Ударный труд

Крэш-тесты (испытания на прочность с разрушением) — дорогостоящее занятие. Спроектировать и изготовить шасси автомобиля Формулы-1 только для того, чтобы за несколько недель до первой гонки разбить его о стену? На первый взгляд это кажется неоправданно расточительным. Однако каждый год подобная процедура спасает немало жизней.
За последние несколько лет Формула-1 стала гораздо более безопасным спортом благодаря пересмотру технического регламента после гибели Айртона Сенны в 1994 году. Команды Ф-1 проводят и собственные исследования проблем безопасности, результаты которых впоследствии находят применение даже в конструкции обычных дорожных машин. В 1998 году при участии FIA были введены новые процедуры крэш-тестов для дорожных автомобилей, произведенных Европейским союзом. Тем самым спорт внес свой вклад в повышение «живучести» серийных машин.

В автогонках крэш-тесты являются эффективным способом подтверждения того, что команды изготавливают свои автомобили в соответствии с требованиями безопасности. Техническим регламентом предусмотрены пять видов ударных испытаний автомобиля Ф-1: на лобовой, боковой и задний удар, а также испытания на удар рулевой колонки и коробки передач. Все эти испытания проводятся на одном шасси. Чтобы гарантировать это, представители федерации «вживляют» в материал монокока транспондер — радиоответчик, по которому и опознается автомобиль. К использованию в течение сезона допускаются только точно такие, «меченые» автомобили. И любые изменения, вносимые в их конструкцию, должны быть защищены дополнительными испытаниями.
Первыми обычно проводятся испытания на лобовой удар. Для своих тестов McLaren использует оборудование Исследовательской лаборатории транспорта в Кроуторне, Великобритания. Процесс подготовки довольно длителен, и внутри помещения, напоминающего авиационный ангар, атмосфера спокойной деятельности смешивается с безмолвным ожиданием чего-то волнующего.
С помощью узлов, предназначенных для крепления двигателя, монокок привинчивается к вагонетке, которую затем устанавливают на рельсовый путь. Чтобы при ударе нос не задрался вверх, используются дополнительные крепежные пояса. На месте двигателя сзади вагонетки размещено устройство сбора и записи данных. Руководитель лаборатории транспортных технологий McLaren Питер Хогман, контролирующий ход испытаний, крепит к монококу носовой обтекатель, выкрашенный в бирюзовый цвет. Вместе со специальной масштабной разметкой эта окраска облегчает обработку результатов скоростной киносъемки.
Настала очередь познакомиться с «храбрецом-испытателем». Его роль исполняет специально предназначенный для подобных целей манекен «Гибрид III». Полное его имя — антропоморфное испытательное устройство (АИУ). Манекен представляет собой механический аналог человеческого тела, воспроизводящий его размеры, вес (75 кг), жесткость и способность поглощать энергию удара. «Манекен при воздействии нагрузок, возникающих при аварии, ведет себя так же, как и человеческое тело в смысле получаемых ускорений, отдачи, деформаций и взаимных перемещений членов», — объясняет Питер. Провода ведут к датчикам, которые сообщают бортовому компьютеру об ускорениях тела, груди и головы манекена при ударе вагонетки. На основании этих данных FIA допускает конструкцию к использованию в гонках.
Ограничения FIA по ускорениям при ударном нагружении очень суровы: среднее отрицательное ускорение вагонетки не должно превышать 40g, максимальное отрицательное ускорение груди манекена ограничивается величиной 60g, действующей не более 3 миллисекунд. При деформации первых 15 см носового монокока отрицательное ускорение не должно быть больше 5g.
«Время — критический фактор, если вести речь о травмах головы, — рассказывает Питер. — Человеческое тело способно вынести очень большие ускорения в течение очень короткого периода времени. Но не наоборот. Человек может выжить при ударном воздействии в 80g в течение 3 миллисекунд, но более длительное воздействие становится опасным».
Прибавим к этому, что монокок, узлы креплений ремней безопасности и огнетушитель после удара должны остаться в целости и сохранности. Теперь можно понять, почему команда волнуется: пара миллиметров или миллисекунд могут перечеркнуть многомесячный напряженный труд.
Манекен облачают в гоночную униформу, «усаживают» в специальный ложемент, такой же, что используют и гонщики Ф-1, и подключают к измерительной аппаратуре. Первоначально он отливается по форме тела из полиуретановой пены — желатинообразного вещества — которая затвердевает по мере остывания на воздухе. Затем по этой форме изготавливают сиденье из углепластика.
В топливный бак заливается вода, имитирующая бензин, и вагонетка со всем своим «скарбом» устанавливается на рельсы, где ее осматривают и взвешивают представители FIA. Носовой обтекатель измеряется и фотографируется для базы данных федерации.
Важные мероприятия всегда обрастают традициями. Испытание на лобовой удар — не исключение. Всем присутствующим предлагается оставить на носовом обтекателе метку в том месте, до которого, по мнению каждого, произойдет разрушение конструкции. Тот, чье предсказание оказалось наиболее точным, получает привилегию поставить для всех выпивку на командной вечеринке.
Наступает момент последних приготовлений: устанавливается свет, настраивается камера скоростной съемки — ее 2000 кадров в секунду оказывают неоценимую помощь при последующем анализе эксперимента. Затем все удаляются в смотровую зону, где замирают с самыми напряженными лицами. «Это в высшей степени волнующее событие, — признается Питер. — Обычно я включаю какую-нибудь торжественную музыку, чтобы подчеркнуть драматизм момента». Последние проверки — и оператор нажимает светящуюся зеленую кнопку, после чего вагонетка оттягивается назад лебедкой. Одновременно поднимается груз, падение которого должно вагонетку разогнать. Как только оборудование встало на исходные позиции, начинается 5-секундный обратный отсчет. При сигнале «ноль» загорается красный сигнал, и оператор нажимает кнопку «Пуск». Все следят не дыша как начинает опускаться груз, вагонетка срывается с места и стремительно ускоряется. Мощный удар — и носовой обтекатель как будто проходит сквозь стену.
Осмотр повреждений показывает, что, к счастью, разрушений не так много: смят лишь пахнущий горелым носовой обтекатель. Так и должно быть. Невероятно, но ноги манекена даже не сдвинулись с места при ударе. «Все прошло лучше, чем я ожидал, — ликует Питер. — Носовой обтекатель разрушен, но при этом он уменьшает отрицательные ускорения до приемлемой величины».
Осталось выяснить последнее — кто ставит выпивку? Крэш-тесты — дорогостоящее занятие. Особенно для механика по прозвищу Шейки.

Эмма Пирсон