Анализ: как проводят краш-тесты в Формуле 1?
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.
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.
