Анализ: как проводят краш-тесты в Формуле 1?

16 декабря 2013 в 17:43

До старта первых предсезонных заездов Ф1, запланированных на январь 2014 года, осталось всего шесть недель, в этой фазе подготовки команды сконцентрировались на прохождении обязательных краш-тестов.

На прошлой неделе Sauber и Caterham первыми объявили о том, что их новые шасси успешно преодолели все испытания. Каким же образом испытывают машины перед тем, как допустить их на реальные трассы?

С 2012-го вся техника Ф1 обязана проходить краш-тесты еще до того, как впервые покинуть реальные боксы, тогда как ранее эти процедуры можно было выполнить в любое время до старта первой гонки.

Краш-тесты включают в себя различные испытания главных элементов автомобиля, включая проверки на ударные нагрузки и жесткость кокпита, а также ряд статических нагрузочных проверок.

Они должны быть проведены в присутствии делегата от FIA и в специально сертифицированном оборудовании, каким, например, располагает центр в Кранфилде.

Команды оптимизируют свои шасси под единые требования, используя специальное программное обеспечение. Изменяя расположение слоев карбона и сотового алюминия, расположенного в глубине, инженеры могут добиться предсказуемого поведения шасси при ударе

Прогресс не стоит на месте, и команды находят новые более эффективные решения, которые позволяют проходить эти тесты.

В 2014-м все главные элементы шасси, подлежащие омологации – носовой обтекатель, монокок, боковые понтоны и заднее антикрыло – претерпят серьезные изменения в своей конструкции.

Кончик "носа" теперь будет расположен куда ниже. Исходя из соображений аэродинамики, он также должен стать уже – пройти стандартную процедуру тестов с таким решением окажется сложнее. Подобный "крючковатый нос" неравномерно распределяет нагрузку при ударе и поглощает её менее эффективно.

Инженерам придется серьезно подумать над конструкцией элементов боковой защиты, расположенной в понтонах. Даже при косых ударах они не должны отрываться от боковых стенок кокпита.

Конструкция задней аварийной структуры не претерпит серьезных изменений, но переход к турбированным двигателям и единой центральной выхлопной трубе серьезным образом изменит температурные и аэродинамические показатели в этой части шасси.

КАК ПРОВОДЯТ КРАШ-ТЕСТЫ

Ударные тесты представляют собой динамические испытания, когда шасси сообщается определенная скорость, и оно движется в направлении к твердому объекту, как наглядно нам демонстрирует недавнее видео Caterham.

Краш-тесты Ф1
Краш-тесты Ф1

Тесты проводят с использованием монокока, который крепится к специальной тележке, перемещающейся по рельсам. В кокпите находится испытуемый манекен, тележка разгоняется посредством электромотора, после чего следует удар.

Как ни странно, но скорость при этом относительно невысока – всего 61 км/ч, однако нагрузки при ударе о твердый неподвижный ограничитель схожи с теми, что возникают при реальных авариях на трассах Ф1, когда объект при ударе деформируется.

В момент удара машина проходит через несколько разных фаз замедления, но при этом среднее значение перегрузок не должно превышать 40g. В этих условиях вес тестовых манекенов приближается к шести тоннам.

Цель второго теста – гарантировать, что машина сможет выдержать вторичный фронтальный удар. При этом с монокока снимают носовой обтекатель, заменив его алюминиевой пластиной, и снова разгоняют в направлении барьера.

На этот раз удар приходится на четыре деформируемых структуры, которые возвращают машине ударную нагрузку порядка 36 тонн. В этом случае не ведется контроль отдельных фаз замедления, но ни монокок, ни крепления ремней безопасности не должны быть повреждены.

Следующие тесты проводятся с задней структурой безопасности и рулевой колонкой, но здесь нет необходимости задействовать целую машину. Такие испытания могут быть проведены отдельно, как и поступили в Sauber.

Затем переходят к тестам на статическую нагрузку, коих великое множество – и в каждом оговоренная регламентом нагрузка прикладывается в определенных точках к монококу и его структуре безопасности.

В этих испытаниях проверяется прочность и целостность "ячейки безопасности", окружающей пилота: к примеру, с помощью вертикальной силы в девять тонн, которая прикладывается к структуре безопасности в области верхней камеры. При этом деформация элементов не должна превышать 25 мм.

В следующих тестах нагрузка прикладывается к боковым частям кокпита, нижней части топливного бака, днищу машины и колесным дискам – а также к защитным элементам боковых понтонов и задней структуре безопасности.

  • Поделиться: