Технологии Формулы-1 в серийных автомобилях

Сегодня вас ждет рассказ о системах, изменивших привычный нам автомобиль. По крайней мере для тех, кто ещё помнит, что такое карбюратор и трамблёр. Ведь в конце восьмидесятых все это воспринималось как техническое чудо или научная фантастика. 

Впрыск топлива

Первоначально эту технологию применяли в авиации: инжекторы использовали на немецких моторах Daimler-Benz DB 601, устанавливаемых на Messerschmitt Bf 109, и на наших звездообразных движках воздушного охлаждения АШ-85ФН, предназначенных для истребителей Ла-5ФН.



В Формуле—1 наиболее широкую известность получили оснащавшиеся непосредственным впрыском Bosch автомобили Mercedes-Benz W196 1954 года. Но немцы не были первыми в этом вопросе. 13 сентября 1953 года на гран-при Италии мотор с впрыском SU использовался на Cooper Стирлинга Мосса. Что до неофициальных гонок, то первым опытом использования «инжектора» вероятно был «II Newcastle Journal Trophy», проходивший 15 августа 1953 года, с тем же Cooper-T24 Alta и Моссом за рулем.

Американская история впрыска

Стюарт Хилборн разработал собственную, уникальную на тот момент, систему впрыска топлива в 1948 году. Сперва её использовали в гонках на соляных озерах, и она зарекомендовала себя с лучшей стороны. Поэтому в «Meyer-Drake Offenhauser» попросили систему Хиллборна для тестов. Результатом стало увеличение мощности на 10%! 

Впрыск топлива Hilborn-Travers дебютировал в квалификации «Индианаполис 500», в 1949 году. Уже в 1950 году Маури Роуз, из команды Говарда Кека, финишировал с этой системой на третьем месте. Впоследствии команда Кека будет переименована в «Fuel Injection Howard Keck». Первую победу в Индианаполис 500 на «инжекторном моторе Хилборна» одержал Трой Руттман. Это случилось в 1952 году. Нужно отметить, что в том году вся первая тройка финишировала на моторах с системой впрыска Hilborn. А в 1954 году вообще все автомобили, участвовавшие в Индианаполис 500 были оснащены «инжектором».

Многоклапанные головки блока цилиндров

В СССР серийно таких двигателей не выпускали, и первые по—настоящему массовые моторы «16 valve» у нас появились только лишь в девяностых, после того как Волжский автозавод приступил к выпуску двигателей ВАЗ—2112, а в Заволжске освоили ЗМЗ—406.

На западе такие моторы появились… в 1912 году! Это не опечатка и не ошибка, именно тогда французы представили двигатель Peugeot L76, оснащенный двумя верхними распредвалами и четырьмя клапанами на цилиндр. Впоследствии эта схема стала доминирующей как в автогонках, так и в серийном автомобилестроении. Упомянутый выше гоночный двигатель Offenhauser, представлявший собой рядную шестнадцатиклапанную четверку, доминировал в «Индикаре» без малого четверть века! 



А в Формуле-1 самым успешным, по отношению количества побед к стартам, стал британский мотор Ford Cosworth DFV, в чьем названии специально было подчеркнута его передовая, для тех лет, конфигурация: D — двойной верхний распредвал, FV — четыре клапана на цилиндр.

Сейчас в мировом моторостроении по большей части применяются именно такие ГБЦ, за исключением разве что любимых американцами тихоходных «пушродов», с клапанным механизмом OHV, устанавливаемых на огромные SUV и пикапы, и на некоторых моделях АвтоВАЗа. 

Роботизированные КПП и PDK с двумя сцеплениями

В Формуле-1 первый опыт применения коробки передач с автоматизированным переключением (робот) случился в 1989 году, когда Джон Барнард установил такую КПП на Ferrari 640. Но задолго до этого, еще в 1933 году, появилась полуавтоматическая трансмиссия «Self Shifter», которая бесплатно устанавливалась на автомобиль REO Royale, и была доступна за дополнительные 85 долларов для REO Flying Cloud S-4.
КПП с двумя сцеплениями появились чуть позже. Сама концепция была разработана французом Адольфом Кегрессом в конце тридцатых годов прошлого Века. Но этот проект не реализовали, так как у Кегресса закончились деньги.

Одним из первых серийных «dual clutch» стал «Easidrive», разработанный в конце пятидесятых годов фирмой «Smiths Industries and Rootes». Эта трансмиссия применялась на автомобильчике Hillman Minx.



В 1964 году Porsche разработала экспериментальную КПП с двойным сцеплением. На ее основе в 1981 году разработали трансмиссию PDK — «Porsche Doppel kupplungsgetriebe». Такие КПП использовали на спортивных Porsche 956 и 962 группы Ц.

Турбонаддув

Патент на турбокомпрессор получил Альфред Бюхи, в 1915 году. Если не считать испытаний, проведенных на Pikes Peak в 1918 году Сэнфордом Моссом, авиационного мотора Liberty установленного вместе с пропеллером на грузовик Packard, то окажется что первоначально эту технологию использовали именно в авиации и на судовых дизелях. 

В Формуле-1 пионером применения турбонаддува была французская фирма Renault в 1977 году. Но, как и в случае с впрыском топлива, это вновь не было первым применением не только в мировой практике, но и даже в автогонках! 

Лавры первенства принадлежат родстеру Kurtis Kraft «Cummins Diesel Special», 1952 года. Эту машину готовили для гонки Индианаполис 500, и оснастили дизельным двигателем с турбокомпрессором. Пилотировавшему этот Камминс Фреду Адабашьяну удалось завоевать поул—позицию, но в гонке дела у «дизеля не заладились». 



Вопреки расхожему мнению, во время гонки Агабашьян не лидировал ни одного круга. На старте из-за мощного, но совершенно не приемистого турбодизеля, Фред пропустил вперед примерно треть пелотона. Постепенно обгоняя соперников, пилоту «Cummins Diesel Special» к 70 кругу удалось закрепиться на пятом месте, и.… на этом всё закончилось. 

Внезапно из мотора повалил черный дым, автомобиль замедлился и остановился на питлейн. Гонка за славой закончилась. Долгое время считалось что отказал турбокомпрессор, в который попадала резина, отваливавшаяся от покрышек. Но во время реставрации, проводившейся в 1968 году, выяснилось, что у двигателя лопнул коленвал.

Антиблокировочная система тормозов

Эта система практически не имеет отношения к Формуле-1. Первые блоки АБС фирмы Bosch были слишком тяжёлыми — вес составлял семь килограмм, что было неприемлемо для гоночных болидов. Когда же «antilock brakes» все же созрели до использования в гонках, пилоты оказались не слишком довольны ею. 
Споры о том, нужны ли такие устройства в «королеве автоспорта» или нет, прекратились в 1994 году, после того как FIA запретила использовать любые системы помощи гонщику.

В настоящее время АБС устанавливается практически на все автомобили, включая Ладу Ниву, корнями уходящую в далекий 1977 год.

Антипробуксовочная система или «трекшн-контроль»

В отличии от АБС, этому устройству воспринимали позитивно все гонщики, за исключением разве что Айртона Сенны и Алена Проста. Два чемпиона считали, что электроника выравнивает возможности талантливых пилотов, и середняков



В Формуле—1 электронный «трекшн-контроль» начали применять в начале девяностых. Пионерами выступила команда Ferrari, а через год за ними последовала британская Williams. В 1994 году «трэкшн» запретили, что привело к скандалу: Айртон Сенна подозревал что в Benetton продолжают ее использование. 

«Антибукс» все еще под запретом, но конструкторы научились использовать стандартный блок управления двигателем для контроля проскальзывания ведущих колес. Это делается с помощью различных вариантов картографии. 

В одну телегу впрячь не можно коня и трепетную лань — А. С. Пушкин

Итак, к разочарованию фанатов автоспорта, оказалось, что почти все высокие технологии попали в автоспорт с «гражданки» или из «оборонки»! На самом деле нет практически ничего, что было бы разработано гоночными командами, и что потом перешло бы в серийное производство. Ведь не смотря на огромные бюджеты команд, большой объем фундаментальных НИОКР им не по карману.