Аэродинамические хитрости из разных эпох

Leyat Helica 1921 года — одна из самых странных конструкций в истории автомобилестроения: скорее самолёт без крыльев, чем автомобиль в нормальном понимании этого слова. Машину разработал один из пионеров воздухоплавания, французский инженер Марсель Лейат: единственным её движителем служил установленный спереди воздушный винт. Изобретатель построил целый ряд машин, различавшихся конструктивно: с тремя или четырьмя колёсами, с открытым или закрытым кузовом, с разными двигателями и пропеллерами. На этом экземпляре — двухлопастной винт, вращавшийся двухцилиндровым двигателем ABC мощностью 8 л.с. Привода на колёса нет в принципе, а управляется машина поворотом задней оси. Снаряд с каплевидным корпусом из фанеры весит всего 250 килограммов. В общей сложности Лейат построил около 30 машин: как вы понимаете, его конструкция оказалась тупиковой.

Гоночный Sunbeam 350HP 1920 года конструкции Луи Коталена — он же Blue Bird, за рулём которого легендарный Малкольм Кэмпбелл поставил два рекорда скорости в 1924 и 1925 годах. Под длинным капотом — авиационный двигатель V12 объёмом 18,3 литра, развивавший около 355 лошадиных сил. Изначально машина создавалась для гонок по скоростному овалу в Бруклендс. В 1923-м Кэмпбелл выкупил машину у производителя, и в ходе подготовки к рекордным заездам организовал продувку в аэродинамической трубе авиастроительной фирмы Boulton Paul. По её результатам машина получила зауженный кожух перед радиатором, удлинённый хвост и обтекатель за головой пилота, а также каплевидные накладки, прикрывшие заднюю подвеску. За рулём этой машины Кэмпбелл установил три рекорда скорости, последний — 242,628 км/ч на дистанции в милю со стартом с ходу.

Подразделение Audi Tradition представило в Гудвуде Auto Union Type 52 — задуманный в первой половине 30-х годов спорткар, разработанный инженерным бюро Фердинанда Порше, но так и не построенный в металле. Реплику никогда не существовавшего автомобиля создала британская реставрационная фирма Crosthwaite & Gardner по сохранившимся чертежам. Впрочем, многое пришлось додумывать и проектировать заново. По сути, это среднемоторный болид Auto Union для гонок «Гран-При», одетый в закрытый трёхместный кузов и адаптированный для дорог общего пользования. По проекту, мотор V16 4.4 с компрессором Roots вместе с трансмиссией был заимствован у гоночного Auto Union Type A, но на этом ходовом образце установили более крупный мотор V16 объёмом 6 литров. Шасси с рамой лестничного типа — также по образу и подобию гоночного болида. Но нас больше всего интересует каплеобразный кузов из алюминия: благодаря его обтекаемым обводам машина должна была разгоняться до 200 километров в час.

На грузовой платформе мерседесовского «экспресс-транспортёра» — болид Формулы-1 модели W196, разработанный под руководством Рудольфа Уленхаута к сезону-1954. И тогда, и сейчас гоночные «формулы» имели открытые колёса — но в те годы это ещё не было обязательным по правилам. Поэтому специально для скоростных автодромов — в первую очередь, итальянской Монцы — мерседесовцы спроектировали особое обтекаемое оперение. Зализанные обводы, полностью скрывавшие колёса, давали значительный перевес в максимальной скорости: по воспоминаниям Ханса Херрмана, на трассе во французском Реймсе машина достигала примерно 290 километров в час — на 10–15 км/ч быстрее Ferrari. А вот на более техничных автодромах громоздкий кузов мешал пилоту ощущать габариты, поэтому использовали традиционное оперение с открытыми колёсами. В основе автомобиля — пространственная рама из алюминиевых трубок, внешние панели были изготовлены из магния. Двигатель — рядная «восьмёрка» объёмом 2,5 литра с десмодромным клапанным механизмом и системой непосредственного впрыска топлива, развивавший около 260 лошадиных сил. В 1955 году Хуан-Мануэль Фанхио, выступавший на Мерседесе, завоевал свой третий в карьере титул.

Дорожно-гоночный Ferrari 250 GTO: один из самых успешных спорткаров в длинных гонках в период с 1962 по 1964 год, и один из самых ценных автомобилей в мире на сегодня. Он был в кратчайшие сроки спроектирован легендарным конструктором Джотто Биззаррини на основе серийного спорткара 250 GT SWB. Помимо удачного шасси и мощного двигателя V12, залогом успеха в соревнованиях стала прекрасная аэродинамика. При том, что внешние обводы создавались буквально «на глазок»! (хотя и с учётом предыдущего опыта исследований в аэродинамической трубе). Сдвинутый до предела назад и вниз двигатель позволил понизить линию капота, округлый передок с крохотной прорезью для радиатора эффективно прорезал воздух (если мотору не хватало охлаждения, можно было открыть дополнительные заслонки между фар), а плавно ниспадающая линия крыши со спойлером по задней кромке минимизировала возмущения потока. Тесты в Монце показали, что максимальная скорость купе приближалась к 300 километрам в час. Выступавшие на Ferrari 250 GTO пилоты дважды побеждали в своём классе на «24 часах Ле-Мана» и принесли марке три титула в Международном чемпионате производителей GT.

Первый и, вероятно, самый амбициозный автомобиль американской команды Shadow создавался для гоночной серии Can-Am, славившейся «беспредельными» техтребованиями. Главная идея конструктора Тревора Харриса состояла в том, чтобы радикально уменьшить лобовое сопротивление за счёт снижения площади лобовой проекции примерно на 35% относительно конкурентов. Он спроектировал невероятно низкое шасси с колёсами малого диаметра (10-дюймовые шины для передней оси и 12-дюймовые для задней изготовила фирма Firestone по специальному заказу). Высота корпуса машины составляла всего 60 сантиметров! Ради этого пришлось пойти на компоновочные ухищрения: педали газа и тормоза лежат на боку, сцепление вынесено на рычаг коробки передач, а рулевая колонка расположена между ног водителя. Пришлось применить по три пружины на колесо и фрикционные амортизаторы. Радиаторы двигателя установлены за задними колёсами — воздух к ним подводится дефлекторами. А в дополнение к дисковым тормозам использовались подъёмные аэродинамические щитки. В гонках машина оказалась очень проблемной, постоянно перегревалась, и после множества переделок от неё отказались. Но уже в наши дни выяснили, что концепция была вполне рабочей — просто команда не смогла довести изощрённую машину до ума.

Plymouth Road Runner Superbird — один из наскаровских «аэродинамических бойцов»: особой серии машин с обтекаемыми кузовами, появившихся на рубеже шестидесятых-семидесятых. В те годы в соревнованиях NASCAR выступали хоть и сильно доработанные, но всё-таки серийные автомобили. При этом большинство гонок проходили на скоростных овалах, где даже средняя скорость переваливала далеко за 200 км/ч. Ford в 1969-м выпустил фастбек-купе Ford Torino Talladega и Mercury Cyclone Spoiler II — благодаря удлинённому обтекаемому передку они снискали большой успех в соревнованиях. Корпорация Chrysler ответила парой ещё более радикальных автомобилей: Dodge Charger Daytona и Plymouth Road Runner Superbird. Они получили стеклопластиковый надставной «нос» длиной почти полметра и высоченное антикрыло сзади. На этом голубом Плимуте выступал семикратный чемпион Наскара Ричард Петти. Легендарный американец самолично приехал в Гудвуд, а за рулём машины промчал его сын Кайл — тоже наскаровский экс-пилот.

Один из самых успешных автомобилей в кузовных гонках 70-х годов: BMW 3.0 CSL. С конца 60-х баварская марка выставляла в соревнованиях две основные модели: в младших классах — небольшие седаны BMW 1602 и 2002, в старших — купе BMW 2800 CS. Но последняя уступала конкурентам из-за лишнего веса, будучи на 200-300 килограммов тяжелее. Проблему решили, выпустив в 1973 году радикально облегчённую версию купе с трёхлитровым мотором, алюминиевыми панелями кузова, пластиковыми боковыми окнами и продуманным аэродинамическим обвесом. BMW 3.0 CSL получила передний спойлер, направляющие-«лыжи» на передних крылях, дефлектор над задним стеклом и высоченное регулируемое антикрыло на крышке багажника — из-за которого машину прозвали «бэтмобилем». В те годы в кузовных гонках обычно не использовали такое изощрённое оперение. Ради получения омологации было изготовлено 1265 машин, но полное оперение получили лишь последние 167 автомобилей. Причём в Германии сертифицировать антикрыло для дорог общего пользования не вышло, поэтому при продаже его клали в багажник. С «бэтмобилем» гонщики на BMW c 1973 по 1979 год выиграли шесть титулов в чемпионате Европы по кузовным гонкам (ETCC). Перед нами как раз такая машина в легендарной ливрее «Jägermeister», в которой выступала команда Alpina.

На этом Renault Alpine A442B экипаж Жан-Пьера Жоссо и Дидье Пирони одержал победу в «24 часах Ле-Мана» в 1978 году. Французский спорткар так называемой группы 6 был одним из первых ле-мановских прототипов с турбомотором — двухлитровой V-образной «шестёркой» мощностью около 500 лошадиных сил. В остальном же машина довольно традиционная для тех лет: построенный на основе алюминиевого монокока спайдер с удлинённой задней частью (что типично для Ле-Мана с его длинными прямиками). Но в ходе тестов в аэродинамической трубе зимой 1977-1978 годов в команде придумали один довольно авантюрный трюк, чтобы увеличить максимальную скорость: кокпит накрыли откидным колпаком из прозрачного пластика. При этом формально машина оставалась открытой: наверху было предусмотрено небольшое отверстие. У этого были свои недостатки — ухудшение обзорности и жара в кокпите. Но преимущества перевешивали: скорость на длинном шестикилометровом прямике «Ligne Droite des Hunaudières» выросла примерно на 8 километров в час. Как видно на фото, во время заездов на фестивале в Гудвуде колпак устанавливать не стали. Но он там точно был, ошибки нет: рядом с зеркалами можно рассмотреть его крепления из некрашенного алюминия.

Раллийный MG Metro 6R4 — не самый известный, не самый красивый и не самый удачный из автомобилей легендарной «группы Б». В чём ему не откажешь, так это в оригинальности: на нём использовали атмосферный двигатель V6, когда все конкуренты предпочитали турбомоторы. А его аэродинамическое оперение с антикрылом на переднем бампере не похоже ни на что. Вообще-то, антикрылья спереди используют в основном на «формулах» — даже для спортпрототипов это редкая экзотика. Но разработкой английского ралли-кара занималась команда Формулы-1 Williams — и, видимо, конструкторы пошли знакомым путём. Впрочем, со слов заводского гонщика Austin Rover Тони Понда, который занимался доводкой машины, антикрылья были довольно эффективными, заметно повышая устойчивость машины в скоростных поворотах.

Кольцевой BMW 318is популярного в 90-х класса «супертуризм» — пример творческого прочтения правил. По задумке специалистов Международной автомобильной федерации, в этом классе должны были соревноваться серийные двухлитровые седаны и хэтчбеки среднего класса — очень серьёзно доработанные, но внешне никак не отличающиеся от серийных. Первыми обойти правила додумались инженеры Alfa Romeo, и очень скоро их примеру последовали в BMW. В 1994 году баварцы выпустили и омологировали небольшую партию (пять тысяч машин) седанов третьей серии с оригинальным оперением: выдвижным передним спойлером (с тремя положениями) и задним антикрылом, которое можно было поднять на проставках, а ещё выдвинуть планки Гёрни на задней кромке самого крыла и крышки багажника. Решение оказалось эффективным, позволяя не только добавить прижимной силы на тех трассах, где это было необходимо, но и тонко работать с балансом машины. И вынудило FIA изменить правила: чтобы избежать неконтролируемого роста расходов, небольшие спойлеры и антикрылья разрешили всем производителям, вне зависимости от серийной комплектации модели.

Перед вами победитель марафона «24 часа Ле-Мана» 1999 года — BMW V12 LMR. Болид разработан совместно с «формульной» командой Williams F1. Как и положено топовым прототипам того времени, в основе него углепластиковый монокок; двигатель V12 6.0 — дальнейшая эволюция мотора, разработанного для спорткара McLaren F1. Главные аэродинамические особенности BMW V12 LMR при взгляде снаружи неочевидны. Между тем, это один из первых спортпрототипов, где использована схема с «поднятым носом» (имеется в виду передняя часть монокока, а не всей машины). За счёт этого из переднего диффузора лучше отводится воздух, что позволило увеличить прижимную силу на передней оси (её недостаток был бичом спортпрототипов). Сейчас по такой схеме выполнены практически все машины этого типа. А ещё разработчики немного схитрили: внимательно изучив формулировки техрегламента, они сделали одну узкую дугу безопасности за головой пилота — как на «формулах». Это позволило снизить лобовое сопротивление, и добиться более чистого потока на заднем антикрыле. До этого на ле-мановских прототипах применяли широкую «двухместную» дугу. Пару лет спустя их примеру последовали в Audi на прототипе R8, но потом организаторы Ле-Мана уточнили формулировки, фактически запретив такую конструкцию.

А напоследок мы решили добавить фотографию «солнце-мобиля», построенного студенческой командой из английского университета Дурхема в рамках инженерных соревнований World Solar Challenge. Крошечный кузов должен быть максимально лёгким, иметь достаточно места для размещения солнечных батарей и создавать минимальное сопротивление воздуху. Так что весь корпус в буквальном смысле состоит из обтекаемых крыловидных профилей, соединённых друг с другом!