Из чего же… сделаны наши машинки. Эволюция рулевого колеса в Формуле 1

Рулевое колесо… Многие, вспомнив форму современного руля машины Формулы 1, воскликнут: «А где вы там увидели колесо?», и будут правы. Сейчас руль в гоночном автомобиле больше напоминает… бабочку, краба, рогалик, да что угодно, только не колесо. Но когда-то все было иначе. Однако обо всем по порядку.

Почему мы решили начать наш новый цикл статей именно с рулевого колеса? Дело в том, что это один из немногих элементов гоночной машины, который сохранился с самых первых ее воплощений. Большинство других узлов, включая монокок, антикрылья, сплиттер, диффузор и так далее, не присутствовали на гоночной технике в момент ее первого появления на трассе. А руль был всегда.

Кто-то скажет, что самые первые моторизованные автомобили, такие как Benz 1885 года выпуска, были оснащены вовсе не рулем, а румпелем – своеобразным рычагом управления, больше напоминающим ручку управления боевым самолетом времен Второй мировой.

Но справедливости ради надо сказать, что уже к 1894 году, когда люди поняли, что на авто можно не только передвигаться, но и гоняться, Альфред Вашерон впервые установил на свой Panhard 4hp круглый руль, с которым выступил в гонке Париж-Руан.

Что же касается автомобилей Гран При, то первые рули выполняли единственную функцию – собственно, поворачивали колеса. Ни о каких кнопках, переключателях и ручках, естественно, речи не шло.

Первые рули на машинах Ф1 были взяты с обычных дорожных автомобилей. Часто они были выполнены из дерева, что вынуждало гонщиков носить перчатки, а в отсутствие ограничений пространства кокпита их диаметр превосходил самые смелые фантазии.

Но это было не просто данью моде. Дело в том, что первые рулевые системы не были оборудованы никакими усилителями, и на скорости, когда колеса стремятся встать прямо, поворачивать рулевое колесо было невероятно трудно физически. Известно, что некоторым гонщикам приходилось помогать себе коленями, чтобы удерживать руль в затяжных виражах.

Тогда-то инженеры и вспомнили Архимеда с его смелым намерением перевернуть Землю при наличии точки опоры. Несложно было догадаться, что чем больше диаметр руля, тем больше рычаг, и тем меньше усилий необходимо для управления машиной.

В 60-70-х годах пространство внутри кокпита значительно сузилось, поскольку инженеры начали задумываться об аэродинамической эффективности шасси, что повлекло за собой уменьшение диаметра руля. Сначала баранку уменьшили в размере, а затем решили срезать верхнюю ее часть для улучшения обзора.

Следующие серьезные изменения в конструкцию рулевого колеса были внесены в конце 80-х, когда в Формуле 1 появилась полуавтоматическая коробка передач.

Инженер Ferrari Джон Барнард стал первым, кто внедрил полуавтомат на шасси Ferrari 640, а опробовать новинку на Гран При Бразилии довелось Найджелу Мэнселлу. Подрулевые переключатели позволили англичанину не отрывать руки от руля во время переключения передач, что стало настоящей революцией.

Кроме того, это исключило случаи переключения не на ту передачу, повысило плавность и снизило общее время ап- и дауншифтинга.

Позже, когда пилоты начали тормозить левой ногой, от третьей педали и вовсе отказались, а ей на смену пришел гидравлический подрулевой переключатель сцепления, который использовался пилотом только на старте заезда.

Что касается кнопок на руле, которых в современной Формуле 1 бессчетное количество, то первенцем стала кнопка включения нейтрали, которую гонщики использовали, чтобы снять коробку с передачи, к примеру, при развороте на трассе. Следом появились кнопки подачи воды и радиосвязи с боксами.

После этого тенденция вывода органов управления на руль продолжилась. Непонятно, как до сих пор на руль не вывели управление газом и тормозом (тогда пилот мог бы во время гонки парить ноги в тазике или для большего удобства закинуть ногу на ногу), но все остальные функции инженеры постарались сосредоточить на этом устройстве.

Среди элементов управления есть как кнопки – вроде включения ограничителя скорости на пит-лейне, так и многопозиционные переключатели, с помощью которых можно выставить режим работы двигателя, откорректировать топливную смесь или отрегулировать баланс тормозов. Раньше один из таких переключателей использовался для тонкой настройки системы контроля тяги, которая была запрещена к использованию в 2008 году.

Также современное рулевое колесо оснащено большими жидкокристаллическими дисплеями с отображением всей необходимой информации, включая выбранную передачу. Кроме того, на руль пилота выводятся оповещающие сигналы от маршалов этапов: информация о вывешенных флагах и появлении на трассе машины безопасности.

В последнее время, после введения правила виртуальной машины безопасности, гонщики стали ориентироваться по информации на руле о необходимости замедлиться или ускориться на том или ином участке трассы, где произошел инцидент. Система сама высчитывает дельту, в пределах которой необходимо держаться пилоту, чтобы не превысить допустимый лимит. В связи с этим многие команды, которые до этого использовали недостаточно большой дисплей, были вынуждены значительно увеличить его в размерах.

В современных машинах настраивается передаточное число максимального угла поворота колес, в связи с чем нет необходимости крутить руль более чем на один оборот. Чаще всего достаточно трех четвертей оборота, так что пилотам нет нужды перехватывать колесо при прохождении медленных поворотов, и они на протяжении большей части дистанции удерживают руки в одном положении.

Нельзя не отметить и высокотехнологичную систему крепления руля к рулевой колонке. Она обеспечивает не только фиксацию самого колеса, но и передачу всех управляющих сигналов соответствующим системам. Кроме того, технический регламент Ф1 требует, чтобы гонщик имел возможность выбраться из кокпита в течение пяти секунд, сняв при этом только руль.

Производство современного рулевого колеса – весьма трудоёмкий процесс с использованием огромного количества облегченных материалов и сплавов, включая углеволокно, алюминий, титан, сталь, резину и пластик. В целом же на производство руля уходит порядка 100 часов.

При этом, несмотря на наличие более 120 различных деталей, вес руля в сборе составляет всего около 1300 граммов.

Кнопки на руле могут быть размещены, исходя из требований того или иного пилота. К примеру, одному удобно связываться с боксами по радио, нажимая кнопку большим пальцем левой руки, а другому – указательным правой.

Помните, как Рубенс Баррикелло после аварии в 2010 году в Монако со злости выбросил руль из машины, и он попал под колеса пилота HRT Каруна Чандока? Вероятно, в тот момент сердца электронщиков и бухгалтеров в Гроуве сжались от боли, поскольку производство одного рулевого колеса обходится команде примерно в 40 тысяч долларов.

Если проследить эволюцию рулевого колеса на примере отдельно взятой команды, можно заметить определенные сходства и заимствования в конструкции.

Вспомним, как менялся главный орган управления в гоночных автомобилях команды McLaren начиная с момента ее основания.

1969 год. Брюс Макларен. Шасси M7C

Простота. Элегантность. Классика. Как это типично для 60-х годов, причем не только в автомобилестроении. Руль прикреплен болтами к рулевой колонке шасси M7C.

Все линии прямые и строгие. Функциональность в чистом виде. У этого рулевого колеса было только две функции – влево и вправо.

1974 год. Эмерсон Фиттипальди. Шасси M23

С учетом того, что прошло всего пять лет, изменилось не так много. Но если присмотреться, справа на руле можно обнаружить единственный переключатель – предтечу огромного количества кнопок и тумблеров на современных рулях. Этот переключатель в аварийном режиме выключал зажигание.

В то время дроссельные заслонки часто заклинивало из-за попадания грязи или песка в движущиеся механизмы, так что дополнительные меры предосторожности были не лишними.

1988 год. Айртон Сенна. Шасси MP4/4

В 80-х годах руль стал оснащаться механизмом быстрого отстегивания от колонки, что позволило сделать кокпит более эргономичным и узким.

На руле Айртона можно обнаружить уже две кнопки: зеленую, для связи по радио с боксами, и красную – для увеличения давления наддува. При этом в 1988 году максимальное давление было ограничено значением в 2,5 бар, так что эта кнопка использовалась для обогащения топливной смеси, что позволяло сделать обгон.

1999 год. Мика Хаккинен. Шасси MP4/14

Полуавтоматическая коробка передач появилась в Формуле 1 в 1989 году, а в McLaren впервые внедрили ее в 1992-м на машине с индексом MP4/7.

На фото видно, что в начале 90-х концепция производства руля сделала значительный шаг вперед. Появилось довольно много кнопок и переключателей, в том числе и для управления контролем тяги.

Также в нижнем ряду расположены элементы управления режимом работы двигателя и дифференциала. Дисплей же был размещен в передней части кокпита, а верхняя выемка на руле была предназначена для облегчения обзора.

2008 год. Льюис Хэмилтон. Шасси MP4-23

Как и девять лет назад, в 2008 году дисплей по-прежнему размещался в кокпите и только через год перекочевал на руль.

В конце нулевых все больше функций стали передаваться непосредственно гонщику, в связи с чем большинство элементов управления старались разместить на руле.

Как и у Мики, в распоряжении Льюиса был целый ряд тумблеров в нижней части руля для управления работой двигателя, контролем тяги и дифференциалом.

Кнопки 1 и 10 были сделаны не для того, чтобы оставлять лайки в соцсетях, а чтобы более тонко настраивать работу машины по параметрам, отображаемым на дисплее.

2014 год. Дженсон Баттон. Шасси MP4-29

Наша эра. Новый современный дисплей на руле позволил пилотам обращаться к самым тонким настройкам машины и менять их, "не отходя от кассы".

С обратной стороны рулевого колеса расположена кнопка активации системы DRS.

В настоящее время стало стандартом размещать своеобразные переключатели по верхним углам руля, а также вешать обгонную кнопку слева, а кнопку ограничения скорости на пит-лейне – справа.

В нижней части руля размещена область контроля за шинами – здесь автоматически выбираются параметры уровня сцепления с трассой в зависимости от выбранного состава резины.

В заключение хотелось бы отметить, что в апреле 2012 года был выставлен на аукцион первый руль Айртона Сенны с его автографом. Легендарный бразилец держал его в руках на домашнем этапе 1984 года, когда сошел с дистанции после восьми кругов, управляя Toleman TG-183B.

Ну и на закуску занимательный видеоролик, на котором видно, как пилот 2-литровой Формулы Renault Йерун Слагхекке, у которого возникли какие-то проблемы по ходу дистанции, решил не терять время на заезд в боксы, а на полной скорости снял руль и поставил его обратно.

Никакой трагедии, к счастью, не случилось, и в результате гонщик смог финишировать шестым в Ошерслебене. Но повторять его подвиг мы бы никому не советовали...

Мы будем продолжать начатый цикл, а вы можете попросить нас рассказать об эволюции того или иного приспособления или узла машины Формулы 1...

Автор статьи: редактор AUTOSPORT.com.ru Александр Гинько