Убить или воскресить? Реформы Формулы 1.
Как отразится на Формуле 1 использование стандартных деталей и компонентов в машинах 2021 года — поможет ли это наконец технически сблизить всех участников или окончательно разрушит гоночную ДНК этой серии? — Перевела для вас материал из свежего июльского (!) номера журнала Race Tech. Автор Крейг Скарборо.
Сама возможность создать лучшую в пелотоне машину жизненно необходима для такого технического вида спорта, как автогонки, однако это далеко не всегда приводит к повышению конкурентности пелотона и росту зрелищности соревнований. Ведь последний Гран-при, который выиграли не Mercedes, Ferrari или Red Bull, состоялся в 2012 году.
Новый руководитель Формулы 1 компания Liberty настаивает на том, что для них вернуть гонкам зрелищность и показать зрителям «шоу» является главной задачей на сегодняшний день. А сделать это они считают возможным только лишь приведя все команды приблизительно к одному техническому уровню. И одно из препятствий на пути к выполнению этой задачи — высокая стоимость машин.
Формула 1 всегда была конструкторской серией, где каждая команда стремилась построить максимально конкурентную машину, а главным условием являлось (и является) наличие собственного инженера, который может разработать всю основную структуру автомобиля. Формула 1 очень похожа на категорию прототипов, но в итоге персонализированное создание каждой детали автомобиля увеличивает стоимость конечного продукта.
Та встряска, которую руководство Формулы 1 запланировало на 2021 год, включает большое количество изменений, и одно из них касается создания списка стандартных компонентов. Поможет ли это добиться желаемого результата — или, наоборот, уничтожит всякую возможность для команд второго эшелона достичь уровня топ-команд? Вот в чем вопрос.
Почему такое решение?
Каждая машина Формулы 1 состоит примерно из 11 000 различных деталей, и это касается только шасси. Еще порядка 6000 деталей заключает в себе двигатель. Каждая деталь — от монокока до крохотной скобки, зажимающей провод, рождается сначала в компьютере, где создается с помощью систем автоматизированного проектирования и управления жизненным циклом. Специалисты отдельно разрабатывают каждую такую деталь, учитывая ее задачи и функциональные особенности, а затем работают еще и над тем, чтобы ее улучшить и оптимизировать, ведь всегда есть возможность сделать ее эффективнее, меньше, легче и выносливее. Отдельно изучается и разрабатывается взаимодействие этой детали с остальными частями автомобиля. Затем такая деталь изготавливается на станке, далее проходит доработку, сборку и контроль качества. Ее жизненный цикл начинается с момента установки на формулу и заканчивается той минутой, когда она изнашивается или устаревает и отправляется на помойку либо в архив команды.
Любой, кто когда-нибудь видел вблизи машину Формулы 1 или какие-либо ее части и детали, понимает, насколько в ней все оптимизировано. И это касается абсолютно всех ее компонентов — от крохотного фиксатора проводки, каких в каждой машине тысячи, до электрического коннектора. Эти детали маленькие и легкие, но даже облегчение на сотую грамма помогает в итоге снять приличный вес благодаря весовой оптимизации каждой из тысячи деталей. Это касается и тех компонентов, которые изготавливаются на заказ у стороннего производителя: все равно все команды хотят получить немного другую спецификацию, созданную специально под их разработки, особенности монтажа или глобальный вес — неважно, ремни ли это безопасности, переключатели на руле или что-то еще.
Именно грамотное сочетание таких максимально оптимизированных деталей и делает машину легче, быстрее и надежнее, что и приводит в результате к итоговому успеху на треке.
Конечно, некоторые из этих деталей влияют на скорость и время круга гораздо больше, чем другие. Дизайн заднего крыла или подвески оказывает первоочередное влияние на производительность, в отличие от дизайна педали газа или рулевой колонки. Тем не менее и эти компоненты команды каждый год меняют или дорабатывают, что в итоге сказывается на общей стоимости машины.
Не секрет, что гоночные команды имеют далеко не те бюджеты, которые они хотели бы иметь. В наше время эти бюджеты уже давно не формируют с помощью табачных или алкогольных мегаспонсоров, а привлекают средства различных технических/коммерческих партнеров, а также используют ежегодные призовые бюджеты.
И это в определенной мере замкнутый круг: ведь спонсоры предпочитают отдавать свои деньги наиболее успешным командам, они же получают и больший объем призовых по итогам года, которые могут пускать на дальнейшую оптимизацию и увеличение эффективности своих машин. А команды второго эшелона получают меньше денег, что только увеличивает разрыв и итоговое отставание.
Так что это совершенно естественно, что FOM и Liberty стремятся сократить максимальные расходы команд и постараться уравнять поле. Например, сейчас уже известно, что на период 2021–2025 годов бюджеты команд будут ограничены 175 млн долларов. Для такого ограничения имеются различные методы, и один из них — переоценку стоимости деталей и введение стандартных компонентов — планируют применить в 2021 году.
Обратная сторона медали
Подобный подход вызывает негативное отношение со стороны тех, кто считает, что Формула 1 как вершина автоспорта не должна скатываться к унификации, существующей в Формуле 3, Формуле 2 или других похожих сериях.
Но при ближайшем рассмотрении оказывается, что в Формуле 1 уже давно существуют стандартизированные компоненты, и этот подход вырабатывался десятилетиями. Например, в 70-х большая часть грида выступала на двигателях Cosworth, коробках Hewland и тормозах от AP Racing.
На данный момент все машины едут на одной и той же резине, пользуются одними и теми же «мозгами» и большей частью сенсоров, в то время как систему halo, топливный бак и электронику также покупают у омологированных поставщиков. В то же время команда Haas покупает фактически каждый компонент у Ferrari — начиная с кокпита, элементов кузова и силовой структуры автомобиля. Toro Rosso полностью использует всю заднюю часть плюс подвеску от автомобиля Red Bull. А Williams — наоборот, единственная команда, которая полностью самостоятельно производит коробки передач.
Все вышеперечисленное означает одно: сейчас уже создан прецедент для дальнейшей работы над введением системы стандартных деталей, однако самое важное — найти в этом правильный баланс. Если зайти слишком далеко, то Формула 1 превратится в очередную стандартную серию, а если в чем-то недоработать, то бюджеты продолжат расти, а разрыв между крупными заводскими и небольшими частными командами будет только увеличиваться.
Чтобы Формула 1 могла продолжить работу над новым регламентом и списком стандартных компонентов, ей необходимо прежде всего создать четкую и открытую систему отбора поставщиков для выбранных компонентов. Уже сообщено, что на производство каждой детали объявят тендер, типичный для поиска поставщиков в любом бизнесе. Приглашение к участию в тендере будет официально опубликовано на сайте FIA вместе со всеми требованиями, ограничениями и временными рамками. После того как тендер будет закрыт, а все материалы получены, технический департамент FIA приступит к тщательному рассмотрению всех заявок, определению победителя и передаче контракта наиболее подходящей компании.
К этому моменту спортивный и технический регламент уже будет включать в себя все необходимые требования, предъявляемые к этим компонентам, а также условия, на которых эти компоненты могут быть использованы, изменены или проконтролированы.
На данный момент официальный тендер объявлен только на начинку коробки передач (т. н. картридж), тормоза и колесные диски, все же остальные моменты все еще проходят согласование между FIA, Liberty и представителями команд.
Тем не менее уже имеется список деталей и компонентов, которые FIA намерена включить в будущие тендеры. Круг этих деталей существенен: от тех, которые команды уже покупают у внешних производителей, и заканчивая теми, что не являются уникальными именно для Формулы 1 или не отвечают за конечную производительность машин.
Появление стандартной коробки передач отсылает нас к эпохе «гаражистов» 70-х — 80-х годов, когда подавляющее большинство команд приобретали коробки у компании Hewland. Похожая ситуация сложилась и в 2010 году, когда предполагалось, что три новые команды, пришедшие в Формулу 1, будут использовать коробку Xtrac.
На самом деле и сейчас в Формуле 1 используют всего четыре типа коробок передач, которые производят Ferrari, Mercedes, Red Bull и Williams. Регламент гласит, что все они должны быть 8-скоростными с системой бесступенчатого переключения. Такая коробка должна прослужить на машине шесть гонок, и в течение сезона нельзя использовать более четырех коробок, объем доработок на протяжении сезона также ограничен.
Однако надо иметь в виду, что когда мы говорим о коробках передач, мы подразумеваем не всю коробку полностью. Речь идет о редукторе, селекторе, дифференциале и системе подачи масла. Этот блок имеет общее название «картридж», или, согласно терминологии FIA, «кассета», и находится внутри корпуса, который соединяет двигатель, силовую структуру и подвеску. Что же касается корпуса коробки, то его команды могут производить самостоятельно, это касается и задней подвески, которая может уже различаться конструктивно применительно к каждой машине.
Коробка передач
Кстати, тендер по коробке передач уже состоялся и прием заявок был закрыт в марте 2019 года. Однако победитель еще не объявлен. Надо сказать, что в автоспорте достаточно компаний, которые производят коробки передач по всему миру, так что в этом случае тендер обещает быть весьма интересным и потенциально выходящим за рамки списка производителей Ф1.
— Если ты уверен, что делаешь коробку лучше соседа, то ты не захочешь терять это преимущество, даже если маржа маленькая, а себестоимость огромная, — прокомментировал Росс Браун. — Если у тебя есть в чем-то преимущество, то ты сделаешь все, чтобы его сохранить. Но если посмотреть на подавляющее большинство компонентов в машине Формулы 1, то они либо не имеют почти никакого отношения к производительности машины, либо не видны болельщикам и фанатам. Не знаю, как много болельщиков знают, что у нас 8-ступенчатая коробка передач. В свое время инженеры из-за нее буквально рвали на себе волосы, а сейчас об этом уже давно никто и не вспоминает. В «Индикаре», например, коробка передач стоит 100 000 долларов — это лишь крохотная часть того бюджета, что мы тратим на нее в Формуле 1…
На тормозах
Несмотря на все понятное беспокойство относительно появления новых стандартизированных компонентов на территории, ранее принадлежащей командам, время уже не повернуть вспять. До конца июля должны быть заключены контракты на создание тормозов и колесных дисков.
Тендер на тормоза разбит на две части. Первая касается тормозных колодок и дисков, а вторая — гидравлической тормозной системы.
— Смысл появления единого производителя тормозных компонентов прежде всего заключается в сокращении стоимости элементов тормозной системы при сохранении ее эффективности, — сообщили в FIA. — Все эти компоненты могут использоваться на протяжении нескольких сезонов, и наличие единого поставщика снимет необходимость проводить постоянные доработки.
Стоит отметить, что как раз этот пункт — один из наименее спорных моментов в регламенте для команд и их болельщиков, потому что и так в настоящий момент более 80% компонентов тормозной системы производится компанией Brembo. Еще некоторая часть деталей изготавливают компании AP Racing и Akebono, а Carbon Industry поставляет материал для дисков и колодок.
Тормозные диски
Поэтому все беспокойство команд на тему тормозов связано либо с личными предпочтениями пилотов, либо с особенностями эксплуатации в различных условиях. Так, например, некоторые пилоты предпочитают не Brembo, а других производителей, а кто-то видит существенную разницу между материалами, используемыми Brembo, и другими компаниями в условиях влажного трека и дождевых гонок. В обоих случаях значение имеет субъективное «чувство» материала, а не разница в эффективности или производительности.
Задача снабдить 20 команд тормозами на 20 гонок и как минимум двумя комплектами тормозов на каждую — не такая уж и простая. Так что во внимание будет приниматься и производительность компаний, которые подают заявки на тендер.
Что же касается колесных дисков, то это довольно неожиданный пункт в новом регламенте. Несмотря на кажущуюся простоту вопроса и не слишком большую связь с производительностью автомобиля, на дисках лежит еще одна задача, на первый взгляд не слишком очевидная: они создают визуальные различия между командами. Большинство команд не покупают диски, а получают их в качестве спонсорского взноса от своих технических партнеров, так что унификация дисков и их изготовление у одного производителя с последующей необходимостью покупки командами, наоборот, не сократит, а увеличит бюджет.
С 2021 года все машины перейдут на 18” колеса, но вот размер тормозных дисков останется прежним, так что разница между увеличившимся диаметром колеса и сохранившимся размером тормозного диска сократит тот эффект теплопередачи, который сейчас использует ряд команд. В настоящее время они умеют контролировать температуру шин с помощью специальных воздуховодов, расположенных в районе тормозов, но с 2021 года сделать это будет уже невозможно.
Старые и новые колеса
Более того, Росс Браун и его команда считают, что использование специальных колпаков на колеса поможет сократить турбулентные потоки позади машины и сделать преследование соперника более простым и легким. Если это решение и в самом деле будет одобрено, форма колесного диска, спрятанного под такими колпаками, уже не будет иметь значения.
Задачи на будущее
Если первые пункты регламента, касающегося стандартизированных компонентов, по большому счету не стали сюрпризом, то вот дальнейшее развитие может оказаться более радикальным. Например, речь идет о включении в этот список некоторых деталей подвески, а также колесных гаек, рулевой колонки и, скорее всего, подшипников колеса. Также в этот список могут быть включены и педали. Известно, что в Формуле 1 используется две педали, и их различия зависят не от машин и команд, а от предпочтения пилотов. Поскольку эффект торможения изначально проявляется чисто механически, то пилоты предпочитают ощущать определенное смещение педали, которое изменяется во время торможения. Этот эффект может быть достигнут разными способами, но унификация педалей приведет к потере этого эффекта и сделает пилотирование менее комфортным.
Тендер на 2021 год включает в себя также и создание задних конструкций безопасности, обе части которых скорее всего будет производить одна компания. Менее чувствительные с точки зрения аэродинамики, чем передние, задняя и боковая конструкции безопасности сократят для команд количество краш-тестов.
Топливный бак
В отличие от топливного бака, форма которого существенно зависит от конструкции монокока каждого автомобиля, вся остальная топливная система у машин различных команд на удивление схожа. Датчик подачи топлива и насос инжектора — омологированные детали, которые поставляют несколько производителей. В дополнение к этому FIA предложила внести в список стандартных компонентов и все внутренние элементы топливного бака — насосы высокого давления, коллекторы и пр.
История успеха
Когда речь заходит об электронике, надо помнить, что стандартный блок управления двигателем поставляется компанией McLaren командам Формулы 1 начиная с 2008 года. Он уже пережил три обновления, но и по сей день абсолютно всех устраивает. Помимо «мозгов» в электронике используется еще длинный список стандартных деталей, датчиков и сенсоров, так что электроника представляет для нового регламента наименьший интерес.
Электронный блок управления
Еще одной темой для дебатов является стандартизированный руль. Будучи сложнейшим механизмом, каждый гоночный руль тем не менее имеет стандартную переднюю панель и интерфейс, но помимо этого состоит из огромного числа кнопок, переключателей, лампочек и других деталей, включая корпус из карбонового волокна. Стандартизация руля является спорным моментом, т. к., с одной стороны, руль никак не влияет на производительность машины, с другой — не поможет снизить расходы, а с третьей — является элементом персонализации как для пилота, так и для команды.
Руль машины Формулы 1
Ну и последняя часть стандартизации связана уже не непосредственно с машинами, а с их пребыванием на питлейне. Речь идет о домкратах, гайковертах и других устройствах, используемых во время пит-стопа. Предполагается, что гайковерты вполне может поставлять компания Paoli, но при этом они должны быть доработаны таким образом, чтобы пит-стопы оставались столь же короткими и зрелищными, каковыми их привык видеть зритель.
Другое дело — домкраты. Они полностью разрабатываются командами и являются очень сложным механизмом. Регламент гласит, что машину запрещено поднимать автоматически, т. е. механик должен нажать на ручку домкрата, чтобы поднять автомобиль. Но на этом регламент и заканчивается, поэтому команды разработали специальный поворотный стержневой механизм, который бы по окончанию пит-стопа позволил выдвинуть платформу переднего домкрата из-под автомобиля, после чего оба механизма роняют машину на асфальт. Именно этот механизм и имеет существенные отличия у топ-команд и у команд второго эшелона. У более богатых гоночных коллективов этот механизм соединен с системой пит-сигналов, поэтому когда главный механик подает сигнал, что пит-стоп закончен и машина может стартовать, то пневматический/гидравлический механизм приводится в действие у них специальной кнопкой, а у более бюджетных коллективов — вручную механиком.
Домкрат и гайковерт
Стандартизация этих систем — предмет жарких споров. С одной стороны, подобные механизмы помогают ускорить пит-стоп, а с другой — могут привести к ошибке и сбою и, например, уронить машину раньше, чем это окажется безопасным. К тому же запрещение таких автоматизированных домкратов приведет к уравниванию пелотона, когда быстрое проведение пит-стопа будет зависеть от навыков и тренировки механиков, а не от примененных технологий.
— Сейчас мы занимаемся тем, что придумываем новые способы развития Формулы 1, и порядка 70-80% команд нас в этом полностью поддерживают, — прокомментировал Росс Браун. — Однако есть еще некоторое количество команд, которые очень хотят сохранить статус кво. Я могу понять и ту, и ту позицию. Если вы поставите себя на место Ferrari с гигантскими бюджетами, которые они готовы потратить на разработку технологий, то поймете, почему они защищают имеющуюся позицию. Но и отношение к таким решениям небольших частных команд типа Williams тоже понятно. Одну могу сказать: мы хотим, чтобы автоспорт был захватывающим. Он ни в коем случае не должен превратиться в инженерные соревнования богатых производителей.
Источник: