Формула 1

Перегибрид Индикара

Новое соединение с неочевидной сферой применения.

Если смотреть на ситуацию поверхностно, то новость выглядит почти анекдотично. В «Индикаре», несмотря на молчаливое сопротивление со стороны участников (малая, но весьма заметная, как заноза в пальце, часть которых теряла титулы из-за технических проблем), несколько лет уже внедряют гибридную систему. По мере внедрения нам рассказывают о новом этапе развития серии, увеличении доступной энергии на круг. А затем летом 2026-го объявляют: «мощность гибрида придётся уменьшить».

В автоспорте принято считать, что кризис начинается тогда, когда машине не хватает скорости. Здесь произошло несколько иное. Скорости-то хватало, а вот ресурса - нет. По ходу сезона начали накапливаться отказы мотор-генераторов, накопителей энергии, силовой электроники, отдельных элементов гибридного контура. Причём проблема оказалась настолько серьёзной, что возникли опасения по поводу запаса исправных узлов на остаток чемпионата!

Напомним, что нынешний гибрид для «Индикара» представляет собой сравнительно компактную систему, разработанную совместно с мотористами «Шевроле» и «Хонды» и компанией «ЭМПЕЛ» (EMPEL). Она включает в себя мотор-генератор мощностью около 60 л.с. (45 кВт), накопитель энергии на основе суперконденсаторов (они занимают меньше места и быстро отдают заряд) и силовую электронику управления. В отличие от «Формулы-1» здесь нет сложной многоуровневой энергетической архитектуры, но вся система должна выдерживать очень агрессивные циклы зарядки и разрядки практически без потери мощности по ходу гонки. Именно поэтому ресурс компонентов с самого начала считался одним из главных рисков проекта.

Есть старое правило, верное для любой сложной техники. Первый предел системы определяется не максимальной нагрузкой, которая она может выдержать, а самой слабой деталью, которая может подвести в любой момент.

Пока гибрид выдавал меньше энергии, всё выглядело приемлемо. Потом инженеры постепенно увеличивали энергетические лимиты, и внезапно для экспериментаторов выяснилось, что между "работает" и "работает весь сезон" лежит пропасть, которую на данный момент не перепрыгнуть.

Организаторы не публиковали подробный анализ отказов, однако наиболее вероятным объяснением выглядит именно тепловой режим системы. При частых циклах рекуперации и последующего использования энергии растёт температура накопителя и силовой электроники. Повышенная температура ускоряет деградацию материалов, увеличивает электрическое сопротивление соединений и снижает ресурс электронных компонентов. Получается замкнутый круг: чем активнее используется гибрид, тем сильнее нагрев, а чем сильнее нагрев, тем быстрее сокращается срок службы системы.

Каждый раз, когда система проходит цикл быстрой разрядки-зарядки, она нагревается. Это мы, как пользователи сотовых телефонов знаем сами. Каждый такой цикл приближает элементы к старению. Именно поэтому в «Индикаре» прямо говорят о необходимости снизить тепловую нагрузку, чтобы не допускать деградацию элементов.

И это чем-то неуловимо напоминает «Формулу-1» 2014 года. Тогда инженеры доказали путем натурных экспериментов по ходу гран-при, что главная проблема для такой системы - температура.

Главная неприятность подобных систем заключается в том, что нагрузка растёт не линейно. Если увеличить доступную энергию на 20%, это ещё не означает увеличение тепловыделения на те же 20%. Чтобы накопитель успел принять и затем отдать больше энергии за то же время, приходится увеличивать токи заряда и разряда. А тепловые потери в электрических системах пропорциональны квадрату тока. В результате сравнительно небольшой прирост доступной энергии может привести к заметному увеличению тепловой нагрузки на силовую электронику, кабели и сам накопитель. Именно поэтому дополнительная тепловая энергия зачастую оказывается намного дороже дополнительных лошадиных сил.

«Индикар» сейчас проходит очень похожий путь, что и «Формула-1», только на гораздо более простой технике. Именно поэтому ситуация выглядит столь поучительной. Даже относительно скромная по отдаче гибридная система оказалась значительно сложнее, чем казалось на презентациях.

Почему многие болельщики вообще изначально не любят этот гибрид? Человеку обещали техническую революцию. Он приходит на гонку. Смотрит. А потом спрашивает:

- Простите, а где революция?

В ответ ему объясняют, что «революции» пришлось прикрутить краник на двадцать процентов ради надёжности.

Реакция оказалась предсказуемой: многие болельщики считают, что система добавила массу, сложность и расходы, но не принесла столь же заметного прироста зрелищности.

Если в «Индикаре» все-таки планируют оставить хоть какие-то зачатки инженерной конкуренции, а не только рекламную составляющую, то из этой ситуации им нужно внести максимум пользы, и прокол с гибридом можно подать, как «взросление технологии». Сначала система показывает, что она может, а потом показывает, сколько и чего стоит её эксплуатация.

Что показательно, проблема возникла не на этапе проектирования и даже не на первых тестах. Она проявилась только тогда, когда систему начали догружать и регулярно проходить десятки гоночных дистанций подряд.

Лошадиные силы найти несложно. Куда сложнее заставить их исправно работать каждое воскресенье.

• Вперёд >