«Формула-1» может оказаться очень жарким мероприятием как для водителей, находящихся в автомобилях, и зрителей, сидящих и стоящих под палящими лучами солнца, так и для инженеров в боксах команд гонщиков, готовящих автомобили к квалификационным заездам и непосредственно к гонкам. На кольцевых гоночных трассах, особенно в жарком климате, как, например, в Малайзии, температура в боксе может достигать +40 °C, а влажность может превышать 80% – поистине невыносимо! Команда «Формулы-1» MERCEDES AMG PETRONAS использует систему кондиционирования воздуха от ebmpapst для охлаждения боксов, особенно на гонках в жарких странах. Эффективный центробежный ЕС-вентилятор и практичная система тканевых воздуховодов обеспечивают оптимальный воздушный поток.
Жара заметно снижает концентрацию внимания членов команды, включая водителей, и мешает им безупречно выполнять необходимые операции в течение всех трех гоночных дней, поэтому MERCEDES AMG PETRONAS выбрала в качестве партнера и эксперта по системам охлаждения компанию ebm-papst. «Когда мы обсуждали принципы нашего сотрудничества, на первый план сразу вышел вопрос об охлаждении боксов», – рассказывает Гарет Джонс (Gareth Jones), управляющий директор филиала ebmpapst Automotive & Drives (UK) Ltd. Поэтому мы более внимательно рассмотрели эту проблему и совместно с нашим перспективным партнером разработали систему охлаждения боксов, которые часто используются в жарком климате и не имеют системы кондиционирования воздуха.
Гибкая система. Потребовалось учесть целый ряд требований. Система должна быть переносной и легко монтируемой, устойчивой к высокой влажности и запыленности, и, что особенно важно, она должна обеспечивать ощутимый эффект для всей команды. Сначала специалисты ebm-papst прояснили с членами команды MERCEDES AMG PETRONAS вопрос о том, какую систему кондиционирования воздуха нужно использовать: с водяным или с воздушным охлаждением. Когда стало понятно, что с проточной водой не будет проблем во всех местах проведения гонок, была окончательно выбрана система с водяным охлаждением. Дело в том, что система с воздушным охлаждением весила бы несколько тонн и занимала бы огромное пространство, в то время как система с водяным охлаждением весит всего 350 кг и является очень компактной: 1,3 м в ширину, 2,1 м в высоту и 90 см в длину (рис. 1). Малые габариты системы решают и другую задачу: адаптацию системы к разным планировкам боксов в разных местах проведения соревнований.
Рис. 1. Установка кондиционирования воздуха с водяным охлаждением имеет компактные габариты: 1,3 х 2,1 х 0,9 м
Команда MERCEDES AMG PETRONAS делит пространство типового бокса на разные участки: участок для корпуса автомобиля, для трансмиссии, крыльев, шин, инженерно-технического обслуживания, IT и рабочая зона для двух автомобилей. Два воздуховыпускных отверстия направлены на охлаждение рабочей зоны в передней части бокса и одно отверстие обеспечивает комфортный климат в зоне для VIP-гостей за автомобилями (рис. 2). В целях экономии места система охлаждения размещается в задней части бокса. Для подачи воздуха в разные части гаража компания ebm-papst выбрала тканевые воздуховоды. Воздуховоды очень легкие, прочные, компактные (что немаловажно при транспортировке) и легко адаптируются к размерам и планировке различных боксов. Воздух можно подавать на расстояние до 25 м из задней части гаража в любую точку. Чтобы на выходе из воздуховода обеспечивался требуемый воздушный поток, в системе установлен высокопроизводительный центробежный ЕС-вентилятор диаметром 500 мм. Крыльчатка, двигатель и электронные устройства вентилятора идеально сочетаются друг с другом, в совокупности обеспечивая КПД системы на уровне примерно 60%. Благодаря наличию диффузора, примыкающего к крыльчатке, вентилятор отличается низким уровнем шума. Он работает без проблем в диапазоне температур от -25 до +60 °C.
Рис. 2. Планировка бокса команды MERCEDES AMG PETRONAS Formula OneTM на Гран-при Малайзии PETRONAS в 2015 году. Система охлаждения подает воздух из задней части бокса в гостевую зону и в зону обслуживания автомобилей
Ресурсное испытание в Малайзии. Первое испытание в реальных условиях система охлаждения бокса прошла в сентябре 2014 года на Гран-при Италии. «Система оправдала наши ожидания, без проблем обеспечивая требуемое охлаждение», – вспоминает Джонс. На следующем этапе команда MERCEDES AMG PETRONAS применила систему в боксе на международной трассе Sepang в Малайзии на трехдневных соревнованиях, проходивших в феврале 2015 года. Там система не показала нужного результата. «Температура воздуха в Малайзии значительно выше, чем в Италии, поэтому мы сначала не могли создать ощутимо прохладный поток там, где необходимо. Проблема была не в системе охлаждения, а в перемещении воздуха», – поясняет Джонс. Части тканевых воздуховодов были отправлены в Англию для адаптации к более мощному воздушному потоку, необходимому для подачи охлажденного воздуха в нужные зоны бокса. Самой трудной задачей было увеличение воздуховыпускных отверстий тканевых воздуховодов без размочаливания волокон. Используя специальные инструменты, эксперты ebmpapst работали сутки напролет в поиске решения поставленной задачи. Кроме того, инженеры внесли изменение в ориентацию воздуховыпускных отверстий. «Вместо охлаждения передней части бокса мы направили поток прямо на зоны, в которых работают механики команды, чтобы они лучше ощущали эффект охлаждения», – рассказывает Джонс. Используя модифицированные компоненты, коллеги из филиала ebm-papst в Малайзии провели следующее испытание в заводском корпусе. Результаты оказались значительно лучше: благодаря системе охлаждения температура в помещении понизилась примерно на 19 °C, создав приятную для работы атмосферу вместо жары и духоты (рис. 3).
Рис. 3. Температура воздуха в Малайзии достигает +39,2 °C (фото слева). В помещении с работающим кондиционером рядом с воздуховыпускным отверстием термометр показывал +21,8 °C (фото справа).
Обещание выполнено. Система прошла «боевое крещение» на Гран-при Малайзии в марте 2015 года.«В те дни мы с нетерпением ждали испытания системы охлаждения в малайзийском боксе в реальных условиях, – вспоминает Пэдди Лоуи (Paddy Lowe), исполнительный технический директор команды MERCEDES AMG PETRONAS. – В выходные, когда проходит гонка, работа кипит, и водителям, инженерам и механикам приходится действовать в условиях высоких температур и высокой влажности. Для нас было настоящим облегчением ощутить комфортную атмосферу в боксе; это внесло свой вклад в успешное выступление команды». Система функционировала в полном соответствии с требованиями даже в самый разгар гонки, подавая охлажденный воздух с температурой не более 9 °C в зону работы механиков и в гостевую зону (рис. 4).
Рис. 4. Система охлаждения смотровой ямы обеспечивает комфортную температуру для инженеров, работающих с автомобилями, а также подает охлажденный воздух в гостевую зону
Теперь эта команда «Формулы-1» будет использовать систему охлаждения на всех жарких азиатских трассах. Следующим испытанием была городская трасса Марина Бей в Сингапуре в сентябре 2015 года. Имея глобальную сетьофисов, компания ebm-papst самостоятельно решает вопросы хранения компонентов систем и логистики между гонками – дополнительный сервис в рамках партнерства с командой «Формулы-1». Гарет Джонс доволен тем, что ему и его коллегам удалось существенно улучшить условия работы для инженерно-технического состава команды во время гонок. «Я постоянно обещал команде MERCEDES AMG PETRONAS: мы сделаем вас официально самой «прохладной» командой «Формулы-1», – смеется Джонс.
Компания ebm-papst и в 2016 году остается официальным партнером Кубка конструкторов «Формулы-1», учреждаемого Международной автомобильной федерацией «Формула-1» (FIA Formula OneTM), и команды MERCEDES AMG PETRONAS Formula OneTM, оказывая техническую поддержку в реализации инновационных решений по охлаждению. В прошлом году команда MERCEDES AMG PETRONAS провела свой самый успешный сезон, выиграв Кубок конструкторов и Кубок пилотов. Присоединившись к команде Formula OneTM, когда последняя обратилась к проблеме энергоэффективности и гибридным технологиям вследствие внесения изменений в регламент в 2014 году, компания ebm-papst стала частью этого выдающегося успеха.
В сотрудничестве с командой MERCEDES AMG PETRONAS Formula One™ компания ebm-papst разработала узкоспециальное решение по внешнему охлаждению (рис. 5), оптимизированное для радиаторов обтекателей и дуг безопасности болида F1 W05. Система внешнего охлаждения будет устанавливаться, когда машина будет стоять на стартовой решетке или в боксе, на всех соревнованиях Гран-при и на испытаниях. В целях достижения оптимальных характеристик автомобилей инженеры ebm-papst применили свои последние разработки в технологии производства вентиляторов. На стартовой решетке и в закрытом парке для охлаждения обтекателей и дуг безопасности будут использоваться новые осевые вентиляторы S Force, характеристическая кривая которых совпадает с кривой подпора выхлопа системы Mercedes и обеспечивает повышение подаваемого воздушного потока на 518%. Такая высокая производительность в сочетании с малым размером отвечает требованиям компактной и мощной переносной системы.
Рис. 5. Дополнительная система охлаждения для боковых модулей и предохранительной штанги используется, когда автомобиль находится на стартовой решетке или в боксе, как показано на рисунке (Венгрия, июль 2015 года)
Когда машина находится в боксе, обтекатели и дуга безопасности охлаждаются с помощью более шумного, но более мощного осевого вентилятора, в котором электродвигатель и крыльчатка встроены в кожух специальной конструкции, идеально стыкуемый с автомобилем, что обеспечивает максимальную производительность и низкий уровень шума.
Автор этой статьи – Марк Уильсон (Mark Wilson), директор по продажам компании ebm-papst Automotive & Drives (UK) Ltd
Вам нужна более подробная информация по этой теме? Пожалуйста, присылайте свои вопросы по адресу: Mark.Wilson@uk.ebmpapst.com
