9 сентября, 10:07

Как устроен самый быстрый автомобиль на Земле, набравший 757 километров в час

Все подробности про рекордный автомобиль Speed Demon — и автомобиль ли это вообще?

В середине августа на высохшем соляном озере Бонневиль автомобиль Speed Demon разогнался до 757 километров в час — тем самым став самым скоростным в мире автомобилем с традиционным поршневым двигателем. Нам в редакции «Мотора» стало интересно, как устроен этот чудо-болид, напоминающий скорее истребитель без крыльев, нежели автомобиль — и мы решили, что он достоин большего, чем простой новостной заметки.

Если вы зададите вопрос «какой автомобиль самый быстрый?», то на него придётся отвечать — «смотря на каком глобусе». Ведь самыми-самыми официальными рекордами вроде бы должны считаться те, что выполнены по правилам международной автомобильной федерации FIA и признаны ей. А «Демон скорости» на этот раз установил свой рекорд без участия FIA, по правилам Южно-калифорнийской ассоциации хронометристов (Southern California Timing Association, SCTA). Но раз уж мы в «Моторе» не поклонники бюрократии, то этот вопрос для ясности замнём.

Reload
1 / 2

Thrust SSC — обладатель рекорда скорости на суше: в 1997 году он разогнался до 1227,99 километров в час

Да и что считать автомобилем? По правилам FIA рекордный автомобиль может иметь почти любую конструкцию: хоть обыкновенный двигатель внутреннего сгорания, хоть реактивный, хоть даже ракетный — главное, чтобы колёс было четыре!

И вот признайтесь себе: готовы ли вы считать автомобилем, скажем, Thrust SSC, в 1997 году разогнавшийся до 1227,99 километров в час — этакий самолёт без крыльев с парой турбореактивных двигателей Rolls-Royce Spey, которые даже не приводят колёса?

Обладатель нового рекорда скорости для автомобилей с поршневыми двигателями Джордж Потит (справа) с Роном Мейном — тоже рекордсменом, который почти двадцать лет назад вдохновил его на постройку обтекаемого автомобиля Speed Demon

На этом фоне Speed Demon — само воплощение нормальности: у него обычный двигатель V8 (просто очень мощный, более 3000 лошадиных сил), привычного типа трансмиссия — механическая коробка, привод на задний мост... И примерно тысяча интереснейших нюансов.

«Демон скорости» — плод вот уже двадцатилетней эволюции. Да, рекордные заезды — это не Формула-1: автопроизводителей с космическими бюджетами и богатых спонсоров нет, так что время здесь течёт довольно медленно. Большинство участников — это просто обеспеченные фанатики своего дела.

Идейные вдохновители проекта — два американских бизнесмена: калифорниец Рон Мейн и Джордж Потит из Теннесси. Оба те ещё старики-разбойники: первому уже стукнуло 76, второму — 71. В заездах на максимальную скорость немало публики почтенного возраста... Помните Берта Монро из фильма «Самый быстрый Indian»? Тогда пожилой новозеландец был уникальным исключением, но сейчас это в порядке вещей.

Reload
1 / 4

Болид FlatFire Рона Мейна в 2001 году разогнался почти до 480 километров в час — став самым быстрым в мире автомобилем c нижнеклапанным двигателем Ford V8.

«Где Калифорния, а где Теннесси» — спросите вы, сверившись с картой Северной Америки. Двух петролхедов объединили заезды на соляном озере Бонневиль: оба сходили с ума по хот-родам, фантастические кастомы Джорджа Потита светились во всех автожурналах Америки, Рон Мейн ставил рекорды на своём обтекаемом болиде FlatFire (позже — EcoFire)... В середине нулевых двое приятелей объединили усилия и взялись за постройку «Демона скорости», и весной 2007 года машина была готова.

Reload
1 / 6

По правилам FIA все машины, развивающие более 550 километров в час, должны проходить испытания в аэродинамичекой трубе на стабильность

Speed Demon получился очень похожим на своего предшественника, только гораздо крупнее. Даже носовая секция обтекателя целиком заимствована у FlatFire — аэродинамикой обеих машин занимался авиаконструктор Эй-Джей Смит из небольшой фирмы Aerosmith Consulting & Engineering.

На этом фото хорошо видна своеобразная компоновка «Демона скорости» с тандемным расположением передних колёс.

Фото: speedandmotion.com

Но важнее концептуальное сходство. FlatFire был перестроен из старого дрегстера среднемоторной компоновки: болид для гонок по прямой «одели» в стреловидное оперение из углепластика, а широко расставленные передние колёсики заменили парой колёс, установленных друг за другом — то есть след в след. Аналогичную компоновку получил и Speed Demon.

Reload
1 / 4

Самая первая версия рекордного автомобиля Speed Demon: таким он увидел озеро Бонневиль в далёком 2007 году

В одеянии Speed Demon напоминает реактивный истребитель, а вот без него — скорее поршневой самолёт времён Второй мировой. Если снять углепластиковое оперение, то под ним обнаружится несложная пространственная рама из стальных труб. В 2015 году Джордж Потит на собственной шкуре испытал её прочность: из-за взрыва шины его болид перевернулся на скорости более 500 километров в час. Тогда всё обошлось — не только пилот избежал травм, но и рама не разрушилась.

Пространственная рама рекордного болида Speed Demon в его нынешней конфигурации

Расположенный за кокпитом моторный отсек скомпонован в длину весьма просторно, а вот по ширине упакован очень плотно — двигатель едва вписывается между продольными трубами шасси.

Reload
1 / 7

Последствия аварии в 2015 году, когда Speed Demon перевернулся на скорости более 500 километров в час

Любопытная деталь: фрагмент рамы над двигателем установлен на болтовых соединениях, чтобы помочь оперативной замене мотора. Точно так же на быстроразъёмных соединениях отщёлкиваются топливопроводы, патрубки системы охлаждения и наддува. Причём дело даже не в необходимости поменять мотор в случае поломки — просто обычно команда выступает сразу в нескольких классах, привозит с собой несколько двигателей разного объёма, и меняет их прямо между заездами.

Reload
1 / 2

На этом фото мотор недособран, и под турбинами видно блок пневмопривода переключения коробки передач (механизм работает от баллона со сжатым углекислым газом). Между турбин должен стоять жидкостный интеркулер, но здесь он демонтирован

Каким бы ни был мотор, компоновка «Демона скорости» остаётся неизменной — за пилотским кокпитом установлен двигатель в блоке с коробкой передач, которые через короткий карданный вал приводят задние колёса.

Из-за очень «длинных» передаточных чисел трансмиссии рекордный болид трогается с толкача. «Пикап служит нам первой передачей» — шутит Рон Мейн, сидящий за рулём Форда. Лишь на скорости около 30 километров в час пилот Speed Demon отпускает педаль сцепления и начинает самостоятельный разгон.

Сама реализация трансмиссии чертовски любопытная. Коробка передач Liberty механическая, с пневматическим механизмом переключения. Причём в ней аж семь ступеней, что объясняют в первую очередь... надёжностью — мол, при более частой нарезке передаточных чисел во время ударных переключений меньше страдают компоненты трансмиссии. А задний мост выглядит настоящим произведением искусства — картер главной передачи выточен из цельного куска алюминия в мастерской известного хот-роддера Дона Фергюсона.

Reload
1 / 2

На этом фото хорошо видно «качалки», через которые мост связан с пружинами и амортизаторами. Слева — топливный бак, позади колёс — радиаторы охлаждения коробки передач и заднего редуктора. Справа от пружин подвески видно бак для холодной воды, которая остужает интеркулер (он стоит между турбин)

«Будь у нас идеально ровное полотно, можно было бы обойтись вообще без подвески, — говорят в команде, — но соляная корка на озере местами напоминает бездорожье». Многие из машин, что строят для заездов по озеру, действительно не имеют подвески. Но у «Демона скорости» задний мост держит система из четырех продольных рычагов; пружины — традиционные конические, амортизаторами — фирмы JRI, есть стабилизатор поперечной усточивости. А вот установленные друг за другом передние колёса обходятся вовсе без подвески.

Тандемная установка передних колёс позволила заузить передок и снизить аэродинамическое сопротивление. А ещё так безопаснее: в 2008 году одна из передних шин взорвалась во время заезда, но это никак не отразилось на стабильности машины

Каких только двигателей не побывало в «Демоне скорости» за тринадцать лет! На него ставили четырёхцилиндровый Mopar от гоночных «миджетов», «смолл-блоки» Chevrolet V8 разного объёма, а в последние годы команда перешла на более современные V8 Chevrolet семейства LS. Все моторы традиционно турбированные.

Ну а в прошлом году главный моторист команды Кенни Дутвайлер впервые подготовил для Speed Demon «биг-блок» Chevrolet V8 объёмом аж 9,2 литра! Драйвером перемен стал рекорд в классе AA/FS, который Дэнни Томпсон установил два года назад на болиде своего легендарного отца Микки Томпсона. Тогда 50-летний автомобиль Challenger 2 c двумя моторами Chrysler объёмом 8,2 литра, работающими на нитрометане, разогнался до 722 километров в час.

Reload
1 / 2

Таким образом был не только установлен рекорд в классе AA/FS «свыше 500 кубических дюймов» (8,2 литра), но и показана наивысшая скорость для автомобиля с поршневым двигателем. Команда «Демона скорости» за эти годы ставила рекорды во всех возможных классах, а успех «Челленджера» подтолкнул их к переходу в более высокий класс.

Раньше этого не сделали, потому что крупный «биг-блок» не помещался в узком шасси. Вернее, так: не помещались моторы с более крупными гоночными головками цилиндров, а более компактные — не могли выдать нужной мощности. Теперь же моторист Кенни Дутвайлер смог подобрать удачные «мощностные» и при этом узкие головки.

Reload
1 / 3

Мотор V8 9.2 на стенде показал максимальную мощность 3155 лошадиных сил при сравнительно умеренном давлении наддува в 2,4 бара. Ради более равномерного распределения воздуха между цилиндрами дроссель выполнен овальным и наклонён назад, а ресиверу впуска придана «горбатая» форма. Кстати, впускной коллектор собран на болтах из двух деталей, выточенных из цельных кусков алюминия

Тут стоит пояснить: принадлежность двигателя к марке Chevrolet довольно условная — с серийными моторами его роднит только геометрия блока (межцилиндровое расстояние, крепление головок, расположение распредвала, размеры коренных шеек). А сам блок и головки — специальные гоночные, фирмы Dart, не говоря уже о начинке мотора.

Как ни странно, многие компоненты мотора серийные. Точнее, мелкосерийные — разных американских фирм и фирмочек, поставляющих детали для автоспорта. Кроме блока и головок Dart это коленвал Callies, клапаны Ferrea (впускные — титановые), турбины Precision Turbo, рокеры Jesel. А вот, скажем, поршни Diamond сделаны специально для этого мотора, как и шатуны шведской фирмы Auto Verdi Racing. Профиль кулачков распредвала Comp Cams заимствован у дрэгстеров класса Top Fuel.

На этом фото хорошо видно: 1 — быстросъёмный фрагмент рамы, облегчающий замену двигателя; 2 — вышибную панель наверху впускного коллектора. Последнее решение заимствовано из дрэг-рейсинга: в случае взрыва мотора эту деталь должно сорвать, что позволит сохранить в целости оперение машины.

Все «восьмёрки», которые Дутвайлер строит для «Демона скорости», оснащены двумя турбинами. Но самое интересное, что вне зависимости от объёма двигателя они одинаковые — это дрэговые турбины Precision Turbo GEN2.2 Pro Mod 88. Такое решение упрощает быструю замену двигателя — а на удобство управления тягой на рекордной машине можно закрыть глаза.

Как и другие моторы на Speed Demon, «биг-блок» V8 9.2 потребляет не бензин, а метанол. Напомню, что калорийность спирта заметно ниже, зато гораздо выше детонационная стойкость — то есть турбинами можно «надуть» более высокое давление без риска повреждения двигателя.

Благодаря широкому фонарю из плексигласса кабина «Демона скорости» отличается прекрасной по меркам рекордных автомобилей обзорностью

Так, этот двигатель развивает свои максимальные 3155 лошадиных сил при давлении наддува 2,4 бара. Но Дутвайлер говорит, что мотор выдержит и 3500 сил без потери надёжности. Другое дело, что в рекордных заездах не всё решают лошадиные силы — из-за постоянной нехватки «зацепа» по ходу минутного заезда мотор работает в режиме максимальной мощности буквально 7-8 секунд. А в начале разгона двигатель вообще выдаёт не более 700 сил — больше просто не реализовать.

Крохотный руль в форме искривлённой восьмёрки — как у дрегстеров. На нём кнопки переключения передач. Щиток приборов Motec позволяет отслеживать практически любые данные — датчиков, отслеживающих работу разных систем, на борту Speed Demon очень много. В кадр не попал рычаг выпуска тормозных парашютов по левую руку от пилота

Частота максимальной мощности — 8300 оборотов в минуту. По меркам серийных моторов с нижним расположением распредвала и штанговым приводом клапанов это невероятно много. Но для гоночных моторов такого типа это далеко не предел: кольцевые нижневальные моторы серии NASCAR способны выдавать даже более 10000 оборотов в минуту!

Чтобы прокормить этот чудовищный мотор с парой громадных турбин, на каждый цилиндр приходится по три (!) топливных форсунки: пара привычных электромагнитых инжекторов Siemens, плюс форсунка механической системы впрыска Enderle для дополнительного обогащения смеси — итого 24 инжектора на один мотор. Ведь в режиме максимальной мощности расход топлива составляет около 590 литров на 100 километров!

Любопытно, что Кенни Дутвайлер всегда намеренно выбирает не самый объёмный вариант мотора из доступных. Объяснение такое: это бы повысило крутящий момент на «низах», тем самым увеличив вероятность пробуксовки колёс на разгоне. И даже объём впускного коллектора подобрали так, чтобы снизить момент на низких оборотах. Именно шины — узкое место для рекордного болида: соляная корка крайне абразивна, и лишняя пробуксовка грозит разрушением шины.

Ведь специальные 18-дюймовые шины Mickey Thompson на ведущей оси имеют ширину всего 23 сантиметра — словно у не самого горячего хэтчбека. Хотя рассчитаны на скорость до 850 километров в час! К слову, передние шины фирмы Goodyear и того меньше: посадочный диаметр 15 дюймов, ширина — 12,5 сантиметра.

Шины работают на пределе. Это фото 2016 года, когда прямо во время одного из заездов разрушилось колесо на ведущей оси.

Управляет всем этим хозяйством электронный блок Motec с уймой датчиков и системой телеметрии. Одна из ключевых систем — это трэкшн-контроль, позволяющий снизить пробуксовку ведущих колёс (пусть и не свести её на нет). Ведь шины почти лишены запаса по прочности, а соляная корка крайне абразивна — так что любая пробуксовка может привести к разрушению колеса и аварии. Очевидцы рассказывают, что со стороны его работа отчётливо слышна, будто мотор «подтраивает».

Перед заездом в бак системы охлаждения досыпают лёд

Нетрудно заметить, что ракетоподобный корпус машины практически лишён отверстий — не считая воздухозаборников турбин и прорезей для выхлопных труб. Секрет прост: для рекордных автомобилей традиционный способ охлаждения двигателя — при помощи бака с водой и льдом. Тем самым отпадает необходимость в воздухозаборниках для радиатора и интеркулера — благодаря этому снижается аэродинамическое сопротивление (аналогичное решение нередко используется и в дрэг-рейсинге).

Можно было подумать, что новый рекорд у Потита уже в кармане: быстрый и надёжный, отработанный до мелочей автомобиль, подходящий мотор высокой мощности, опытная команда... Но на пути к рекорду команда хлебнула трёхлетнюю порцию проблем. Судя по этой истории, установление рекордов скорости бывает очень драматичным спортом!

Рекордная попытка в этом году едва не закончилась после третьего заезда — из-за пожара на борту. Причём изучение телеметрии показало, что он был лишь следствием прогоревшего поршня! Данные показали, что в четвёртом цилиндре «беднила» смесь. В команде уже думали отказываться от выступления в самом старшем классе и ставить менее мощный двигатель, но механики всё же взялись оживить «биг-блок».

Из-за прогоревшего поршня из мотора выдавило масло. На раскалённых колекторах оно вспыхнуло, приведя в негодность всю проводку моторного отсека

Прямо в пустыне они перебрали двигатель: зачистили шкуркой повреждённую стенку, прошли цилиндр ручным хоном и заменили подгоревший шатун, палец и дырявый поршень на запасные детали. Электрик всю ночь восстанавливал выгоревшую проводку, заменил часть датчиков и повреждённые огнём соленоиды на коробке передач Liberty. К полудню следующего дня всё заработало вновь!

Поршень четвёртого цилиндра с дырой

Но и после этого фортуна словно играла с командой «Демона скорости». Уже в следующем заезде развалился задний редуктор... К счастью, запасной агрегат был, его оперативно установили на место неисправного, и Джордж Потит установил новый рекорд в своём классе: 707 километров в час.

Reload
1 / 5

Чак Дженкс убирает задиры на стенке четвёртого цилиндрв

Правда, это для него было задачей-минимум: спортсмен надеялся не просто поставить новый рекорд в классе AA/BSF, но и перекрыть результат Дэнни Томпсона, поставленный в 2018 году на двухмоторном Челленджере. Думаете, мотористы добавили давление наддува, и всё получилось? Как бы не так!

Оказалось, что в коробке перестала включаться седьмая передача! К счастью, начинка коробки оказалась не повреждена, и консилиум механиков породил временное решение: подрегулировать стопор вилки включения передачи. Седьмая ступень вернулась...

Ремонт заднего редуктора. Впечатляет его полированный корпус, не правда ли? Слева видно блок сменных шестерён, предназначенный для быстрого изменения передаточного отношения главной передачи.

Но прямо перед решающим заездом, когда Джордж Потит уже залез в кабину, оказалось, что в машине полностью вырубило щиток приборов: видимо, дала о себе знать горелая проводка. Ни ламп-подсказок для переключения передач, ни данных о скорости — ничего... Пришлось переключаться по ощущениям, когда мотор ясно вставал на ограничитель — так что поначалу рекордсмен не знал собственных результатов даже приблизительно.

Отремонтированный на коленке мотор не только выдержал все заезды, но и привёз Потита к новому рекорду! Мерную дистанцию его болид пролетел со средней скоростью 757 километров в час.

Speed Demon подобрался вплотную к уровню машин, колёса которых приводятся от вертолётных газовых турбин. Уровню, который раньше казался недостижимым: сейчас наивысший результат принадлежит болиду Team Vesco Turbinator II — 777 километров в час. А принципиально быстрее могут быть только чисто реактивные болиды вроде Thrust SSC (вообще без привода на колёса).

На финише мерной дистанции гонщик выпускает тормозные парашюты — они и создают основное замедление. Но могут сработать и автоматически в одном из трёх случаев: если нос машины оторвался от земли; если на пятимильной отметке датчик ускорения не зафиксировал толчка от выпуска парашютов; если перестали поступать данные с датчика скорости на задней оси.

Отныне Джордж Потит — обладатель самого быстрого в мире автомобиля с поршневым двигателем. Но кажется, неугомонный американец и не думает останавливаться. Скорее всего, следующей целью для него станет перекрыть результат болида Turbinator II с газовой турбиной. Или сразу замахнуться на отметку в 800 километров в час?