяют аэродинамику автомобиля в целом.
Если с переднего крыла уходит грязный поток или он плохо взаимодействует с колесом и подвеской, то на выходе получится очень много грязного воздуха. Этот воздух пройдет по всему корпусу машины, и она не будет работать должным образом.
На самом деле, если вам придется выбирать самый важный компонент аэродинамики машины, выбирайте переднее антикрыло. Именно оно генерирует прижимную силу на передней оси, но загвоздка в том, что при этом необходимо свести к минимуму искажения потока близ других частей машины.
Это сама по себе непростая задача, а с новыми ограничениями она стала еще труднее. Поэтому, если вы вы посмотрите на сегодняшние автомобили, то обратите внимание: передние крылья стали невероятно сложными и детализированными. Переднее крыло нынешнего автомобиля Формулы-1 – это произведение искусства, очень сложный компонент, который не только генерирует прижимную силу, но и создает вихревые структуры, которые позволяют управлять потоком воздуха в районе переднего колеса и остальной частью корпуса машины.
Мы приступили к разработке нового переднего крыла и надеялись, что CFD поможет нам понять механику движения воздуха вокруг машины. CFD (средства вычислительной гидродинамики) представляет собой математическое моделирование аэродинамики автомобиля. В расчетах учитывается множество данных, а потому вам необходимы очень мощные компьютеры. Как инструмент проектирования и разработки вычислительная гидродинамика только начала «взрослеть», а в то время результаты симуляции показывали, что вихрь из-под торцевой пластины переднего крыла выходит прямо на нижний рычаг подвески и создает настоящий бардак.
Примерно в то время, когда результаты симуляций были готовы, я уехал с семьей в наш традиционный 10-дневный отпуск на Барбадосе, и, как это часто бывает, на меня нашло вдохновение.
Там, на пляже, я размышлял о структурах потока, которые были результатом увеличения дорожного просвета переднего крыла – что не только снижало прижимную силу, генерируемую крылом, но и вихрь из-под него был выше и врезался в нижний поперечный рычаг передней подвески.
И тут у меня родилось решение. Оно было невероятно очевидным – поднять нижний рычаг. Обычно он располагается на уровне нижней точки колесного диска, вместо этого можно было разместить рычаг более или менее на уровне центральной оси передних колес, то есть на 120 мм выше. Треугольный рычаг подвески в таком случае должен крепиться к нижнему краю шасси, чтобы компенсировать потерю жесткости, вызванную более высоким расположением рычага.
В те дни я отправил уйму факсов, пытаясь решить конфликт аэродинамической утопии и связанные с ней проблемы с компоновкой. Факсы приходили и уходили. И пусть в гостинице я проводил куда больше времени, чем на пляже, это был очень продуктивный период. Факс приходил на ресепшен, я изучал изображение, отмечал ключевые моменты, писал заметки, отправлял факс обратно на базу – и процесс начинался заново.
Мэриголд от всего этого была не в восторге, дети чувствовали себя брошенными, но за эти десять дней мы добились огромного прогресса.
Когда я вернулся, главной задачей было заставить приподнятый нижний рычаг подвески и переднее крыло, крепившееся к нижней точке кузова и восходившее сбоку от шасси, эффективно работать с дефлекторами позади них. Это позволило бы нам существенно продвинуться и компенсировать все потери прижимной силы, вызванные более высоким передним крылом.
Вместе с этим мы доработали философию гладкого киля, и она нашла свое применение на MP4-19B. Это был вертикальный сплиттер, который начинался в районе бедер пилота и шел дальше к задней части машины. Обычно у передней части понтона имелась выемка, и она оказывалась источником повышения давления – для MP4-18A это была серьезная проблема. На MP4-19B эта выемка стала не такой широкой, а с MP4-20 мы пошли еще дальше и заузили нижнюю часть понтона, чтобы получить гладкую и непрерывную линию от переднего края киля до «бутылочного горлышка» в конце машины. Важно отметить, что эта идея, как и поднятая подвеска, были фундаментальными особенностями автомобиля, и соперники вряд ли смогли бы скопировать их в течение сезона, поскольку для этого им пришлось бы заново разрабатывать шасси. К сожалению, что тем не менее было весьма лестно, к следующему сезону соперники сделали то же самое и наше преимущество продлилось всего один год.
Рис. 16. Наши аэродинамические решения на переднем крыле MP4-20, которые были обусловлены правилами, требующими его повышения на 50 мм
Другим важным шагом стала новая система переключения передач, и в этом плане Жиль Вуд – очень умный математик – вместе с одним из «мулл», Тимом Госсом, были козырями.
В то время на всех машинах Формулы-1 применялась так называемая «собачья трансмиссия». Идея в том, что шестерни переключались с помощью «собак» (зубцы по бокам шестерен) и «собачьих колец» (зазубренное кольцо, соединенное с валом). Переключение передач контролировалось бортовым компьютером – пилот выжимал подрулевой лепесток, убивая вращающий момент двигателя, после чего гидравлика отсоединяла текущее кольцо и, когда обороты выходили на нужный уровень, присоединяла следующее.
Ключевым моментом здесь является время, необходимое для замедления двигателя перед включением следующей передачи – если действовать слишком быстро, механизм разрушится. Обычно этот процесс занимал около десятой доли секунды, в ходе которой автомобиль не разгоняется. Умножьте это на количество переключений передач на круге (как правило, около 25), и потеря времени на круге по сравнению с «бесшовным переключением» (это когда нет потери крутящего момента) составит порядка 0,35 секунды – довольно много.
Держа это в уме, в 2003 году мы начали разрабатывать коробку передач с двойным редуктором, известную теперь как DSG – это было частью нашего технологического плана под названием «Как мы будем побеждать Ferrari». Работа DSG заключается в том, что с нечетными шестернями (1–3–5–7) система работает на одном валу, а с четными (2–4–6) – на другом. Компьютер ожидает, что, скажем, в следующий раз гонщик переключится с третьей передачи на четвертую и заранее готовит шестерню. Когда пилот переключается, вместо падения крутящего момента трансмиссия просто продолжает работать на четвертой передаче. Энергию замедления двигателя поглощает сцепление, а при переключении передачи автомобиль разгоняется без рывков.
Мы надеялись подготовить эту систему к старту сезона 2004 года. Прибавка в скорости, которую сулила DSG, должна была стать для Мартина и «мулл» дополнительным оружием. Предполагалось, что с такой трансмиссией MP4-18 станет достаточно конкурентоспособен. Но концепция провалилась по двум причинам: во-первых, она не была готова, а во-вторых, оказалась слишком тяжелой и громоздкой. Сейчас многие топовые спорткары используют DSG для плавности переключения, но из-за этого коробки передач на них весят не 90 кг, а все 150.
Тем не менее летом 2004 года во время работы с прототипом трансмиссии на стенде Mercedes в Штутгарте, Жиль с Тимом поняли, что независимое управление четными и нечетными передачами и высшая математика, которая предсказывала, когда понадобится та или иная передача, отдельные муфты и валы вовсе не нужны. Внезапно пришло озарение, что обычная коробка передач, облегченная до минимального веса, дает то же время на круге, что и DSG при всей ее чрезмерной сложности.
На предсезонных тестах автомобиль сразу показался быстрым – значительно быстрее других. При этом Кими отозвался о машине как об очень хорошем, сбалансированном болиде. Новая коробка передач после устранения пары мелких проблем работала исправно. Начало было обнадеживающим.
Мы начинали сезон с осторожным оптимизмом, но вскоре обнаружили, что, хотя у машины и есть потенциал, реализовать его нам не удается. В Австралии мы заняли скромные шестое и восьмое места, в Малайзии – четвертое и девятое.
После второй гонки Хуан-Пабло Монтойя, новый напарник Кими Райкконена, существенно подпортил себе жизнь, сломав лодыжку якобы во время игры в теннис. Он выбыл на некоторое время, потому вместо него сначала выступал Педро де ла Роса, а затем мы посадили в кокпит Алекса Вурца.
К третьей гонке в Бахрейне мы начали добиваться от машины большего – вплоть до того, что Педро, который изначально был запасным гонщиком, поставил быстрейший круг. За счет работы с настройками потенциал начал раскрываться, но такая работа требует времени.
На четвертом этапе в Имоле Кими квалифицировался на поуле, но на старте сбросил сцепление на слишком высоких оборотах, чем могла выдержать коробка передач. Трансмиссия была перегружена и кардан вырвало. На этом все и кончилось – машина едва двигалась.
На эту ситуацию можно было посмотреть с двух сторон. Можно сказать, что мы должны были сделать автомобиль достаточно прочным, чтобы он выдержал подобный стресс, – и если бы мы знали, что такое произойдет, непременно приняли бы меры. Проблема в том, что еще ни один гонщик прежде не делал ничего подобного, а потому о существовании такой проблемы никто не догадывался. Это в чем-то напоминало то, как Найджел Мэнселл заглох в Монреале в 1991-м.
В любом случае после Имолы произошел настоящий подъем. На пятом этапе сезона в Испании Кими сумел превратить поул-позицию в первую победу этой машины – и это был особенный момент, учитывая политические махинации прошлого сезона. Автомобиль наконец-то начал раскрываться, мы по-настоящему прибавили; в Монако мы взяли поул и одержали еще одну победу. Вернулся Монтойя, хотя еще и не полностью восстановившийся.
А затем мы отправились в Соединенные Штаты.
