ФИА — невидимая команда

Часть 1.

На данный момент Формула 1 переживает самые большие изменения в правилах в истории. Обеспечение равных условий для всех оказалось гораздо более сложной задачей, чем на то рассчитывали в ФИА. Интересно, откуда они знают, что все болиды, участвующие в гонке, соответствуют нормам и правилам? Хотите узнать, читайте дальше…

ФИА – невидимая команда. Думаю, найдётся немного людей, которые захотят оспорить это утверждение. Последние минуты гран-при после того как клетчатый флаг сделал своё дело: на пит-лейне начинается суета. Механики толпами бегут на пит-уолл поздравлять победителей. Пилоты, в свою очередь, кидаются обнимать членов своей команды в знак признательности проделанной работы. Работники подиума создают атмосферу праздника, а остальные следят за медленными кругами пилотов, возвращающихся в боксы.
Овердрайв — это безумие: поток автомобилей прибывает в закрытый парк — место, где должны остановиться пилоты после окончания гонки. На другой стороне пит-лейна наспех возводятся барьеры, которые отгораживают радующихся членов команды и корреспондентов от победителей. Те, в свою очередь, выбираются из автомобилей, чтобы, поликовав, отправиться на подиум.

Но если заглянуть за брызги шампанского и тела, переполненные адреналином, вы наткнётесь на хаос, которого удаётся избежать только благодаря организаторскому таланту команды ФИА. В верхнем и нижнем ярусе закрытого парка работает небольшой отряд чиновников, который проверяет каждый автомобиль, убеждаясь, что все автомобили исправны и не имеют несанкционированных деталей в конструкции. Компьютерные данные, сохранённые в автомобиле, скачиваются для анализа. После того как данные обработаны, команда ФИА публикует официальные результаты.
Болиды проверяются не только после финиша гонки. С момента начала гран-при, когда болиды попадают на автодром, 10 человек технического отдела ФИА, находящиеся в боевой готовности, непрерывно  проверяют через серии тестов состояние автомобилей и их соответствие техническому регламенту Формулы 1, чтобы убедиться, что все команды играют по одни и тем же правилам. Десять мужей против изобретательности и умственных способностей тысяч самых светлых умов автоспорта, постоянно старающихся приблизиться, а иногда и переступить границу дозволенных правил на столько, на сколько это возможно, чтобы получить преимущества в сотые доли секунды, которые определяют победу в Формуле 1. Это всегда была одна из самых непростых задач, а в 2014 году она стала ещё сложнее.
В этом сезоне приход 1.6-литрового турбодвигателя с гибридной установкой и обширной системой рекуперации энергии означал, что теперь ФИА придётся иметь дело с совершенно  новой картиной Формулы 1.

Организационные вопросы

Жо Бауэр

«Это совершенно другой мир, не имеющий ничего общего с автомобилями прошлого», — говорит Жо Бауэр, возглавляющий техническую команду из 10 человек, подотчётных руководителю гонки Чарли Уайтингу.
«Мы занимаемся сразу несколькими областями. Нам удалось многое узнать во время предсезонных тестов. Наша задача быть хорошо организованными, чтобы с достоинством выполнить возложенную на нас миссию. Этот процесс будет сложным и трудоёмким, но мы готовы», — добавил Жо Бауэр.
Организация гран-при в последние годы очень изменилась. В основном, технический корпус начинает работать на автодроме в среду (или во вторник в случае дальних выездов или Монако): идёт работа по отладке программного обеспечения и анализа настроек, поступающих от команд. Днём позже начинается работа в технической части: установка боксов на пит-лейне, установка измерительной платформы и трейлеров, которые являются местом сна и отдыха технического персонала на время уик-энда, подготавливается топливная лаборатория.
«В среду всё должно быть готово уже к обеду. После этого у команд, которые обращаются к нам, появляется возможность сделать две операции: частный тест на отклонения (по результатам теста могут быть выявлены детали автомобиля, имеющие отклонения, превышающие допуск) или какие-либо другие измерения, которые команды хотели бы провести, но для этого им необходимо забронировать очередь заранее», — объясняет Жо Бауэр.
«В четверг в 8:30 утра мы приступаем к первой технической инспекции. Мы кратко инструктируем членов счётной палаты и экипаж платформы и в 10 часов приступаем к проверке. В основном мы контролируем, на сколько автомобили соответствуют нашим требованиям безопасности».
«Каждая страна предоставляет по 30 комиссаров, мы распределяем их: на платформу взвешивания, в шинную комиссию, на участок стар-финиш и в члены комиссии, контролирующей работу в боксах. Каждый автомобиль тщательно проверяется, вся работа должна быть окончена до 16 часов. В это время мы получаем доклад от стюардов и после детального изучения отчёта публикуем список участников», — рассказывает Бауэр.
В пятницу приступает к работе техническая команда, проводящая разного рода проверки. Контроль включают в себя: отбор проб топлива после каждой гоночной сессии; ведение журнала эксплуатации двигателя; проверка пломб на деталях болида, которые подлежат консервации на время гоночного уик-энда (коробка передач и блоки управления двигателем); контроль за состоянием шин и создание программного обеспечения для анализа автомобильных систем. Эта работа продолжается на протяжении всего гоночного уик-энда.
Методы работы остались теми же, как и в предыдущие годы, а вот форма нагрузки на техническую команду резко изменилась. «Мы проводим регулярные проверки автомобилей по всем пунктам в выходные дни», — рассказывает Бауэр.
Основной проблемой для команд сейчас является работа с новым энергоблоком. С 2006 года применялся стандартный атмосферный 2.4 литровый двигатель V8, спецификация которого была заморожена на уровне сезона 2007 года. После этого командам осталось слишком мало места для манёвра в работе с двигателем V8.

Программный анализ

Оливье Юло

«Эта проблема была решена введением специального программного обеспечения (ECU-engine control unit), которое было одинаково для всех. Это дало возможность командам настраивать несколько параметров двигателя», — рассказывает программный аналитик ФИА Оливье Юло.
2014 год всё изменил – даже слово двигатель было вытеснено более уместным термином: «силовой блок». Это самое подходящее описание для инженерного чуда, которое никогда ранее не применялось в Формуле 1.
Помимо нового двигателя внутреннего сгорания объёмом 1.6 – литра силовой агрегат состоит: из двух систем рекуперации энергии – одна получает свой заряд во время торможения (на подобии старого KERS), другая питается энергией от горячих выхлопных газов, а так же турбоустановки. Эти системы требуют переосмысления спортивных стандартов ECU, принятых ФИА в 2008 году.
«До этого сезона всё программное обеспечение для управления и всё, что было в управлении двигателя: коробки передач, дифференциала, муфты и т.д., – всё было написано стандартным кодом. У команд не было возможности перепрограммировать данные элементы», — говорит Алан Прудом — глава отдела программного обеспечения и анализа ФИА на гран-при. «В этом году команды получили больше свободы в этом направлении настолько, что они даже могут сами писать коды и программировать некоторые области. Цели программирования по-прежнему регламентируются ECU как и в прошлом году, но в этом команды могут сами создавать маленькие программы для работы. Прежде всего это касается управления системой рекуперации энергии и пути распределения энергии вокруг накопителя. Они могут оказывать влияние на выбор стратегии на гонку, т.е. контролировать использование мощности двигателя, какая доля выделяется самим двигателем внутреннего сгорания, а какая приходит от аккумуляторов».
«Ещё команды получили ряд свобод в области новых технологий, имеется в виду управление турбодвигателем. Тем не менее большая часть элементов шасси, таких как управление коробкой передач, сцеплением, дифференциалом — всё ещё полностью контролируются нашими программами. Команды имеют право настраивать данные элементы под конкретные условия, но вносить кардинальные изменения в кодировку они не могут», — добавил Алан Пруд.
Что это всё означает? Это означает, что раньше проведение анализа данных, предоставляемых командами при использовании ECU, было достаточно простым действием. Сейчас же аналитикам для того, чтобы убедиться, что все болиды всех команд соответствуют регламенту ФИА, приходится обрабатывать большое количество информации, написанной в разных программах и кодировках, – это занимает очень много времени.
«Большую часть работы мы совершаем  до начала гоночного уик-энда. Изначально ещё до начала сезона мы посещаем все команды и всех мотористов, чтобы проверить, как они совмещают стандартное ECU со своими автомобильными системами», — рассказывает Оливье Юло, ответственный за контроль системы ECU.
«После, перед каждым уик-эндом мы проверяем, как настроены стандартные параметры, и соответствуют ли они правилам. Непосредственно перед каждой сессией мы ещё раз проверяем все конфигурации на соответствие стандартам», — продолжил Оливье Юло.
«На этом анализ не заканчивается. Во время работы отдела программного обеспечения ФИА, аналитики имеют доступ к он-лайн данным из автомобиля. Мы следим за автомобилем, постоянно контролируя его состояние, и постоянно ищем признаки некачественной работы, приводящей к отклонениям от стандартов или фальсификации», — добавил Оливье Юло.
«У нас есть приборная панель с дисплеями, на которые выводится информация об автомобилях, показатели которых приближаются к границе разрешённых стандартов. По большей степени, это попытка минимизировать постанализ данных (если вдруг будут выявлены отклонения, превышающие максимально допустимые) пока ещё не слишком поздно.

Система KERS (система рекуперации кинетической энергии)

Энди Леитч

Анализом ECU и осмотром  блоков управления новой системы рекуперации энергии занимается Энди Леитч.
«Процесс рекуперации кинетической энергии такой же, как и на старом KERS. На машине установлена всё та же управляющая электроника и связи, соединяющие аккумулятор и двигатель. Но в этом году в этой области произошло удвоение. Появился второй блок генератора турбо, сам двигатель стал больше. Таким образом, система может выдать не 60 кВт как раньше, а 120 кВт мощности», — рассказывает Энди Леитч.
«Что мы контролируем? Существуют ограничения по количеству мощности, которую может выдать генератор MGU-K. Ещё есть ограничения по количеству энергии, поступающей в батарею и выходящей из неё. С точки зрения безопасности, есть лимит максимального напряжения, установленный нами (несколько тысяч вольт), которое может быть использовано в работе данным элементом. Ещё одним показателем, который мы контролируем, является максимально разрешённая мощность турбодвигателя», — объясняет Энди Леитч.
Анализ состоит из сбора информации перед гонкой и экспертизой данных, выполняемый в реальном времени.
«Регламентируется и вес аккумуляторной батареи. Она просто не может быть лёгкой и иметь при этом большую ёмкость. Командам нет смысла тратить деньги на разработки новых сверх лёгких и сверх ёмкостных аккумуляторов для того, чтобы уменьшить вес болида. Потому что в итоге им придётся устанавливать дополнительный балласт, эти элементы автомобиля проверяются в начале сезона», — поведал Энди Леитч.
«В самом автомобиле мы имеем два датчика: один установлен в MGU-K, другой в батарее. По ним мы можем определить, сколько энергии поступает в аккумулятор. Во время гонки мы контролируем несколько параметров — это количество накопившейся энергии, мощность и количество напряжения, которые могут быть созданы в тот или иной момент вышеперечисленными элементами. Если же наши датчики выходят из строя, то мы просим команды предоставить нам график мощности, используемый ими, по которому мы можем определить, были ли отклонения от норм во время сессий»,  — анонсировал Энди Леитч.
Все эти системы опломбированы и защищены специальными программами, которые призваны воспрепятствовать проникновению в них со стороны команд.
Прудом признаёт, что из-за сложности новых силовых установок, увеличились и обязанности невидимой команды ФИА, они приняли в свой состав аналитика компьютерных процессов, который взвалил на себя тяжёлую ношу анализа — гигабайт информации.
«Я работаю в этой области в Формуле 1 на протяжении 20 лет, и нынешние двигатели сложнее в два или три раза тех агрегатов, которые я когда-либо видел», — говорит он, — «Они имеют гораздо более экстремальный дизайн, чем, скажем, их предшественники V8. Так что у нас появилось очень много дополнительной работы, и я думаю, что вместе с нами с этими установками учатся работать и команды».
Как вы понимаете, кривая обучения оказалась довольно крутой. Перед началом сезона на тестах все видели, как мотористы сражались за надёжность. Рено пострадало больше остальных от перехода к новым силовым установкам. Несмотря на трудности каждый производитель двигателей по новым правилам должен был подтвердить участие своих блоков до 28 февраля.
«В этой работе принимал участие наш эксперт по двигателям Жон Марсон», — продолжает Бауэр.
«Каждая команда должна была предоставить доступ к двигателю и все справочные данные, которые его касаются, чтобы мы могли проверить, какие работы ведутся с установкой на протяжении  всего сезона. В основном мы контролируем целостность пломб и компонентов. После того, как мы проверим все элементы моторов, единственным для производителей двигателей вариантом изменения конструкции при возникновении проблем с надёжностью, безопасностью или стоимостью деталей является официальный запрос на утверждение действий в ФИА.
«Так же Жон контролирует все работы, связанные с двигателями, во время гоночных уик-эндов. Он должен знать, сколько у каждой команды использовано тех или иных деталей или элементов (так как их количество на сезон ограничено)», — добавляет Бауэр.
Продолжение во второй части.

Всегда Ваш В.Г.