Тормоза гоночного болида — это самое требовательное к гидравлике устройство. За полторы секунды пилот должен погасить скорость со 350 до 80 километров в час. При этом он испытывает перегрузку до пяти g. Сила, с которой его тело давит на ремни безопасности, в пять раз превышает его собственный вес. Чтобы остановить автомобиль в таких условиях, требуется нечеловеческое усилие. Здесь гидравлика становится продолжением ноги гонщика.
Пилот нажимает на педаль тормоза с усилием около ста килограммов. Гидравлическая система многократно усиливает это давление. В тормозных суппортах каждого колеса создается давление свыше двухсот бар. Этого достаточно, чтобы поршни в суппортах с огромной силой прижали колодки к дискам. Вся система рассчитывается с большим запасом прочности, чтобы выдержать как стандартное торможение, так и экстремальные ситуации.
Особенность тормозной системы Формулы-1 — двойной контур. Если по какой-то причине откажет передний или задний контур, второй продолжит работать, обеспечивая достаточную тормозную силу для безопасного завершения круга и возвращения в боксы. Пилот почувствует изменение в поведении педали, но не потеряет контроль над ситуацией. Система также включает в себя антиблокировочную функцию, хотя ее настройки сильно отличаются от гражданских автомобилей. В гоночном автомобиле главная задача — не просто избежать блокировки колес, а поддерживать их на грани сцепления для максимального замедления.
Балансировка и тонкая настройка
Гидравлика позволяет пилоту тонко настраивать поведение автомобиля прямо во время гонки. На его рулевом колесе расположены переключатели, которые управляют балансом тормозов. Пилот может смещать тормозное усилие вперед или назад в зависимости от состояния шин, температуры тормозов или топливной нагрузки. В начале гонки, когда бак полный, а шины холодные, ему может потребоваться один баланс. К концу гонки, когда топливо выработано, а тормоза перегреты — совершенно другой. На этих балансах, кстати, стараются сыграть и бетторы, заключающие пари на заезды. При этом букмекерские конторы предлагают игрокам широкую роспись на автоспорт.
Аналогичным образом настраивается работа дифференциала. Гидравлические приводы изменяют степень блокировки дифференциала на ускорении и торможении. Это влияет на поворачиваемость автомобиля. Более сильная блокировка на выходе из поворота поможет бороться с избыточной поворачиваемостью. Более слабая — с недостаточной. Все эти корректировки пилот делает на ходу, ориентируясь на собственные ощущения и рекомендации инженера.
Инженеры команды имеют возможность дистанционно изменять гидравлические настройки через телеметрию. Если они видят, что пилот постоянно корректирует баланс тормозов в одну сторону, они могут изменить базовые настройки системы, чтобы избавить его от необходимости делать это вручную. Это постоянный диалог между человеком и машиной, где гидравлика выступает в роли универсального переводчика.
Борьба за вес и объем
В Формуле-1 каждый грамм на счету. Инженеры ведут непрерывную войну за снижение массы гидравлической системы. Традиционные металлические трубки заменяются на фитинги из титана и трубки из специальных сплавов. Расположение каждого компонента оптимизируется для минимизации длины магистралей. Используются компактные, но мощные насосы и аккумуляторы давления.
Объем гидравлической жидкости также стараются свести к минимуму. Меньший объем означает меньший вес и более быстрый отклик системы. Однако слишком маленький объем увеличивает риск перегрева, так как жидкость не успевает отдавать тепло в охладители. Инженеры находят компромисс, рассчитывая оптимальный объем, достаточный для надежной работы, но не создающий излишней нагрузки на массу автомобиля.
Система проектируется с учетом легкости обслуживания. После каждой гонки механики проверяют герметичность всех соединений, измеряют уровень и состояние жидкости, проводят диагностику насосов и клапанов. Любое подозрение на неисправность приводит к замене компонента. Надежность здесь важнее, чем экономия. Отказ гидравлики на трассе почти гарантированно означает сход.
Наследие активной подвески
В начале 1990-х годов гидравлика достигла своего апогея в Формуле-1 с появлением активной подвески. Эта система использовала гидравлические приводы для постоянной корректировки высоты дорожного просвета и положения кузова относительно трассы. Компьютер считывал данные с датчиков и за миллисекунды поднимал или опускал каждый угол автомобиля, обеспечивая идеальную аэродинамическую эффективность и сцепление с дорогой.
Активная подвеска требовала невероятно сложной и тяжелой гидравлической системы с множеством мощных приводов, насосов высокого давления и сложной электроникой. Она давала огромное преимущество тем командам, которые могли себе ее позволить. Болиды с активной подвеской буквально летали над неровностями трассы, сохраняя идеальное положение кузова.
Это сила, которая прячется в трубках, сила, которая передает волю пилота каждому углу машины, сила, которая остается невидимой, но абсолютно необходимой для победы.
Vetal (VK)
