Капризы на «Марше»

Муджелло-1976 как идеальный пример поиска скрытой неисправности шасси.

В отчёте о гонке Формулы-2 в Муджелло часто встречаются слова «недостаточная поворачиваемость», «избыточная поворачиваемость», «устойчивость на входе» и «нарушенный баланс». Для автора 1976 года это прежде всего характеристики поведения машин. Для современного инженера - набор диагностических признаков, по которым можно восстановить работу шасси в разных фазах поворота.

Особенно интересен автомобиль Маурицио Фламини. После удачного выступления заводской команды «Марч» в Руане его модель 762 приехала в Муджелло без заметных изменений. Однако с начала испытаний машина вела себя неправильно: задняя ось была слишком подвижной, скорость не появлялась, а обычные регулировки не возвращали гонщику уверенности.

Автомобиль проверяли снова и снова, работы продолжались почти до утра, но очевидной неисправности механики так и не обнаружили. Автор отчёта резюмировал положение просто: «Марч», похоже, эту гонку не выиграет.

Баланс – величина многомерная

Говоря, что автомобиль имеет недостаточную или избыточную поворачиваемость, мы сильно упрощаем картину. Поведение машины меняется на протяжении всего манёвра.

При торможении нагрузка перемещается вперёд. На входе важны быстрота реакции передних шин и устойчивость разгруженной задней оси. В середине поворота машина должна удерживать выбранную дугу. На выходе к боковой силе добавляется тяга, и задние шины начинают делить сцепление между разгоном и удержанием траектории.

Поэтому вполне обычная картина, когда автомобиль недостаточно охотно поворачивать при первом движении рулём, оказывается нейтральным в середине дуги и начинает переходить в избыточную поворачиваемость при открытии газа.

Слова Ханса Биндера о том, что его новый «Шеврон» страдал и недостаточной, и избыточной поворачиваемостью, вовсе не обязательно противоречат друг другу. Вероятно, речь шла о разных фазах одного поворота: передняя ось запаздывала на входе, а затем задняя теряла устойчивость, когда гонщик пытался довернуть автомобиль или вернуться к тяге.

Шина - часть подвески

Муджелло особенно ясно показал, что настройка шасси начинается не с пружин и стабилизаторов, а с шин.

Новая передняя «Гудьир» G50 сохраняла прежний состав резины, но получила более жёсткую конструкцию каркаса. Гонщики отмечали, что машина становилась точнее и устойчивее при входе в поворот, а усилие на руле уменьшалось. Мишелю Леклеру руль показался даже чрезмерно лёгким, поэтому он предпочёл прежнюю покрышку.

Жёсткий каркас меньше деформируется под боковой нагрузкой. Между движением руля и появлением боковой силы проходит меньше времени, поэтому первоначальная реакция автомобиля становится яснее. Но одновременно меняются обратная связь и баланс сцепления между осями.

На задней оси возникал другой компромисс. Чтобы защитить перегруженную левую заднюю шину от перегрева, ведущие команды применяли более твёрдую G44. Патрику Тамбе не нравилось, что одна такая шина нарушала баланс его «Мартини», но мягкая G50 могла не выдержать дистанцию.

Таким образом, машина на смешанном комплекте была заведомо асимметрична. В правых и левых поворотах задняя ось прогревалась, деформировалась и достигала предела сцепления по-разному.

«Неправильный» автомобиль выглядит исправным

Случай Фламини особенно поучителен. Механики разобрали и проверили машину, но не нашли сломанной детали. Это не означает, что гонщик ошибался. Многие неисправности шасси проявляются только под нагрузкой, при определённой температуре или в короткой переходной фазе.

Статическая проверка в гараже может показать, что рычаги прямые, пружины целы, углы установки колёс выставлены правильно, а амортизаторы не текут. На трассе же автомобиль получает боковые и продольные нагрузки, которых невозможно воспроизвести простым осмотром.

Возможная скрытая причина могла находиться в одной из нескольких областей.

Амортизатор. Его характеристики могли отличаться от расчётных только при высокой скорости движения штока или после прогрева масла. На медленной проверке такой дефект почти незаметен.

Жёсткость конструкции. Трещина, ослабленное крепление или деформация точки подвески могли раскрываться лишь под боковой нагрузкой. Геометрия задней оси тогда менялась непосредственно в повороте.

Развесовка по колёсам. Небольшое смещение дорожного просвета или предварительного натяга пружин способно изменить диагональные нагрузки. При этом общая масса и положение центра тяжести останутся прежними, а машина начнёт по-разному реагировать на правые и левые повороты.

Шины. Даже покрышки с одинаковым обозначением могли различаться конструкцией, степенью износа и тепловой историей. В Муджелло, где команды одновременно осваивали новые G50 и подбирали комбинации с G44, исключить шинную причину было особенно трудно.

Аэродинамика. Ослабшая панель, нарушение высоты кузова или иной угол атаки могли сместить баланс назад или сделать его нестабильным с ростом скорости.

Исходный отчёт не позволяет определить настоящую причину. Он лишь фиксирует симптом - постоянную избыточную поворачиваемость - и безуспешную ночную проверку автомобиля.

Что мог чувствовать Фламини

Вероятно, речь шла не о машине, которую эффектно заносило в каждом повороте. Гораздо чаще избыточная поворачиваемость ощущается как постоянная нехватка опоры сзади.

Гонщик начинает осторожнее отпускать тормоз, медленнее поворачивает руль и позже открывает газ. Он теряет время ещё до наступления настоящего скольжения, потому что не уверен, выдержит ли задняя ось следующее изменение нагрузки.

В квалификации Фламини показал 1 минуту 49,69 секунды, а во второй сессии оказался примерно на секунду медленнее. Команда вновь проверила машину, однако ничего подозрительного не обнаружила.

В гонке проблема не исчезла. Автор по-прежнему называет его «Марч» своенравным и склонным к избыточной поворачиваемости. Тем не менее на 38-м круге Фламини сумел пройти терявший скорость «Шеврон» Бобби Мьюира и завершил гонку шестым.

Это тоже важная деталь. Гонщик не обязательно может устранить недостаток машины, но способен адаптировать к нему технику управления: раньше стабилизировать автомобиль, осторожнее снимать тормозное давление, избегать резких движений рулём и прогрессивнее открывать газ.

Торможением проверим мы шасси

Бобби Мьюир, напротив, особенно хвалил тормоза своего «Шеврона». Он утверждал, что мог отыгрывать у Рене Арну значительное расстояние на торможении. Его второе место в квалификации было не только следствием двигателя «Форд» BDX, но и способностью поздно замедляться, сохраняя машину устойчивой на входе.

Хорошее торможение определяется не одной мощностью тормозных механизмов. Важно, чтобы при быстром переносе нагрузки вперёд задние колёса не разгружались чрезмерно, а углы установки колёс не менялись нежелательным образом, чтобы гонщик мог одновременно уменьшать тормозное усилие и начинать поворот.

Поэтому «стабильность на торможении» фактически характеризует согласованность работы пружин и амортизаторов, учитывает особенности геометрии подвески, шин и распределение тормозных сил.

Как искали бы причину сегодня

Современная команда начала бы с сопоставления двух автомобилей. Телеметрия (которой толком не было в 1976 году, но об этом мы еще поговорим в рамках разбора одной-единственной заметки) позволила бы сравнить:

- угол руля и скорость его поворота;
- давление в тормозной системе;
- скорость рыскания;
- боковое ускорение;
- перемещения подвески;
- дорожный просвет передней и задней осей;
- температуру и давление шин;
- момент открытия газа.

Как заметил бы сейчас Дэнни Нулэн из Chassis Sim, особенно показательно отношение между углом руля и скоростью рыскания. Если при одинаковом движении руля машина Фламини начинала «вращаться» (разворачиваться вокруг вертикальной оси) быстрее автомобиля Рибейру, это подтверждало бы нестабильность заднего моста. Датчики перемещения подвески могли бы обнаружить проседание одной стороны, неправильную работу амортизатора или касание ограничителя хода.

Но и сегодня телеметрия не всегда немедленно называет виновную деталь. Она показывает, когда и как автомобиль отклоняется от нормы, а причину всё равно приходится искать заменой компонентов, стендовыми проверками и сравнительными заездами.

В 1976 году у инженеров не было такого массива данных. Их главными приборами оставались секундомер, состояние шин и рассказ гонщика. Поэтому ночная разборка «Марча» Фламини выглядит не проявлением растерянности, а логичной формой диагностики своего времени.

В поисках неисправности

История Фламини напоминает, что гоночный автомобиль может быть формально исправен и всё же оставаться неправильным. Поломка - это сломанный рычаг или отказавший амортизатор. Нарушенный баланс может возникнуть из суммы небольших отклонений в геометрии, структурных изменений в шасси, особенностях конкретной шины и т.д.

Каждое отклонение по отдельности может находиться в допустимых пределах. Вместе они превращают конкурентоспособную машину из Руана в нерасторопную лошадь в Муджелло.

Именно поэтому случай Фламини остаётся современным. За полвека гоночные автомобили получили датчики, вычислительные модели и сложные стенды, но главный вопрос инженера не изменился: почему исправные детали, собранные в исправный автомобиль, иногда не работают как единое целое.

• < Назад
• Вперёд >