Что недоговаривают в FIA? Выводим Феррари на чистую воду...

05.05.2020 01:44

 

Скандал вокруг возможного использования со стороны Ferrari топливных лазеек в техническом регламенте прошлого года поутих на фоне бушующего коронавируса. Но дотошные эксперты вроде Крэга Скарборо не собираются спускать им всё с рук...

 

....Что же противозаконного могла сделать Ferrari в прошлом году, и как ей могло это сойти с рук? Давайте разберемся вместе…

 

.....

Для мониторинга уровня потребления топлива FIA объявила тендер на изготовление соответствующего измерительного прибора. Соревнование выиграла компания Gill Sensors, ультразвуковые сенсоры которой были полностью лишены подвижных частей, которые могли мешать течению топлива, и обеспечивали высочайшую точность измерений. Устройства (на рис. ниже) были установлены в промежутке между насосом низкого давления (на рис. ниже «Fuel pump (low pressure)»), размещающимся непосредственно в топливном баке, и насосом высокого давления (на рис. ниже «Fuel pump (high pressure)») на самом двигателе. Эти сенсоры были подключены к главной цепи, и собранные данные отправлялись одновременно на электронный блок управления и записывающее устройство от FIA. При этом показатели датчиков в плане калибровки проверялись третьей стороной, чтобы замер везде производился с одинаковой частотой.

Если не считать проблем с топливом Red Bull, возникших в 2014 году, в целом эти сенсоры стали стандартом для современной Формулы 1 и не доставляли никаких хлопот. Незаметным был и новый тендер среди производителей от FIA в 2017 году и смена поставщика датчиков в 2018-м – им стала компания Sentronics.

Чтобы повысить эффективность мотора, инженерам необходимо было придумать способ прогонять топливо от бака до двигателя с большей скоростью, чем это позволяет регламент. Это можно было сделать, либо сохраняя часть горючего в области за датчиком, при этом не увеличивая скорость потока и оставаясь тем самым в рамках правил, либо перехитрив считывающее устройство.

В первые годы действия нового регламента одна за другой выпускались технические директивы в попытках предотвратить создание запаса топлива в цепи за датчиком. С таким запасником, который показан на рисунке ниже в пунктирной области, команда могла не превышать скорость подачи топлива, а просто сохранять часть горючего в отсеке, чтобы в нужные моменты и с нужной интенсивностью подавать его на насос высокого давления, а оттуда – к цилиндрам.

Изначально в регламенте не оговаривались никакие ограничения на объем топлива в трубопроводе, накопителях и насосах за пределами топливного бака. Но в FIA очень быстро смекнули, что здесь есть лазейка, и сначала установили довольно щедрый лимит в 2 литра горючего во вспомогательных системах, а затем снизили его до 250 куб.см. Кроме того, понимая, что в этой области есть потенциальный риск новых изобретений, FIA распорядилась утвердить к 2021 году отдельную спецификацию, в рамках которой производством трубопровода между топливным баком и насосом должна заняться Magneti Marelli, а насосы высокого давления должны поставляться компанией Bosch Motorsport. Так что в Федерации прекрасно понимали о существовании этих лазеек и делали всё, чтобы их прикрыть.

Второй способ – перехитрить датчик – реализовать сложнее, зато он способен обеспечить реальную отдачу в случае успеха, поскольку можно будет регулировать скорость потока топлива по своему усмотрению. Но как это сделать? Пустить горючее в обход датчика или механически изменить конструкцию сенсора нереально – FIA моментально заметит подлог. Поработать с составом самого топлива, чтобы датчик при его прохождении регистрировал меньшую скорость потока, тоже не удастся, поскольку управляющий орган заранее позаботился о том, чтобы сенсоры перекалибровывались всякий раз, когда меняется формула горючего.

Остается воздействовать на датчик при помощи электрического сигнала. Сенсоры и системы сбора данных машины работают с разной частотой. Частота для сенсоров установлена на отметке 2,2 кГц, что означает чтение информации с частотой 2200 раз в секунду. Таким образом, датчик периодически считывает информацию и генерирует электрический сигнал. Визуально это можно отобразить на графике с импульсами – по одному импульсу в 1/5000 секунды, где величина импульса отражает показатель замера. Если импульсы превышают отметку в 100 кг/с, скорость топливного потока считается завышенной. Причем, как было отмечено выше, и сами команды, и FIA имеют доступ к записанной информации.

Если можно как-то снизить пики импульсов, в FIA будут считать топливный поток соответствующим установленным нормам, хотя на самом деле его скорость может быть выше. Подобная корректировка импульсов в электрических сигналах достигается при помощи создания помех дискретизации. Этого можно добиться двумя способами: путем изменения сигнала или изменения скорости потока топлива.

Первый вариант вполне реализуем, и сейчас много говорят о том, что в районе датчика замера топливного потока могут проходить высоковольтные провода от гибридной системы и тем самым создавать наводку. Есть и другие способы повлиять на электрический сигнал, регистрируемый датчиками от FIA. В этом случае сенсор будет снимать не пиковые показатели импульсов, как предполагается, а включаться до или после их возникновения, тем самым занижая реальные показатели скорости топливного потока.

Второй вариант также может быть воплощен на практике. Дело в том, что любые топливные насосы обеспечивают не постоянную скорость потока, а работают с определенной пульсацией. Так что как и график электрических импульсов, график скорости движения горючего в системе также обладает пиками. При этом во время пульсаций скорость топлива может превышать отметку в 100 кг/с, но если синхронизировать насос с сенсором по частоте сбора информации, то можно регистрировать только нижние показатели между пиками пульсаций. А поскольку, как мы уже говорили, выходные данные сенсора доступны командам, у них есть все необходимое для осуществления такой частотной синхронизации.

Неизвестно, что именно делали в Ferrari, но что-то делали, это точно, и это прямо подтвердил президент FIA Жан Тодт. В следующем сезоне  эти лазейки должны быть закрыты. В частности, командам будет закрыт доступ к информации о частотных характеристиках топливных сенсоров, а данные будут отправляться по выделенному шифрованному каналу FIA.

Источник

 

С этого сезона будут использоваться два топливных датчика, установленные последовательно. Первый (на схеме зелный), такой же как в прошлом году--FlowSonic Elite. Информация полученная от этого сенсора будет доступна как командам, так и фиа.  Второй сенсор--FlowSonic  FIA FFM (на схеме синий).  Информация от второго будет доступна только фиа.

 

В новом датчике применена технология сглаживания (anti-aliasing). Так же, в  работе сенсора используется принцип рандомности, что в совокупности со сглаживанием делает невозможным синхронизацию с частотой работы устройства.  По сепциальному кабелю в зашифрованном виде, показания сенсора направляются к блоку регистрации данных  (FIA SDR) (не путать с блоком ECU). Сенсор Fia FFM будет выдаваться в начале уикенда и изыматься после гонки. 

 

 

3 Отзыва