Спортивные

Как разрабатывали «Феррари» 499П

Кое-что о проекте, который мог стать ЛМДг, но в итоге оказался Нурегсагом.

Считалось, что проект «Феррари» в Ле-Мане поглотил избыточный персонал Формулы-1 после введения ограничения на расходы. Это не так, говорит итальянский автопроизводитель.

Это было невероятное начало программы для автомобиля, который до июля 2022 года еще и круга не проехал. Несмотря на то, что машина быстра, проблемы с износом шин и надежностью гибридной системы были отмечены как предупреждения перед Ле-Маном.

Это первый заводской прототип «Феррари», участвующий в гонках в Ле-Мане с 1973 года, когда «Гарцующие жеребцы» отправили на гонку пару их 312 ПБ. С тех пор бренд был представлен в гонках ГТ и прототипах лишь частными лицами, но не самим производителем.

Команда, создавшая автомобиль, сформировалась из тех, кто проектировал и участвовал в гонках на 488 ГТЕ, включая команду «АФ Сорсе», которая управляет гоночными операциями. Проектировали и разработали машину, как и преемника 488, 296 ГТ3, собственными силами в ходе работы которой были объединены различные отделы «Феррари».

Внедрение гибридной технологии позволило команде при необходимости воспользоваться опытом своих коллег из «Формулы-1», а двигатель и компоновка позволили им тесно сотрудничать с подразделением дорожных автомобилей. Связь между ведомствами очевидна. В 499П используется та же батарея и система высокого напряжения, что и в автомобиле «Формулы-1», для этого пришлось использовать ЭБУ «Бош», а не блок управления «Макларен», который выбрали некоторые из конкурентов.

Зеленый свет проекту был дан в феврале 2021 года, и с тех пор команда усердно работала над разработкой автомобиля как в цифровом, так и в реальном мире. Исследования вычислительной гидродинамики (CFD) были проведены заранее, поэтому у коллектива было представление о том, как должен выглядеть автомобиль. После чего испытали масштабную модель в аэродинамической трубе.

ЛМГ или ЛМДг? Первое решение, которое необходимо было принять, заключалось в том, следовать ли своду правил ЛМГ? Если пойти по этому пути, «Феррари» спроектирует собственное шасси (хотя фактическая сборка была передана «Далларе»), собственную электронику и гибридную систему. Выбрав путь ЛМДг, команда могла бы купить клиентское шасси (вероятно, также полученное из «Даллары» и, следовательно, используемое совместно с «БМВ» и «Кадиллаком»), использовать гибридную систему от «Бош», «Вильямс Адвансд Инжиниринг» и «Икстрак». Осталось бы взять на себя управление только над программным обеспечением, двигателем и обвесом. Это было бы дешевле и быстрее. Чтобы принять решение, в «Феррари» были созданы две отдельные группы, которые должны были найти лучшее под руководством Фердинандо Канниццо, руководителя отдела марафонских автомобилей «Феррари».

«С 499П было сложно, потому что мы начинали с нуля, — отмечает Канниццо. - На какое-то время это было просто углепластиковое шасси, но опыт и знания для проектирования такого прототипа имелись в компании. Когда мы начинали, у нас был комплексный концептуальный макет и концептуальное исследование. Мы провели настоящую гонку между ЛМГ и ЛМДг, и это было очень полезно. Я создал группу ЛМДг и группу ЛМГ и проверил, кто победит. Это дало нам возможность понять потенциал платформ, хотя в конечном итоге решение оказалось простым.

ЛМГ дал нам возможность спроектировать наше собственное шасси, не было никаких ограничений с точки зрения других систем, поэтому мы выбрали именно эту концепцию».

Ожидался переход сотрудников из «Формулы-1» в команду спортивных автомобилей, но, в конце концов, лишь небольшая горстка инженеров выбрала это путь. Это стало неожиданностью для многих, поскольку, когда «Феррари» объявила о своей программе, было широко распространено мнение, что усилия по созданию спортивных автомобилей поглотят инженеров, которые в противном случае были бы потеряны из-за правил ограничения затрат «Формулы-1». Также считалось, что, поскольку проекты «Марафон» и «Формула-1» представляют собой гибриды, между двумя гоночными программами будет существовать синергия. Это тоже оказалось неверным представлением, хотя там, где это было необходимо, команды работали вместе.

«У нас была своего рода синергия в инструментах, симуляторе и аэродинамике, но мы по-прежнему небольшая группа, — подтверждает Канниццо. - Мы сотрудничаем в компании благоприятным образом, и это очень полезно, особенно в некоторых областях, таких как система рекуперации. Но мы по-прежнему небольшая группа и достаточно независимы. Когда мы решили начать работу, фокус между проектами был разным, поэтому мы были сами по себе, но работали вместе во всех общих областях».

Одним из ключевых решений было то, какой двигатель использовать. У «Феррари» был выбор: создать чисто гоночный двигатель с полностью переработанной конструкцией или разработать двигатель на базе модели 296. Они выбрали последний вариант, несмотря на дополнительную работу, которую это повлекло бы за собой.

«Этот двигатель, по сути, относится к семейству V6, — говорит Канниццо. – Это не тот же самый блок, потому что это нагруженный элемент шасси, но архитектура та же. Мы можем быстро перенести все, что узнаем в этой программе, на дорожные машины. Блок создан для того, чтобы выдерживать нагрузки, но все вокруг него, то, как нам удалось добиться облегченной конструкции этого двигателя, просто потрясающе, и мы знали, что в какой-то момент ребята из дорожных автомобилей найдут способ использовать эти идеи. На данный момент наш двигатель полностью обработан, но они работают над использованием иных технологий, что было бы здорово, поскольку мы могли бы значительно сэкономили вес».

Вторым важным решением, которое необходимо было принять, было то, какую гибридную систему выбрать. Будет ли система «Макларен» предлагать преимущества работы с экспертами из мира «Формулы-1» или лучше система «Бош»?

«Что касается ЭБУ, то главное — это свобода написания собственного программного обеспечения, — говорит Гильяно Сальви, управляющий по эксплуатации гоночных автомобилей «Феррари» на трассе. – В «Формуле-1» один и тот же поставщик, одно и то же программное обеспечение для всех, поэтому они не исследовали все возможности потенциала. У нас был большой опыт работы с «Бош» на автомобилях ГТ, мы довольны их оборудованием, и это главная причина, по которой мы пошли по этому пути».

Нурегсаг для Ле-Мана оснащен системой полного привода, которая меняет подход к динамике полностью, когда дело доходит до гибридной активации, если сравнивать с системой из «Формулы-1», которая работает только на задней оси. Однако это не означает, что различные отделы работают изолированно друг от друга.

«Что касается общей темы сотрудничества с командой «Формулы-1», у нас есть разные отделы, но мы по-прежнему делимся довольно многими данными с точки зрения программного обеспечения, ноу-хау и потенциальных решений для автомобиля, — говорит Сальви. – Ни для кого не секрет, что мы используем систему рекуперации и гибридную батарею совместно с автомобилем «Формулы-1», так что это еще один пример того, как много мы делимся. Для программного обеспечения гибридного автомобиля и самой батареи наличие готовых стандартов «Формулы-1» на нашей стороне значительно облегчило нашу работу. После того, как были приняты решения по двигателю, гибридной системе и платформе для создания автомобиля, можно было начать серьезную работу по производству 499П, готовить к испытаниям на трассе.

«Когда начинаете с нуля, первое, что нужно решить, — это то, как распределить вес и каковы ограничения с точки зрения общего веса, — продолжает Сальви. – Затем мы также смогли поддержать все технические рабочие группы некоторыми предложениями по сближению или корректировке условий, чтобы обеспечить как можно большую справедливость между двумя платформами, из которых выбирали. Нам нужно было решить, на какую платформу мы хотим перейти, а затем решить, какую синергию мы можем получить между отделом «Формулы-1» и отделом дорожных автомобилей».

Программа ГТД была разработана с использованием симулятора дорожного автомобиля, и проект 499П стартовал таким же образом. Однако «Феррари» разрабатывала новую симуляционную установку для «Формулы-1», и к тому времени, когда 499П начали всерьез тестировать, команда смогла переключиться на старый симулятор «Формулы-1». Это был шаг в правильном направлении, позволивший команде полностью сосредоточиться на проверке результатов в виртуальном и реальном мире, чтобы помочь в будущих программах испытаний. Поскольку эта работа продвигалась быстрыми темпами, программа создания прототипа начала собираться до крайнего срока омологации в конце 2022 года.

«Мы проделали немало работы над виртуальной частью и немного торопились в течение шести месяцев тестов до первой обкатки, - говорит Сальви. - Нам нужна была надежность, поэтому, с точки зрения настройки, возможно, мы могли бы немного улучшить ее и сократить отставание от машин впереди».

Хотя программы располагались рядом друг с другом в технологическом центре, команда спортивных автомобилей избегала излишне беспокоить команду «Формулы-1», поскольку у той был свой собственный проект и свои проблемы, которые нужно было решить. У команды разработчиков 499П также не было недостатка в собственном опыте.

«Иногда мы обменивались информацией или использовали инструменты, стенды и программное обеспечение, доступные в «Формуле-1», но соблюдая их приоритеты, — говорит Сальви, бывший гоночный инженер «Феррари», который в прошлом работал с Фелипе Массой и Кими Ряйкконеном. – Пока в нашей деятельности не возникало крупных проблем, мы не обращались за помощью. Они были вполне доступны, весьма полезны, но на них оказывалось довольно большое давление, им также приходилось концентрироваться на своей работе. Однако обмен был, и это была именно та «сумма», которая нам была нужна».

Объединение опыта различных отделов, безусловно, помогло создать автомобиль, конкурентоспособный в первый год соревнований. Тесты на трассе 499П начались в июле 2022 года, намного позже «Порше» 963, которому в ИМСА были поручены испытания гибридной системы, используемой во всех автомобилях ЛМДг. Однако с точки зрения подготовки и успеха в гонках «Феррари» имеет преимущество над своими традиционными соперниками и является одним из фаворитов.

Модель 499П показала себя быстрой на одном круге и достаточно надёжной, чтобы финишировать в гонках, несмотря на то, что перед её гоночным дебютом на «Сибринге» прошло всего шесть месяцев разработки на трассе.

С момента объявления в феврале 2021 года о возвращении «Феррари» в высший класс и до своего дебюта в Нурегсагах 17 марта 2023 года 499П прошел несколько этапов разработки.

«Мы можем говорить о трех основных этапах: на симуляторе, на стенде и на трассе, — объясняет Сальви. - Концептуальную часть 499П мы разработали на симуляторе. Затем мы начали параллельную работу на стенде, собирая и анализируя все входные данные тестов на симуляторе. Когда машина достигла определенного уровня зрелости, мы приступили к работе на трассе».

Тестовые трассы были выбраны в соответствии с их характеристиками и с учетом ограниченного времени: Фьорано, Имола, Муджелло и Валлелунга, а также Поль-Рикар, Арагон и Портиман (три европейские трассы, подходящие для марафонских испытаний). Таким образом, до марта обе машины проехали в общей сложности более 24 000 км.

«Для Нурегсага после омологации автомобиля проводится ограниченное количество натурных испытаний, — говорит Сальви. – Поэтому мы старались использовать любую возможность для эффективной интеграции всех систем и повышения уровня надежности компонентов автомобиля».

Постоянное взаимодействие между цифровым и реальным миром позволило точно настроить 499П, используя два автомобиля одновременно и команду из 30 инженеров. Во время разработки на работу на трассе приходится около 70 процентов времени, а остальные 30 - на симулятор. Первый этап разработки - электронное управление, координирующее гибридную систему 800В в полноприводной компоновке, включающую электродвигатель спереди и двигатель внутреннего сгорания сзади.

«Определив проблемы, мы решили их, чтобы программа могла быть максимально непрерывной, — говорит Сальви. – Существует два основных направления развития: одно касается производительности, а другое — надежности. Когда программа запускается, существуют модели, полученные на основе цифрового моделирования, которые определяют, как автомобиль должен вести себя в реальности. Объединение виртуального и реального — это главная задача разработки.

Работа на симуляторе позволяет многократно увеличить вычислительную мощность и моделировать самые разные сценарии, что имеет решающее значение для повышения производительности. Затем пришло время первых реальных испытаний. Мы работали над использованием инновационного подхода, новой для нас методологии. После испытаний мы анализируем каждый компонент, и если обнаруживаются дефекты или проблемы, они классифицируются. После того, как мы определили приоритетность категорий, решили отдельные проблемы, модифицировали детали, - и все это помогает повысить надежность. Наиболее сложными в этом отношении оказались электроника, часть, связанная с гибридной трансмиссией и системой полного привода».

• < Назад
• Вперёд >