Глава 2. Проект и развитие
Тридцать лет назад проектирование автомобиля Гран-при в значительной степени управлялось единственным человеком, чья индивидуальность очень чётко отпечатывалась на готовом изделии. Колин Чэпмен, основатель Lotus, был типичен для этого жанра. Он был человеком динамичных идей, чей пытливый ум выдумал последовательность творческих технических событий и решений.
Была ли это аэродинамика граунд-эффекта, постройка монокока или использование торсионов в подвеске, Чэпмен был в самом центре технических событий его команды. Несколько подобранных инженеров работали как доверенные адъютанты, округляя грубые грани его концептуального размышления с целью довести их до практического применения. Но он был очень ответственный человек.
В последнем десятилетии ХХ-го столетия процесс проектирования автомобиля Гран-при развился до уровня, который можно было бы расценить как невообразимо утончённый и сложный даже по стандартам заключительного проекта Чэпмена, Чемпиона мира 1978 года Lotus 79. Все же это может быть расценено как ироничная ухмылка истории, что первый разработанный Патриком Хэдом Williams FW07, автомобиль, который заработал команде его первую победу в Гран-при, был во многом логическим преемником последнего технического «усилия» в формульной карьере Чэпмена.
Хэд признает, что дизайн FW07 был в значительной степени обусловлен граунд-эффектом Lotus, хотя тем самым он говорит, что в то время он полностью не понимал функцию граунд-эффекта. Технология Ф-1 развивалась столь стремительно, что скоро стало ясно, что аэродинамическая труба должна была стать одним из ключевых приоритетов команды в ближайшем будущем.
Эта фабрика на Басил-Хилл Роад, Дидкот, была штаб-квартирой команды с 1984 по 1996 год, справа – наполовину видно здание аэродинамической трубы. В 1996 году она была перевезена в новую штаб-квартиру команды в близлежащем Гроу
Понимание этого пришло после того как Патрик исследовал аэродинамическую трубу в Императорском Колледже Лондона, где проводилось множество аэродинамических тестов Lotus 79. Первую аэродинамическую трубу Уильямс приобрел у Specialised Mouldings, компании из Хантингдона, которая много лет обслуживала фактически полностью британскую автогоночную промышленность, производя компоненты кузовов из стекловолокна.
«К тому времени, как мы приобрели трубу, было уже слишком поздно менять дизайн FW07», – вспоминает он. – «Фактически, полный аэродинамический дизайн автомобиля был основан на одной единственной неделе работы в трубе Императорского Колледжа – на том, что составляло первую работу в аэродинамической трубе, которую я когда-либо делал в моей жизни. Действительно, я не получил полного понятия относительно того, что из себя представляет граунд-эффект, и я должен был очень тщательно думать о проекте в целом.
«В начале моей карьеры я пренебрегал некоторыми идеями, будучи эгоцентричным с технической точки зрения. Этим я хотел сказать, мол "я собираюсь доказать миру, что мои концептуальные идеи лучше, чем чьи-либо ещё." Я думаю, что это отношение возникло, потому что я видел ущерб, который может быть нанесён компании, если кто-то чрезмерно увлекается концептуальными идеями, которые не работают».
«Чэпмен был такой большой фигурой в Lotus, с полной ответственностью и с огромной репутацией, что он мог так рисковать. Но развитие его Lotus 79, тип 80, было крахом. Он прошёл весь сезон с отваливающимися частями и постоянными поломками, вот почему Карлос Ройтеман покинул их и пришёл гоняться за нас».
«Но тогда как Lotus мог позволить себе иметь время для таких экспериментов, если бы мы провели год таким образом, особенно в первые наши годы, нам было бы чрезвычайно трудно выжить. Допускаю, у нас были плохие годы, как 1984-й, но мы всегда были полны ожиданиями на следующий сезон. Я рано понял, что вы должны очень хорошо делать свою работу, чтобы выжить и держать свой уровень в этом бизнесе».
*** Патрик Хэд, инженер-практик ***
Патрик Хэд был рожден для мира автогонок и быстрых автомобилей. Его отец, полковник Майкл Хэд, был военным атташе в Швеции между 1949 и 1951 годами, где он купил Jaguar XK120 непосредственно со стенда Jaguar на Стокгольмском Мотор-Шоу. Позже он служил как военный советник у сэра Солли Цукермана, главного правительственного ученого, а также был командиром боевых машин на военной базе в Чобхэм, Суррей.
Родители видели Патрика делающим военно-морскую карьеру, но он провел всего три месяца в Королевском Военно-морском Колледже в Дартмуте, после чего откупился от службы 195-ю фунтами стерлингов, всеми деньгами, что он имел в то время. После этого он замысловатыми путями получил инженерную степень в Университетском Колледже в Лондоне, недолго гонялся на спортивном автомобиле Ctubmans и, в конечном счете, научился хорошо ориентироваться в проектировании гоночных автомобилей в компании Lola из Хантингдона.
Хэд и Уильямс заняты обсуждением.
Именно когда он проходил собеседование для работы в команде Wolf, он встретил Фрэнка Уильямса в роскошной лондонской гостинице.
«Вы готовы работать 24 часа в сутки, чтобы достичь успеха в автогонках?» – спросил Фрэнк.
– «Нет, – твердо ответил Патрик, – «потому что любой, кто так делает, должен быть совершенно неорганизован». Это, возможно, был не совсем тот ответ, что ожидал Уильямс, но искренность молодого человека сыграла правильную роль. Он получил работу.
***
Поставки двигателей Renault, как оказалось, явились одним из наиболее существенных элементов в успехе, достигнутом командой. Непрерывность поставки двигателей – несравненная выгода, настолько, что после того, как Renault решил прекратить поставку заводских двигателей в конце сезона 1997 года, Уильямс решил, что лучший путь заполнения паузы перед его новым сотрудничеством с BMW будет состоять в том, чтобы заплатить 13 миллионов фунтов стерлингов ежегодной арендной платы, требуемых, чтобы продолжить пользоваться мощными французскими двигателями V10 теперь под маркой Mecachrome до конца 1999 года.
«Мы исследовали другие варианты, да, но решили, что выбор Mecachrome был наиболее подходящий», – объясняет Хэд. – «Мы думаем, что двигатель Renault действительно очень хорош, и не видим причин изменять им следующие два года».
«Так или иначе мы очень счастливы с людьми, с которыми мы работаем в Renault и, мне сказали, что мы гонялись значительное число раз, и конечно применяли, в 1995 и 1996 годах двигатели, так или иначе построенные и отрегулированные в Mecachrome, так что это не такая уж большая замена».
Мастерская Williams. Огромные остающиеся за кадром затраты – важнейший фактор для любой современной команды Гран-при.
Намного большее потенциальное воздействие на долгосрочную конкурентоспособность команды Williams в 1998 году мог оказать уход главного конструктора Адриана Ньюи, который уехал без предупреждения в ноябре 1996 года после разногласий по вопросу об условиях контракта.
После длительных юридических переговоров Ньюи занял пост технического директора команды West McLaren Mercedes в начале августа 1997 года. Он немедленно начал работать над новым автомобилем команды по правилам 1998 года, которые требовали значительно более узкой колеи и принудительного использования нового поколения гоночных шин с канавками.
*** Эдриан Ньюи, ушедший аэродинамик ***
Технические верительные грамоты Эдриана Ньюи весьма безупречны. Дипломированный специалист из Саутхэмптонского университета с отличными оценками в аэронавтике и астронавтике, Эдриан был нацелен работать в автогонках. Он присоединился к команде Фиттипальди в 1980 году, работая рядом с конструктором Харви Постлетуэйтом, затем перешёл в March гоночным инженером автомобиля Формулы-2, которым управлял Джонни Секотто, и проектируя в 1983 и 1984 годах спортивные автомобили GTP, победителей IMSA.
Однако именно опыт Ньюи в аэродинамике на овальных трассах Indycar обозначил его как выдающегося инженера. Между 1985 и 1987 годами его проекты March Indycar сделали хет-трик на Инди 500 и в конечном счете он проложил себе путь на арену Ф-1, став главным конструктором команды Leyton House Grand Prix в сезоне 1988 года.
Ньюи оставался с Leyton House, пока команда не начала терять смысл своего направления, а тем временем его проекты в Ф-1 заняли два превосходных вторых места, в португальском Гран-при 1988 года и французском Гран-при 1990 года с Иваном Капелли за рулём в обоих случаях.
Дэймон Хилл обсуждает положение дел с главным инженером Эдрианом Ньюи на Гран-при Бразилии 1996. Он выиграл эту гонку.
Тогда пришло предложение от Williams, и первые плоды трудов Ньюи в Дидкоте были замечены в «подрезанном» носу Williams FW14 в начале сезона 1991 года. Это «породило» FW14B 1992 года, на котором Найджел Мэнселл выиграл мировое первенство, выигравший для Проста титул FW15C следующего года и FW16, 17, 18 и 19, которые с тех пор вывели Williams в лидеры Ф-1.
***
Хэд имеет уравновешенный взгляд на потерю своего талантливого коллеги. С одной стороны он однозначно подтверждает вклад Эдриана в чемпионский FW19 1997 года, с другой стороны хвалит усилия других ключевых членов команды проектировщиков, подчеркивая, что никто индивидуально, включая и себя, не является ответственным за полный проект».
«Было бы совершенной глупостью говорить, что отъезд Эдриана прошёл без каких-либо шероховатостей или замен», – искренне отмечает он, – «но мы не имели никаких значительных замен персонала, кроме отъезда Эдриана, и я их не ожидаю. Все остальные собрались, разобрались в себе и продолжили программу».
«Я конечно выразил бы Эдриану очень большое доверие за этот автомобиль. По аэродинамике и общей компоновке автомобиля Эдриан работал со множеством других проектировщиков, и он всегда был также очень доверителен к ним, но он был их лидер в этой области, так что он должен получить больше доверия в этом».
«Общая форма и концепция автомобиля – дело Эдриана, поэтому достаточно большое количество людей будут заинтересованы увидеть, как мы преуспеваем без него, но я подозреваю, что вы не сумеете оценить это ранее 1998 года».
Глядя в будущее, Хэд очень надеется на инженеров, на чьи плечи ложится ответственность за конкурентоспособность команды: «Наш главный аэродинамик – парень по имени Джеф Уиллис, который работал параллельно с Адрианом в течение шести последних лет».
«Он очень опытен и он принимал участие в проектировании автомобилей, которые мы построили за несколько прошлых сезонов. Теперь он главный специалист по аэродинамике, и всё, что я видел, говорит, что он собирается делать очень хорошую работу. Время покажет».
Что касается собственного вклада Патрика в проектирование автомобилей Williams, его роль за последние несколько лет стала больше, чем только технического координатора:
«Я всегда занимался трансмиссиями, стойками, тормозами и так далее, но в основном у нас сложилась очень хорошая команда конструкторов, которые очень тесно работали с Эдрианом. Гэвин Фишер теперь главный конструктор, и он координирует очень хорошую группу людей, проектирующих автомобиль. Но я должен удостовериться, что это – одно связное усилие и что мы не производим формульный эквивалент верблюда – прогулочный автомобиль!»
Сама природа гонок Гран-при подразумевает, что Williams FW19 был эволюционным развитием автомобиля предыдущего года. Renault сделал огромный вклад в его конкурентоспособность, произведя полностью пересмотренный двигатель V10 со слегка более широким углом развала цилиндров, который имел меньшую высоту в автомобиле и, следовательно, требовал новую поперечную 6-скоростную коробку передач.
Часто говорилось, что Williams прежде всего машиностроительная компания, чья специализация гонки Гран-при. Это не является серьёзным обстоятельством для Фрэнка, гонщика из гонщиков, но это может близко отражать собственные основные принципы Патрика в техническом превосходстве.
Держа это в уме, мог ли Патрик не принять вызов в развитии таких концепций как «привод на четыре колеса», активная подвеска и вариаторная трансмиссия – все аспекты проектирования гоночного автомобиля, которыми Williams занимался в различные моменты в последнюю пару десятилетий?
«Да, очевидно, как инженер. По мне, техническая функция – это наиболее важная вещь. Однако, этот вопрос – часть более широких дебатов в решении, что является лучшим для Ф-1 и должна ли быть такая свобода в правилах, которая делает техническое содержание наиболее важным для гонщика».
«Я должен сказать, как энтузиаст автоспорта, в противоположность инженеру, я не думаю, что это нормально, что у гонщиков должна быть антиблокировочная система, так, чтобы они могли давить на педаль постоянно изо всех сил, независимо от того, масло или вода на трассе, а электроника там сама разберётся».
Автоклавная печь, где под давлением выпекаются карбоновые композитные шасси Williams.
«Я не думаю, что это нормально, если есть рулевая система, которая корректирует направление прежде, чем гонщик начнёт поворачивать, или что-то подобное, и я думаю, что правильно, что эти вещи запрещены. Но как инженер, я должен сказать, что они очень интересны».
«Технология есть технология, и дело автогонок использовать это для лучшего эффекта».
На практике Williams, подобно каждой конкурентоспособной команде Гран-при, должен балансировать между потребностью в интенсивном исследовании и работе по развитию с требованием подготовить новый автомобиль к началу гоночного сезона. В этом отношении, проектирование в Ф-1 представляет собой снимок со знаний команды в данный момент, некую точку в продолжающемся исследовании и программе развития, которая эффективно заморожена, что бы там ни было, в автомобиле, который будет нести благосостояние этой команды сквозь программу мирового первенства.
Никогда не наступит день, когда Патрик Хэд и его коллеги подумают «ладно, автомобиль этого года закончен. Теперь мы продолжим гонки и вернёмся, чтобы думать над машиной следующего года в августе». Для отдела исследования и развития, осуществляющего параллельно средние и долгосрочные технические исследования в союзе с отдельной испытательной командой, одна из азартных игр заключается в том, насколько поздно можно остановиться перед завершением концепции нового автомобиля, в то же самое время оставить достаточно времени, чтобы физически построить и протестировать машину перед первой гонкой нового года.
«Я пытаюсь делать некоторую практическую работу на специфических аспектах автомобиля», – говорит Патрик, – «но вообще каждый инженер имеет определенный пакет разработок. Я обычно пишу краткое резюме для них, которое выделяет направление, по которому я хочу, чтобы они следовали, и почему это делается именно так. Там вкратце описано то, чего мы пытаемся достичь, но я пробую оставить им некоторые возможности для отражения их собственной индивидуальности на разработке».
«Тогда они начинают проектировать и периодически мы будем встречаться, как и когда необходимо. Возможно, один из них скажет: "я немного увяз в этом, мы можем встретиться?" Может также иногда быть ситуация, когда они говорят: "взгляните, мы исследовали это и мы не можем получить такой-то и такой-то компонент таким образом, или не можем сделать это способом, который вы предложили." Если я считаю, что это возможно, я возьму копию того, как далеко он ушел и займусь этим непосредственно сам».
Болид Williams, выставленный у входа на фабрику в Гроу.
«Полагаю, что я – единственный координатор между аэродинамической трубой, производственным процессом и тем, что в конечном счете случается на трассе. Я должен связать все вместе и, надеюсь, с достаточной точностью, предсказать, какие долгосрочные технические требования нам будут нужны в будущем, также как то, что необходимо сделать на автомобилях для следующих нескольких гонок».
Развитие аэродинамических труб постепенно выросло в сложности в течение последнего десятилетия. К 1990 году Williams выполнял аэродинамические исследования как с моделями масштаба 1:4 в собственной трубе в Дидкоте, так и с 40% моделями в трубе университета Саутхэмптона. Но к концу 1991 года полностью новое здание площадью 25 000 кв. футов было закончено, чтобы разместить новую трубу для моделей масштабом 1:2, которая была перемещена в новый штаб команды в Гроув, около Уонтиджа, задача сама по себе гигантская, которая потребовала временного закрытия близлежащей магистральной дороги A34.
«Чтобы достичь динамического подобия – то есть точного представления в аэродинамической трубе того, как аэродинамика автомобиля будет вести себя на трассе – чем ближе вы сможет подобраться к условиям полного масштаба, тем меньше будет несоответствия», – говорит Хэд.
«Также, каждая труба имеет определённое поперечное сечение и, в зависимости от количества перекрытия этого сечения, вызванного моделью, вы получаете ошибки в конечном результате. Это следует из ускорения воздуха, когда он приближается к препятствию, в данном случае модели. Очевидно, что когда автомобиль на трассе, никакого такого ограничения потоку воздуха не возникает».
Как только информация с аэродинамических испытаний подверглась сравнению и оценке, в процессе проектирования начинает использоваться всестороннее оборудование автоматизированного проектирования/производства (САПР). Со времени проектирования Williams FW11 1986 года такие системы использовались в производственном процессе, позволяя до настоящего времени использовать непревзойденные стандарты деталировки и минимальных допусков, которых мы достигли при установке всех различных компонентов внешнего аэродинамического обвеса.
Система САПР позволяет техническому персоналу рассматривать и оценивать проект в виде трехмерного изображения на экране компьютера. При этом возможно делать различные поправки в концепции перед фактическим выполнением проекта в металле. Затем изготавливаются модели автомобиля для аэродинамической оценки, последующей возможной модификации и затем передаются в программу производства непосредственно автомобиля.
Возможность использовать систему САПР ведёт также в область напряжений конечных элементов, которые равносильны детальному структурному анализу сложных композитных компонентов, которые входят в разработку шасси Ф-1. Мы уже видели, что аэродинамика – один из центральных путей к эффективному исполнению автомобиля, но путь, которым шасси и подвеска имеют отношение к аэродинамической эффективности автомобиля, также требует огромной прочности и жесткости от монокока, изготовленного из соединений углеродистого волокна.
Общий вид мастерской Williams
Когда в 1985 году был построен первый Williams FW10 из углеродистых соединений, он был значительно жестче, чем его непосредственный предшественник, FW09 из алюминиевых сот, который Росберг привёл к победе в 1984 году на Гран-при Далласа. Например, только в области кабины жёсткость на кручение увеличилась на 65 процентов при том же самом весе компонентов. За этим последовала современная тенденция постройки стенок монокока, эффективно формирующая наружные обводы кузова, позволяя создавать сложный обвес, который изготавливается за две стадии.
Просторная мастерская для подготовки к гонкам, чистота и порядок, как в операционной.
В сезоне Гран-при, начинающемся в начале марта, Williams стремится иметь свои новые автомобили готовыми самое позднее к концу января. Это позволяет им подвергнуть их интенсивным тестам и доработкам приблизительно за месяц прежде, чем они должны быть упакованы и доставлены на соответствующий воздушный грузовой терминал для отправки в Австралию, которая теперь принимает первый раунд Мирового Первенства.
В этом отношении Williams немного легче, чем некоторым другим командам. Его отточенное партнёрство с поставщиком двигателей Renault позволяет ровно проводить такие тесты, а эволюционный характер автомобилей команды за последние пять лет в принципе гарантирует решение тех немногих проблем, что имеются перед сезоном.
Как только начинается сезон, продлённые тесты и доработка продолжаются параллельно с гонками. Есть специальная тестовая команда, которая имеет собственных механиков, автомобили, инженеров и поставку двигателей. За последние два года многое из этой работы было выполнено Жаном-Кристофом Буйоном, который фактически был подписан Williams как тестовый гонщик в начале сезона 1995 года, а затем нанят швейцарской командой Ф-1 Sauber, чтобы участвовать в гонках как товарищ по команде Хайнца-Харальда Френтцена. Это было неудачное товарищество, ведущее в никуда, к сожалению для молодого француза.
Буйон выиграл первенство в европейской Формуле-3000 в 1994 году, являющимся традиционно последней ступенькой лестницы для той наивной молодежи, которая надеется сделать заключительный прыжок на арену Гран-при. Он все еще хочет доказать, что его опыт тестового гонщика делает его заслуживающим внимания, конкурентоспособным для полноценных гонок в каком-либо другом месте. «Я думаю, что я доказал свою состоятельность. Я пригоден и активен и дисциплина в роли тест-пилота Williams помогла моему развитию».
«В прошлом году (1996) я проехал приблизительно три дистанции Гран-при для Williams, и мы имеем тенденцию придерживаться установившейся практики, когда я провожу целый день в автомобиле. Во-первых, мы в общем регулируем автомобиль по моей персональной установке и работаем оттуда по программе, хотя в 1997 году было немного не так, потому что я концентрировался на новом развитии автомобиля, с шинами с канавками, который готовился по измененным правилам следующего сезона».
«Это требовало много дисциплинированного вождения. Внутри себя я могу хотеть ехать с максимальной скоростью, но факт остается тем, что я нанят работать с любыми программами, которые команда потребует от меня. Вы только делаете работу как можно лучше, стараясь не рисковать, чтобы не повредить автомобиль».
В течение года тест-команда оценивает модификации и технические решения, которые могут быть применены на гоночных автомобилях в течение сезона. В дополнение к этому, они генерируют новые идеи, которые могли бы или не могли бы увидеть свет на будущих гоночных автомобилях.
Так или иначе, Williams – одна из ключевых команд, заключивших контракт на выполнение работы по доводке шин Goodyear, а это также занимает значительное количество времени.