Силуэты

Три V8 на одной скрепке

Предисловие к этапу Суперкаров в Ипсвиче.

Когда «Гоночная Техника» в конце 2000-х поглядывала за австралийскими Суперкарами, мир там был довольно легко объясним даже человеку, только что спустившемуся с европейской гоночной пальмы. Были «Форд» и «Холден». Были большие седаны и пятилитровые V8. И была уже довольно далеко зашедшая попытка сделать так, чтобы «красные» и «синие» спорили, прежде всего, руками гонщиков, а не конструкторов. Сами понимаете, не наш формат.

С 2003 года «Проект Синька» (Project Blueprint) постепенно унифицировал то, что находилось под кузовами «Фалкона» и «Коммодора». Дошло до того, что появившемуся в 2007 году «Холдену VE» ради попадания в общую геометрию укоротили колёсную базу на 93 мм и опустили кузов относительно исходной машины. Тогда это казалось довольно серьёзным вмешательством в понятие «туристический автомобиль». Мы ещё не знали, что будет дальше.

 На долгое время эту ветку автоспорта мы почти потеряли из виду, лишь изредка заглядывая на какой-нибудь «Батерст». Вернулись за подробностями, а «Холдена» уже нет, большие серийные седаны тоже скорее остались в воспоминаниях, а на месте прежней системы вырос Пок3 (Gen3) с общей силовой структурой, множеством унифицированных узлов и сразу тремя кузовами, которые чемпионат теперь старательно заставляет изображать равных родственников.

 Для восстановления полноценного знакомства с ними календарь словно специально приготовил нам «Квинсленд Рейсуэй» (Queensland Raceway).

 3,126 километра, шесть поворотов, практически отсутствующий рельеф, средняя скорость около 165 км/ч и примерно 255 км/ч на самом быстром участке. За форму трассу давно прозвали «Скрепкой» - Paperclip. Конфигурация действительно производит впечатление автодрома, который инженер мог нарисовать на полях блокнота во время особенно затянувшегося совещания.

 Тем она и хороша. На сложносочиненной трассе всегда имеется возможность объяснить результат чем-нибудь ещё: рельефом, необычной связкой поворотов, поребриками, длинным скоростным участком. На «Скрепке» оправданий меньше. Машина тормозит, поворачивает, разгоняется, снова тормозит - и повторяет упражнение до тех пор, пока её сильные и слабые стороны не перестают притворяться случайностью.

 Особенно моторные. В конце 2000-х мы сравнивали близкие по философии пятилитровые V8. Теперь под одинаковой табличкой «около 600 л.с.» прячутся три весьма разных двигателя.

 У «Тойоты Супры» - 5,2-литровый 2UR-GSE с четырьмя верхними распределительными валами, четырьмя клапанами на цилиндр, изменяемыми фазами и «квадратной» размерностью 94×94 мм.

 У «Форда Мустанга» - 5,4-литровый «Койот», тоже четырёхвальный и четырёхклапанный.

 У «Шевроле Камаро» - 5,7-литровый LTR с одним распределительным валом в блоке и двумя клапанами на цилиндр.

 Во всех трёх случаях организатор хочет видеть примерно одну мощность и один предел в 7500 об/мин. Но гонщик-то не ездит на строке «максимальная мощность».

 Мощность связана с моментом:

 P = M·ω.

 Поэтому одинаковые 600 сил наверху совершенно не требуют одинаковой кривой момента до этой точки. После медленного поворота важнее не то, сколько двигатель выдаст однажды при 7500 об/мин, а какую среднюю тягу он сможет поддерживать на всём разгоне между двумя переключениями.

 Именно здесь у «Тойоты» уже обнаружилась особенность, о которой сама команда «Уокиншо» (Walkinshaw TWG) говорит достаточно открыто. Карл Фо (Carl Faux) не любит слово «провал», но признаёт: относительно двигателя «Дженерал Моторс» у 2UR-GSE имеется область оборотов, где момента меньше. Особенно это проявляется при полном газе после медленного поворота, когда двигатель оказывается как раз в соответствующей части характеристики. На «Хидден-Вэлли», например, проблема была заметна при разгоне со второй передачи. На «Скрепке» таких упражнений задают в обильных количествах.

 Можно сколько угодно добиваться равной максимальной мощности на моторном стенде, но трасса спросит другое: сколько секунд за круг двигатель проводит в неудобной части своей характеристики?

 Причём в Суперкарах давно поняли, что даже мощностью дело не исчерпывается. При сравнении двигателей организаторы проверяют момент инерции, положение центра масс, характер замедления двигателя и другие параметры. То есть задача уже ближе не к «сделайте нам три одинаковых графика», а к попытке уравнять то, как три совершенно разные конструкции ведут себя внутри целого автомобиля. Это печально.

 И тут «Тойота» привозит в Ипсвич ещё одну тему для обсуждений: мотор, который должен перестать ломаться.

 В первый сезон 2UR-GSE в Суперкарах получился быстрым, но не слишком впечатляющим. Отказы уже отняли очки, а главным слабым местом оказался газораспределительный механизм. Инженеры сами описывали характер проблемы очень знакомо любому, кто хоть раз пытался лечить нагруженный механизм: усилили одно звено - следующим слабым оказалось соседнее.

 К Ипсвичу «Уокиншо» (Walkinshaw TWG) и «Суиндон Пауэртрейнс» (Swindon Powertrains) подготовили спецификацию Б с изменёнными деталями клапанного механизма. Один обновлённый двигатель сначала пережил около 250 км в режиме, который команда считает особенно неприятным по циклу нагрузок, - затем ещё 520 км испытаний на «Бенде» без отказов. После этого Б-спец начали устанавливать на несколько «Супр» для первого боевого применения.

 Физика тут проста, но в простоте своей потому и беспощадная.

 Клапану приходится не просто открыться и закрыться. Его нужно разогнать, остановить, разогнать обратно, снова остановить - и повторить это десятки раз в секунду. В очень грубом приближении характерные инерционные нагрузки растут вместе с квадратом угловой скорости:

a ~ h·ω²,

 а сила, которую приходится воспринимать деталям привода,

 F = m·a.

 Поэтому дополнительные несколько сотен оборотов не дают механизму пропорциональные несколько процентов неприятностей. Они способны добавить заметно больше. Если одновременно требуется обеспечить заданный закон подъёма клапана, сохранить наполнение цилиндра и не потерять мощность, а детали ГРМ уже начинают самовольничать и покидать насиженные места, простое решение «сделаем всё массивнее» быстро превращается в новый источник нагрузки. Добавлять прочность нужно, проявляя чудеса инженерной эквилибристики, если не хочется терять мощность.

 Сам Карл Фо после успешного испытания отказался говорить о стопроцентной уверенности: до сезона двигатель тоже прошёл тысячи километров (и тут эти поставщики, так их разэтак!), а настоящие гонки всё равно нашли новые слабые места.

 Австралийские коллеги поэтому внимательно ждут не столько скорости Б-спец, сколько того, сможет ли она спокойно пережить настоящий гоночный цикл.

 А рядом находится машина, у которой перед Ипсвичем нашлась неисправность настолько простая, что на её фоне вся современная система технического паритета слегка краснеет.

 «Форд» Уилла Брауна (Will Brown) с начала сезона ездил с 49-миллиметровым воздушным ограничителем вместо положенного 50-миллиметрового. Этот ограничитель чемпионат когда-то выдал команде только для демонстрационного мероприятия перед сезоном, но он остался на машине и провёл там восемь этапов. Команда «Трипл Эйт» всё это время искала причину нехватки скорости, меняла двигатель, проводила стендовые проверки и, в конце концов, уже решила пересадить Брауна на запасное шасси. И только после Перта обнаружился тот самый миллиметр. Команда оценивает среднюю потерю примерно в 0,15 секунды на круге.

 Казалось бы, 1 миллиметр от 50 – совсем мало, 2%. Но не надо забывать, что, во-первых, через эту штуковину воздух несется на околозвуковых скоростях. Во-вторых, хоть и измеряем мы диаметром, но потоку интереснее, через какую площадь его заставляют протискиваться.

A = π·d² / 4.

 У отверстия диаметром 49 мм площадь примерно 1886 мм². У 50-миллиметрового - около 1963 мм². То есть возвращённый миллиметр увеличивает геометрическую площадь прохода примерно на 4,1%.

 Разумеется, писать вслед за этим «Браун получил четыре процента мощности» нельзя. Расход воздуха через ограничитель зависит от перепада давлений, режима течения, коэффициента расхода, состояния воздуха и всей системы впуска, а двигатель не обязан во всех точках карты упираться именно в предельную пропускную способность отверстия.

 Но теперь мы сможем хотя бы примерно, оценить, чего стоит этот самый миллиметр. Точнее, могли бы с куда большей уверенностью, если бы команда не отказалась от своего решения пересадить пилота Брауна на новое шасси. А она не отказалась. И теперь сиди гадай, в чем больше заслуга повышения темпа (оно, скорее всего, состоится): рестриктора или шасси. То же самое можно будет сказать и про случай, если повышения не будет. Может, это шасси теперь «кривое». В общем, обширная тема для спекуляций.

 К пятнице задача успела стать ещё веселее: новую машину Брауна остановила неисправность коробки передач в блоке с главной передачей. В первой тренировке он был шестым и скоростью остался доволен, во второй нормального времени уже не поставил; команде пришлось срочно менять агрегат и выпускать машину на «рекламную» сессию фактически для контрольной обкатки.

 Следующая история тоже начинается с равенства на бумаге.

 В 2026 году Суперкары перешли на полностью возобновляемое топливо - смесь на 85% из этанола и на 15% из «биобензина» из отходов. Расход вырос настолько заметно, что организаторам уже пришлось корректировать длину отдельных гонок и позднее увеличивать запланированный запас топлива для длинных этапов.

 И тут снова выяснилось: одинаковое топливо плюс одинаковая максимальная мощность не означают одинакового количества топлива, необходимого трём разным двигателям для выполнения одной работы.

 Удельный расход зависит от эффективности сгорания, состава смеси, фаз газораспределения, насосных потерь, нагрузки и частоты вращения. Поэтому большой «толкательный» LTR, четырёхвальный «Койот» и 2UR-GSE со своими японскими регулируемыми фазами совершенно не обязаны во всех точках карты превращать килограмм топлива в одинаковое количество работы.

 Чемпионат в последние месяцы отдельно собирает данные по расходу трёх марок. На «Шевроле» уже вносили небольшие изменения в карты управления во время Таунсвилла, а отдельный «Камаро» гоняли именно здесь, на «Квинсленд Рейсуэй», для дальнейшей оценки.

 Чем не нагляднейший пример, что технический паритет начинает напоминать борьбу с гидрой. Сравнили мощность – взялись за момент. Потом принялись за инерцию двигателя. Теперь - за расход. И каждый раз выясняется, что слово «равный» требует ещё одного уточнения.

 Право слово, будто бы для того и делается, чтоб болельщики взмолились выдать всем одинаковые движки и не мучиться – все равно в Австралии легковушек уже не производится, да и вообще все эти ваши ДВС – от лукавого.

 Ещё веселее получилось с шинами.

 На первой и третьей гонках Ипсвича используется нынешний «мягкий» «Данлоп», на второй - старый «супер мягкий». В нормальном мире название позволяло бы построить простую этимологически-дедуктивную цепочку. Если одна шина называется «мягкой», а вторая «сверхмягкой», вторая должна быстрее разгоняться до хорошего сцепления, давать больше начальной хватки и быстрее расходовать ресурс.

 Суперкары предлагают не спешить с выводами и почувствовать себя Доктором Ватсом. Новый «мягкий», появившийся в прошлом году, временами оказывается одновременно и быстрее, и долговечнее старого «супер мягкого». Настолько, что сам чемпионат вместе с «Данлопом» хочет создать новую действительно более мягкую и менее долговечную сверхмягкую шину. Теперь её появление отодвинули до 2028 года. Любители зрелищности приуныли, а вот ценители сюрреализма должны пребывать в полном восторге.

 Одни и те же автомобили в течение одного уик-энда будут ездить на двух каучуковых изделиях, чьи названия обещают одну иерархию, а реальное поведение иногда выдаёт противоположную. Помножим это на комментарии организаторов, которые обещают, что состояние сцепления заметно меняется в течение дня.

 И даже аэродинамическую историю здесь теперь правильнее рассматривать не через привычное «кто меньше расталкивает воздух».

 Перед сезоном все три кузова провели более пятидесяти часов в трубе «Уиндшир» (Windshear), владельцы которой гребут деньги лопатой, судя по всему, потому что абсолютно все чемпионаты ездят на омологацию именно туда. Ни у кого еще не возникло недоумения, почему именно туда? Ну, хорошо, у австралийцев за неимением собственной легковой промышленности могут и трубы атрофироваться за ненадобностью. Но, реально, в США лететь ближе получается? Самое время доставать глобус и проверять.

 И летели они туда не инкогнито, но с особым предписанием. На этот раз организаторы старались выровнять уже не только сочетание прижима и сопротивления, а чувствительность аэродинамики к положению машины. У «Мустанга» передняя часть оказалась более чувствительной по дорожному просвету: ниже нос - больше переднего прижима, выше - потеря быстрее. У «Камаро» зависимость была более пологой, но исходный баланс оказался сильнее смещён вперёд. «Супра» и «Форд» по характеру изменения передней нагрузки оказались ближе друг к другу.

 По ходу сезона одной трубы всё равно оказалось мало. После анализа реальных гонок «Камаро» уже меняли аэродинамический пакет, а дополнительные испытания проводили - опять же - на «Квинсленд Рейсуэй».

 Когда мы оставляли австралийский Туризм в конце 2000-х, чемпионат уже пытался решить сложную задачу во имя Зрелищности: заставить «Форд» и «Холден» внешне оставаться достаточно разными, чтобы люди продолжали различать их с трибун, и достаточно одинаковыми, чтобы различия были видны только снаружи, и только с расстояния не менее 100 метров в хорошую погоду.

 Но то были робкие попытки на фоне того, что творится сейчас. Правда, сама жизнь и злосчастная физика подбрасывает заигравшимся с уравниловкой организаторам все новые задачки.

 Теперь на одной «Скрепке» встретились три совершенно разных двигателя, три кузова, две довольно странно расположившиеся в собственной иерархии шины, новое топливо и несколько месяцев технических расследований.

 «Тойоте» предстоит доказать, что её новый клапанный привод умеет не только помогать выдавать «около 600 л.с.», но и делать это достаточно долго. Брауну - выяснить, сколько именно стоил потерянный миллиметр и не скрывалось ли за ним что-нибудь ещё. «Шевроле» - продолжить изучать тему расхода топлива.

 Ипсвич – как скрепка на чистом столе. Не занимает места, но позволяет разложить разные бумаженции с рядами цифр, сравнить все, а потом собой же скрепить этот ворох макулатуры, чтоб сохранить где-нибудь в шкафу нашей памяти.

• < Назад
• Вперёд >