Ралли

«Баха 400»: два поколения «Мэйсонов» против четырёхсот килограммов топлива

На соревнованиях «Баха 400» получится редкое для «пустынных» гонок почти прямое сравнение двух поколений одной конструкции. Энди Макмиллин (Andy McMillin) стартует на «Форде Раптор Мэйсон» второго поколения (Ford Raptor Mason Gen2), тогда как Брайс Мензис (Bryce Menzies) выводит «Форд Раптор Мэйсон» первого.

Обе машины полноприводные, обе принадлежат команде «Мензис Моторспортс» (Menzies Motorsports), а Пок2 выросло непосредственно из десятилетнего опыта эксплуатации Пок1. Здесь интересно не искать очередные «плюс сколько-то сил», а посмотреть, какие переменные конструкторы вообще решили убрать из поведения «трофи-трака».

Первое поколение уже само по себе было радикальным отходом от прежней школы пустынных грузовиков. «Мэйсон Моторспортс» (Mason Motorsports) пришлось самостоятельно создавать передний дифференциал, раздаточную часть, приводы и ступичные редукторы, поскольку готовая полноприводная трансмиссия плохо сочеталась с монструозным ходом колеса. Передние порталы смещают ШРУС относительно оси колеса и дают часть понижения уже у ступицы, уменьшая требования к остальному приводу. Полноприводная схема позволила реализовать мощность, которая на заднеприводном «трофи-траке» всё чаще уходила в буксование: Нил Мэйсон (Neal Mason) ещё несколько лет назад говорил о переходе от приблизительно 870 л.с. к моторам мощностью свыше 1100 л.с.

Но Пок1 оставляло фундаментальную компоновочную проблему. Двигатель уже располагался в базе, однако традиционная конструкция заднего моста заставляла помещать большой топливный бак позади желаемого центра масс. Сам Мэйсон называет оптимальным состояние примерно при двух третях топлива: при полном баке лишняя масса сильнее нагружает задние колёса и одновременно разгружает передние, а ниже двух третей баланс начинает смещаться в обратную сторону. Машина поэтому не имеет одной развесовки - она медленно меняет её на протяжении всей гонки.

Для Пок2 эту задачу сделали центральной. Новая конструкция задней части трансмиссии позволила передвинуть двигатель назад примерно на 26 дюймов, или 660 мм, бак перенесли практически к центру масс, а остальные постоянные тяжёлые агрегаты распределили так, чтобы доля веса на передней и задней осях почти не менялась от полного бака до пустого. В опубликованных материалах объём топливной системы указан как 140–145 американских галлонов, то есть примерно 530–550 л. Это порядка четырёхсот килограммов бензина!

Физика этого решения проста. Продольное смещение общего центра масс определяется не только исчезающей массой топлива (mf), но и её плечом относительно центра масс машины. Чем дальше бак находится от него, тем больше момент (mf*g*l), который меняется по мере расходования бензина. Перенос почти четырёхсот килограммов топлива к центру масс резко уменьшает (l), поэтому грузовик становится легче, но значительно меньше меняет собственный баланс.

Для подвески это важно. С изменением статической нагрузки на ось меняется положение кузова относительно рабочего хода, запас до ограничителей, требуемое низкоскоростное демпфирование и нагрузка на шину при торможении и разгоне. При дальнем заднем баке одна настройка неизбежно является компромиссом между тяжёлой задней частью в начале отрезка и более передней развесовкой перед следующей заправкой. Пок2 пытается позволить амортизаторам работать с одной и той же машиной, масса которой уменьшается, но продольное распределение этой массы остаётся почти постоянным.

При этом подвеска стала ещё длинноходнее. У Пок2 25 дюймов, 635 мм, хода спереди и 32 дюйма, 813 мм, сзади; прибавка переднего хода относительно предыдущей архитектуры составляет около дюйма. Нил Мэйсон отдельно подчёркивает, что её получили без ухудшения рабочих углов приводов. Для полноприводного «трофи-трака» это принципиально: увеличение хода само по себе бесполезно, если на крайних положениях подвески критично растут углы работы ШРУСов, ускоряется их износ или появляются нежелательные колебания скорости вращения привода.

Нижний передний рычаг Пок2 поэтому тоже перестал быть обычной цельной деталью. Он состоит из трёх секций: центральную высоконагруженную часть выполняют из стали 4340, наружные - из алюминиевого сплава. Получается возможность использовать сталь там, где нужны сопротивление удару и высокая локальная прочность, не расплачиваясь стальной массой всего рычага. Модульность имеет и чисто ралли-рейдовое преимущество: после повреждения можно заменить одну секцию вместо изготовления или ремонта всего рычага.

Ещё серьёзнее переделана задняя часть трансмиссии. У Пок1 мощность к заднему мосту передаёт обычная для такой компоновки цепочка с одним карданным трактом и одной главной парой. На Пок2 поток мощности разделён между двумя валами и двумя парами шестерён главной передачи. Мэйсон называет карданные валы и главные пары одними из регулярно встречающихся точек отказа современных «трофи-траков»: полный привод позволил резко увеличить реализуемый момент, после чего запас прочности трансмиссии снова оказался ограничивающим фактором.

Разделение потока здесь работает примерно так же, как параллельные силовые ветви в любой передаче. При одинаковом суммарном моменте каждая ветвь принимает меньшую его долю; уменьшаются силы в зацеплении, крутящий момент в валу и контактные напряжения зубьев. Полученный запас можно потратить двумя способами - повысить долговечность при прежней мощности или передавать больший момент при сопоставимом ресурсе. Для «Бахи», где трансмиссию убивает не средний момент, а пики после разгрузки и последующего восстановления контакта колеса с поверхностью, второй вал является прежде всего способом бороться с ударной усталостью.

При этом сама идея коробки передач Мэйсона давно строится вокруг той же проблемы. Пятиступенчатая «Мэйсонматик» (Masonmatic) сочетает гидравлические пакеты фрикционов с цилиндрическими шестернями последовательной коробки, позволяя переключаться под полной мощностью без снятия тяги. Если одна передача или пакет повреждены, её можно пропустить, а не потерять всю последовательность передач. Для длинной пустынной гонки такая «деградирующая работоспособность» не менее ценна, чем чистая скорость переключения: частично неисправная трансмиссия всё ещё может довезти машину до обслуживания.

Компоновка Пок2 потребовала перестроить и охлаждение. Воздух к теплообменникам теперь направляется через организованный тоннель в районе кабины, а сами радиаторы перенесены ниже и дальше назад. Нил Мэйсон прямо называет две причины: уменьшение сопротивления задней части кузова и возможность поставить массу охлаждающего блока туда, где она полезнее для центра тяжести и развесовки. Это важная деталь: несколько десятков килограммов радиаторов, жидкости, вентиляторов и магистралей расположены достаточно далеко от геометрического центра машины, чтобы их перенос уже влиял на инерцию тангажа.

Аэродинамический выигрыш здесь тоже нельзя сводить к красивому воздуховоду. Радиатор требует массового расхода воздуха, а значит создаёт внутреннее сопротивление: поток надо забрать, затормозить в сердцевине теплообменника и затем вывести из кузова. Чем хуже организованы вход и выход, тем больше давление перед радиатором превращается не в охлаждение, а в сопротивление и хаотичный поток. Пок2 пытается сделать систему охлаждения полноценным аэродинамическим трактом, одновременно уменьшая чувствительность радиатора к пыли и возмущённому потоку за кузовом.

По опубликованной спецификации Пок2 весит с полным баком около 7450 фунтов - 3380 кг, имеет базу 126 дюймов - 3,20 м и колею 94 дюйма - 2,39 м. Используются 40-дюймовые шины «Тойо» (Toyo), 18-дюймовые колёса «Кей-Эм-Си» (KMC), шестипоршневые тормоза «Брембо» (Brembo) с 15-дюймовыми дисками и двигатель Рэя Даганса (Ray Dougans) с управлением «МоТеК» (MoTeC). Напрямую сравнивать эти 3380 кг с ранними Пок1 вряд ли возможно: для прежних «Мэйсонов» публиковались значения примерно 6800-6900 фунтов, но они относились к другому топливному запасу и более ранним спецификациям.

Больший бак нужен не ради того, чтобы потрясти воображение фанатов цифрами. «Мэйсон» проектировали Пок2 с расчётом пройти «Сан-Фелипе 250» вообще без дозаправки, а «Баху 500» - с одной. Для пустынной гонки это фактически ещё один параметр скорости: пит-стоп стоит минуту и более, но потеря не ограничивается секундомером. После остановки машина может вернуться за более медленным соперником и следующие километры провести в его пыли, поэтому пропущенная заправка одновременно экономит стационарное время и снижает риск потери времени на трассе.

«Баха 400» неплохо подходит для проверки всей этой конструкции. Дистанция профессиональных классов составляет 423,16 мили - около 681 км. После быстрых участков вокруг Охос-Негрос маршрут проходит через Валье-де-ла-Тринидад и каменистую «козью тропу», идёт к ранчо Майка, спускается через русло Санто-Доминго, затем выходит к прибрежным секциям и возвращается к Энсенаде. Одному грузовику в течение одного заезда нужны тяга полного привода на разгоне, большая энергоёмкость подвески на серии волн, контроль кузова на быстрых дорогах и достаточный запас хода без лишней остановки.

На медленных каменистых участках преимущество стабильной развесовки должно проявляться через тягу и предсказуемость вертикальной нагрузки на передние колёса. На быстрых волнах важнее станет контроль тангажа: чем меньше меняется нагрузка на заднюю ось по мере опустошения бака, тем меньше меняется энергия, которую приходится гасить передним и задним амортизаторам. На длинных разгонах проверяется уже трансмиссия - полный привод позволяет реализовать более тысячи сил, но вместе с тем многократно увеличивает число высокоамплитудных циклов момента в карданах, главных передачах и приводах.

Поэтому сравнение Макмиллина с Мензисом нельзя получить из финишного протокола. Пок1 - зрелая, многократно проверенная конструкция, на которой уже известны настройки и характер изменения машины по дистанции. Пок2 предлагает более правильную с точки зрения физики компоновку, но одновременно приносит новые трансмиссию, задний мост, расположение двигателя, охлаждение и подвеску - то есть сразу несколько новых систем, ресурс и взаимодействие которых ещё предстоит проверить.

Самый интересный параметр после гонки - градиент изменения темпа. Если Пок2 действительно сохраняет развесовку неизменной при расходовании топлива, по мере дистанции она должна требовать меньшей адаптации стиля, реже менять баланс на торможении и разгоне и стабильнее использовать один комплект настроек подвески.

• Вперёд >