Полсотни метров жизни: Трубы безопасности

«Фактически это первая деталь, которую устанавливают в кузов будущей раллийной машины», — показывая рукой на сплетение серебристых труб, говорит Жан-Клод Лефевр, директор по связям с общественностью подразделения Peugeot Sport. Именно здесь создаются знаменитые красные «львы» — Peugeot 307 WRC, всего 32 машины в год, каждая стоимостью 550 тысяч евро. «В конце 1970-х годов, когда я участвовал в ралли вместе со своим напарником Жан-Пьером Николя, ныне директором Peugeot Sport, каркасы безопасности еще не считались обязательными. А сейчас именно эти 50 метров труб зачастую разделяют жизнь и смерть: при авариях они уже спасли не один десяток гонщиков».

Стальная паутина

До 1993 года полный каркас безопасности даже на автомобилях «высшей лиги» (группы А) считался необязательным — достаточной была установка только главной дуги, изогнутой трубы, проходящей за спинками сидений экипажа. Ее английское название — safety rollbar — полностью отражает ее назначение: защищать экипаж при перевороте. Сейчас главную дугу можно встретить и на «гражданских» автомобилях, в основном кабриолетах. Впрочем, как рассказал нам Александр Лесников из Школы искусства вождения Driving Art, обычные трехточечные ремни при перевороте не способны надежно удержать тело в кресле, так что польза от главной дуги в этом случае весьма сомнительна.

Кроме главной дуги основными элементами каркаса безопасности являются боковые и передняя дуги. Все они, согласно правилам FIA, должны быть изготовлены из цельных кусков холоднотянутой (бесшовной) нелегированной малоуглеродистой (максимум 0,3%) стальной трубы диаметром 50 мм и толщиной стенок 2 мм (либо 45х2,5 мм). Остальные элементы каркаса могут быть изготовлены из труб меньшего диаметра — 38х2,5 мм или 40х2 мм.

В 1980-х годах делались попытки создать каркас не из стали, а из более легких материалов, например алюминия и титана. Но оказалось, что и алюминиевый, и титановый каркасы под нагрузкой не гнутся, а просто ломаются. А в титановом каркасе нет особого смысла еще и по причине высокой стоимости: его изготовления будет по карману разве что богатым заводским командам, участвующим в чемпионате мира по ралли (к тому же для машин WRC снаряженная масса ограничена правилами снизу и не может быть меньше 1230 кг).

Поваренная книга

Каркас для каждой модели разрабатывается индивидуально. Занимаются этим как заводские команды, так и специализированные фирмы (например, Pro Drive или Safety Devices), а установлен он может быть как самим разработчиком, так и в гараже команды, если установщик гарантирует его надежность. «Сам каркас продается в виде набора труб и инструкций. Во-первых, это сертификат изделия, в котором написано, из каких деталей он состоит и в какой именно последовательности его нужно собирать. Во-вторых, это фирменная идентификационная табличка, которая по правилам должна быть установлена на каркасе. И, в-третьих, конечно, сам набор уже согнутых и нарезанных труб», — говорит Геннадий Брославский, руководитель школы Driving Art, чемпион России по ралли в группе N2. — Собирать каркас нужно строго по прилагаемой схеме. Если последовательность операций нарушить, то в какой-то момент можно столкнуться с ситуацией, когда очередную трубу мы просто не сможем поставить на отведенное ей место».

Трубы соединяются между собой с помощью сварки. В соответствии с требованиями безопасности (ст. 253 приложения J) FIА, «предпочтительна электродуговая сварка в среде защитного газа. Сварной шов должен полностью опоясывать периметр трубы». Соблюсти эти требования бывает довольно трудно: каркас должен проходить максимально близко к кузову и к крыше, где иногда находятся соединения трех-четырех труб. Тем не менее каркас ставится на машину без демонтажа крыши (правда, в редких случаях это все же приходится делать).

По правилам допускается соединение каркаса с кузовом только в определенных местах. Он может крепиться болтами, но сейчас, в связи с ужесточением требований для профессиональных соревнований, крепление осуществляется в основном с помощью сварки: трубы привариваются к кузову через «косынки» в нескольких разрешенных местах и к усиленным площадкам на полу. При этом необходимо учитывать тот факт, что порой, при больших объемах сварочных швов, металл может просто «уводить». Поэтому, если каркас вваривать неправильно, можно фактически уничтожить кузов: его просто «поведет». «А если нет точности в геометрии — ни о какой точности в пилотировании и речи быть не может», — говорит Александр Лесников.

Поэтому раллийные автомобили обычно делаются «на кондукторе» — силовые точки кузова закрепляются на жесткой станине (это и есть кондуктор), и только после этого вваривается каркас.

Две задачи

Каркас безопасности — это основной силовой элемент раллийного автомобиля (если не считать пола), кузов здесь играет значительно меньшую роль. По словам Геннадия Брославского, «если даже кузов сделать картонным, но с хорошим каркасом, такой автомобиль поедет». Это, конечно, преувеличение, но общий смысл передан верно: силовая клетка из труб, прикрепленная к чашкам подвески, увеличивает жесткость кузова в несколько раз, и это значительно улучшает управляемость машины.

Но все же основная задача каркаса безопасности — это защита экипажа. Стальная клетка обеспечивает «жизненное пространство» даже при очень серьезных авариях: согласно требованиям FIA, каркас безопасности в сборе должен выдерживать вертикальную нагрузку, в 7,5 раз превышающую вес машины с экипажем, приложенную к вершине главной дуги под небольшим углом. Но все же бывают случаи, когда этого недостаточно: например, в прошлом году на ралли Германия Subaru Impreza WRC, ударившись бортом о каменный блок, перевернулась еще несколько раз.

К счастью, штурман Филип Миллз все же успел слегка наклонить голову, поэтому удар, пришедшийся на правый передний угол крыши и вмявший внутрь каркас безопасности, не причинил ему большого вреда. Уже на следующее утро он был выписан из больницы: врачи обнаружили только легкие сотрясения и ушибы.

Подобный удар — один из самых тяжелых для каркаса безопасности. Но усилить этот угол уже практически невозможно — два года назад обязательной стала косая распорка, из верхнего переднего угла крыши к нижнему переднему углу двери (по прямой), и рабочего пространства для пилота и штурмана теперь остается совсем мало (не говоря уже о посадке в кресло!). Еще более опасен боковой удар — скажем, столкновение с деревом или столбом при скольжении боком. А вот во фронтальном направлении силовая клетка развита значительно меньше, потому что здесь есть и без того неплохая защита — перед чашками передней подвески, где, собственно, и начинается каркас, расположена деформируемая зона, поглощающая энергию удара (хотя раллисты, по словам Геннадия Брославского, все же стараются избегать фронтальных ударов, пытаясь тормозить кузовом или даже переворотом).

После любой аварии каркас безопасности проверяется. И в случае, если его целостность и геометрия нарушена, машина снимается с соревнований. Впрочем, как говорят раллисты, если каркас поврежден, это, как правило, означает, что машина вряд ли уцелела настолько, чтобы продолжить гонку.

Гражданские варианты

Глядя на то, что осталось (собственно, почти ничего) от машины Ford Focus WRC после аварии на ралли Аргентина, и на пилота Маркко Мартина, отделавшегося контузией, начинаешь испытывать уважение к этой трубчатой конструкции. Почему бы не ставить каркасы безопасности в обычные серийные автомобили? Первая (хотя и не главная) причина — разумеется, стоимость. По меркам раллийных бюджетов каркас — не самая дорогая деталь: наиболее сложные конструкции обходятся от 4 до 7 тысяч евро, а простые могут стоить и $1000. Вторая и основная причина в том, что раллийные машины не более безопасны для обычных водителей — просто они позволяют избежать одних травматичеcких факторов в пользу других. Да, жизненное пространство сохраняется, но зато в спортивном автомобиле нет подушек безопасности, а неэластичные многоточечные ремни подвергают пилота при авариях значительным перегрузкам (при упомянутой выше аварии Subaru Impreza — 27g!). И, наконец, даже если вы все же решитесь установить в свой автомобиль каркас безопасности (и многоточечные ремни), пройти техосмотр в России на такой машине будет весьма затруднительно — для этого нужно получить сертификат НАМИ.

Выражаем благодарность Никите Гудкову (журнал «Автоспорт») и Алексею Меньшову за помощь при подготовке статьи.

Источник http://www.popmech.ru/vehicles/5400-polsotni-metrov-zhizni-truby-bezopasnosti/