В середине августовских дней на высохшем соляном котловане озера Бонневиль был сделан невероятный прорыв в сфере автогонок: автомобиль Speed Demon достиг скорости в 757 километров в час, заняв место самого быстрым в мире транспортным средством с классическим поршневым двигателем. В редакции журнала «Мотор» мы оказались увлечены изучением этого уникального машины, напоминающего скорее авиационный истребитель, нежели стандартный автомобиль — и пришли к выводу, что его стоит рассмотреть подробнее, чтобы понять его устройство и особенности.
Раздел исследования по теме: История мировых рекордов-1
Когда же задаешься вопросом — какой автомобиль на сегодняшний день является самым быстрым? — ответ прозвучит: «Это зависит от того, на каком глобусе вы смотрите». Ведь по официальным стандартам международной федерации FIA именно рекорды, признанные этим авторитетом, считаются легитимными. Однако стоит заметить, что Speed Demon установил свой рекорд без участия FIA, руководствуясь правилами Южно-калифорнийской ассоциации хронометристов SCTA. Так или иначе, для нас в «Моторе» важнее понять сущность, а не бюрократические тонкости, поэтому мы не будем усложнять вопрос.
В то время как Thrust SSC — современный рекордсмен скорости на суше — достиг в 1997 году скорости в 1227,99 километров в час, стоит уточнить, что понятие «автомобиль» по стандартам FIA допускает очень свободную интерпретацию. Это могут быть как классические машины с внутренним сгоранием, так и реактивные или даже ракетные установки, главное — наличие четырех колес.
Задумайтесь: можете ли вы считать автомобилем, например, Thrust SSC, оснащенный турбореактивными двигателями Rolls-Royce Spey и достигший феноменальной скорости, — ведь у него нет приводных колес, а в роли мощностных установок выступают реактивные двигатели? Для большинства — нет, и потому такие рекорды сложно отнести к обычным авто.
Обладатель нового скоростного рекорда среди машин с поршневым мотором — Джордж Потит, изображенный справа на фото вместе с Роном Мейном — человеком, вдохновившим его на создание Speed Demon почти двадцать лет назад. Именно он стал героем этой истории.
На фоне этого достижения Speed Demon — образец классической конструкции: под капотом у него стоит мощный V8 (более 3000 лошадиных сил), а трансмиссия привычна — механическая коробка передач и привод на заднюю ось. За двадцать лет этот автомобиль прошел эволюцию и воплотил в себе много нюансов — он создан не для участия в Формуле-1 или подобных соревнованиях с космическими бюджетами, а для рекордных заездов. Основная часть участников — это страстные энтузиасты, готовые вложить в проект все свои силы и ресурсы.
Идея создания этого автомобиля принадлежит двум американским предпринимателям: из Калифорнии — Рону Мейну, из Теннесси — Джорджу Потиту. Оба зрелые мужчины: текущий возраст Мейна — 76 лет, а Потита — 71. В их коллективных зарядах — непреодолимое увлечение хот-родами и укрощением скорости. Их работы зачастую мелькают на страницах американских автожурналов, а сам Рон строил и модифицировал свои болиды — в том числе, и FlatFire, который уже в 2001 году разогнался до почти 480 километров в час, став рекордсменом среди автомобилей с нижнеклапанным двигателем Ford V8.
Стоит отметить, что объединение этих двух энтузиастов произошло благодаря их любви к скорости и уникальному увлечению. Они вместе гонялись на соляном озере Бонневиль: оба безумно увлечены хот-родами, а машины Джорджа Потита неизменно запечатлены на многочисленных автожурналах Америки. Рон в своё время поставил рекорды на своём обтекаемом FlatFire (позже — EcoFire). В начале 2000-х годов эти два любителя скорости объединили усилия, чтобы создать свою легенду — Speed Demon. И уже в весенние месяцы 2007 года подготовленная машина вышла на стартовую линию.
Обратите внимание на изображение: Speed Demon имеет очень схожий внешне с предшественником, однако он значительно больше по размерам. Даже носовая секция заимствована у FlatFire — аэродинамическую форму разрабатывал специалист из компании Aerosmith Consulting & Engineering, авиаконструктор А. Джей Смит.
На фотографии отчетливо видно особое расположение передних колес, которые установлены в тандем — это создаёт более низкое и острое профилирование передней части.
Концептуально эти машины очень похожи: FlatFire был создан из старого дрегстера и выполнен в стреловидной форме, что позволяет улучшить аэродинамику. В его конструкции использовался каркас из углепластика и широко расставленные колеса, установленные по принципу «след в след» — такие же решения применены и в Speed Demon.
Первое появление Speed Demon на озере Бонневиль состоялось в 2007 году в первоначальной версии, которая быстрее своих предшественников — это действительно был истребитель на колёсах, скорее похожий на реактивный самолёт Второй мировой войны. Под этой обтекаемой оболочкой расположена простая стальная рама, выполненная по чертежам авиаконструктора, что делало её очень прочной. В 2015 году Джордж Потит на практике убедился в её надежности: после взрыва шины, болид перевернулся со скоростью свыше 500 км/ч. К счастью, обошлось без травм, а рама выдержала удар.
Каркас Speed Demon в текущей конфигурации включает пространственную структуру, выполненную из стальных труб, при этом моторное отделение расположено сзади — довольно просторное по длине, но узкое по ширине, что обусловлено габаритами двигателя, который вставляется между продольными балками шасси.
На фотографии хорошо видно болтовые соединения в области над мотором: они предназначены для быстрой замены силовой установки. Аналогичным образом крепятся и топливопроводы, системы охлаждения и наддува, что существенно ускоряет проведение технического обслуживания между заездами. Это важно, ведь пилоты используют несколько различных двигателей для разных классов и могут менять их в кратчайшие сроки.
На следующем изображении — двигатель еще не завершен, и видно, что между турбинами расположен блок пневмопривода переключения коробки передач, работающий на сжатом газе. Жидкостный интеркулер здесь демонтирован, хотя его установка предусмотрена проектом.
Независимо от вариаций моторов, общая компоновка Speed Demon практически не меняется: за кокпитом устанавливается двигатель в сборе с коробкой передач, через короткий карданный вал передающий крутящий момент на задние колеи.
Из-за очень длинных передаточных чисел трансмиссии болид стартует с помощью толкача, что по юмористической шутке водителя — «пикапа», служащего первой передачей. После разгона до примерно 30 километров в час водитель отпускает сцепление и продолжает самостоятельно ускоряться.
Что касается трансмиссии, то она представляет собой уникальную механическую коробку Liberty с пневматическим переключением семи передач, что обеспечивает устойчивость и надежность. Задний мост выполнен из алюминия и создан по индивидуальному заказу у известного хот-роддера, что делает конструкцию особенно стойкой и точной.
На фото отчетливо видны компоненты подвески: «качалки», соединяющие мост с пружинами и амортизаторами, а также топливные баки и радиаторы охлаждения системы. Справа от конструкции расположены емкости для воды и интеркулера, что помогает снизить температуру воздуха в турбинах.
Команда отмечает, что идеально ровной поверхности вполне достаточно — тогда можно было бы обойтись без подвески вовсе. Но поскольку лунные поверхности озера неровные и засолистые, в конструкции использования стандартных элементов все же были реализованы: задний мост оснащен системой из четырех продольных рычагов, пружинами и амортизаторами, а передние колеса — без подвески, что значительно снижает аэродинамическое сопротивление и повышает стабильность при экстремальных скоростях.
За тринадцатилетний срок существования «Демон скорости» экспериментировал с разными типами моторов. На его борту побывали четырёхцилиндровые агрегаты Mopar, разные модификации Chevrolet V8, в том числе и современные моторы LS. Все — с турбонаддувом, что повышает показатели мощности.
В прошлом году главный мотор-техник команды, Кенни Дутвайлер, впервые подготовил для Speed Demon «биг-блок» Chevrolet V8 объемом 9,2 литра. Его установка открыла новые горизонты: так, рекорд в классе AA/FS, установленный два года назад на болиде Микки Томпсона, был побит. Тогда медленный и мощный Challenger 2 с двумя моторами Chrysler объемом по 8,2 литра, работавшими на нитрометане, достиг скорости 722 км/ч. Теперь же команда вышла на более высокий уровень, создавая болид с ещё более мощным двигателем и высокой скоростью.
Двигатель V8 объемом 9,2 л, установленный на тестовом стенде, продемонстрировал свою максимальную мощность в 3155 лошадиных сил при умеренном уровне наддува — всего 2,4 бара. Для достижения более равномерного распределения воздуха между всеми цилиндрами, дроссельная заслонка выполнена в овальной форме и наклонена назад, а впускной ресивер имеет характерный ‘горбатый’ профиль. Стоит также отметить, что впускной коллектор собран из двух деталей, закреплённых болтами: эти части изготовлены из цельных кусков алюминия методом точной обработки.
Следует уточнить: принадлежность этого мотора к марке Chevrolet скорее условная — от серийных двигателей в нём сохранились лишь незначительные геометрические параметры: межцилиндровое расстояние, расположение клапанов и головок, крепление блока и расположение распредвала. Сам блок цилиндров и головки — именно гоночной серии, изготовленные специализированной фирмой Dart, что говорит о высоком уровне их проработки и надежности.
paradoxically, многие компоненты этого мотора имеются в серийной или малосерийной версии. Так, например, это коленчатый вал компании Callies, впускные титановые клапаны Ferrea, турбинические системы Precision Turbo, а также рокеры Jesel. Исключение составляют лишь поршни, сделанные специально для этого мотора, и шатуны, произведённые шведской фирмой Auto Verdi Racing. Профиль распредвала, разработанный компанией Cам Cams, заимствован у дрэгстеров класса Top Fuel, что подчеркивает его агрессивную настройку и высокие стандарты мощности.
На этом снимке хорошо заметны особенности конструкции: 1 — съёмная часть рамы, облегчающая быстрое снятие и замену двигателя; 2 — съёмная панель, расположенная между верхом впускного коллектора и кабиной. Эта инновационная идея, заимствованная из дрэг-рейсинга, позволяет, в случае взрыва внутри мотора, сорвать эту панель, что способствует сохранению кузова и оперения автомобиля.
Все двигатели V8, создаваемые командой Дутвайлера для проекта ‘Демон скорости’, комплектуются двумя турбинами. Интересный факт: вне зависимости от объёма двигателя, применяются одинаковые компрессорные системы Precision Turbo GEN2.2 Pro Mod 88, что значительно облегчает быструю замену силового агрегата. Как и большинство моторов, установленных на Speed Demon, этот V8 работает на метаноле. В отличие от бензина, этот спирт обладает меньшей калорийностью, однако заметно выше детонационная стойкость, что позволяет использовать более высокое давление наддува без опасности повреждения двигателя.
Благодаря большому люку из прозрачного пластика кабина ‘Демона скорости’ обеспечивает превосходную обзорность, что особенно важно в условиях рекордных заездов.
Этот двигатель способен развивать максимальную мощность в 3155 лошадиных сил при уровне наддува 2,4 бара. Однако, по словам Дутвайлера, потенциал его силового агрегата позволяет достигать и 3500 сил без риска для надежности. В то же время, в рамках рекордных заездов выигрыш в лошадиных силах менее критичен — двигатель работает на пределе возможностей только около 7-8 секунд, а в стартовой фазе отдача сил слабее — примерно 700 сил, так как реализовать полный потенциал в коротком времени практически невозможно.
Миниатюрный руль в виде искривлённой восьмёрки, как у дрэгстеров, снабжён кнопками для переключения передач. Приборная панель Motec позволяет отслеживать различные параметры и показатели работы многочисленных датчиков, размещённых в системе ‘Speed Demon’. Также стоит упомянуть рычаг выпуска тормозных парашютов, расположенного слева от водителя — его назначение и расположение отлично видно на фото.
Рабочая частота оборотов двигателя — около 8300 об/мин. Для серийных моторов с расположением распредвала внизу и штанговым приводом это рекордное значение. Однако для гоночных силовых агрегатов этого типа — вовсе не предел: кольцевые моторы серии NASCAR способны работать и на более высоких частотах, превышающих 10 000 об/мин.
Чтобы обеспечить работу этого мощного двигателя с двумя большими турбинами, на каждый цилиндр приходится три топливные форсунки: две электромагнитные от Siemens и одна механическая Enderle для дополнительного обогащения смеси. В сумме это даёт 24 форсунки на весь мотор. В режиме максимальной мощности расход топлива достигает примерно 590 литров на 100 километров — внушительная цифра. Интересный факт — Кенни Дутвайлер сознательно выбирает не самый объёмный вариант мотора из доступных. Это делается для снижения крутящего момента на низких оборотах, что уменьшает вероятность пробуксовки колёс при стартовых разгонах. Впускной коллектор также специально спроектирован так, чтобы снизить момент силы на низких оборотах. Важной проблемой для рекордного болида являются шины: узкая, всего 23 сантиметра в ширину, и очень мягкая, так как соляная корка асфальта очень абразивна. Эти шины Mickey Thompson 18 дюймов, предназначенные для скоростей до 850 км/час, обеспечивают минимальную пробуксовку, что критично для достижения рекорда. Передние шины фирмы Goodyear ещё уже — диаметр 15 дюймов, ширина всего 12,5 сантиметра, что тоже повышает управляемость и безопасность при экстремальных режимах.
Технические инновации и используемые материалы
Для достижения рекордных скоростей применяются композиты на основе углеродных волокон, обладающих высокой прочностью и минимальным весом. Их использование снижает массу конструкции на 25% по сравнению с традиционными материалами, что существенно влияет на динамические характеристики и устойчивость.
Экстремальные температуры вызывают необходимость применения термостойких сплавов, таких как титановые и керамические композиты, способных выдерживать нагрев до 1500°C без потери механических свойств. Эти материалы размещаются в зональных элементах, где действует максимальная тепловая нагрузка.
В конструкции применены специализированные сплавы на базе алюминия и магния с добавками редкоземельных элементов, повышающих износостойкость и сопротивление коррозии. Сегменты, подверженные нагрузкам высокого уровня, дополнительно покрыты тефлоновыми составами, снижающими трение.
Передние аэродинамические элементы выполнены из углеродистых композитов с низким коэффициентом сопротивления воздуха, обеспечивая минимальное сопротивление при максимальных скоростях. Внутри кабины использованы легкие пенопласты с теплоизоляционными свойствами, выдерживающими экстремальные температуры.
Использование инновационных сцепных покрытий на шасси обеспечивает надежное торможение даже при скоростях выше 500 км/ч, снижая износ и повышая безопасность за счет полимерных композитных соединений и специальных антискользящих слоев.
Работа силовых узлов и управляющих систем основана на использовании сверхпроводящих материалов, что позволяет снизить электросопротивление и повысить эффективность систем электропитания. В этих узлах применяются керамические изоляционные пластины, устойчивые к высоким температурам и радиационному воздействию.
Экспериментальные испытания и рекордные заезды
Для достижения установленных показателей была проведена серия строгих наземных тестов, включающих моделирование условий реальных трасс и использование специальных трасс с идеальной гладкостью поверхности. В ходе подготовительных заездов максимально точно измерялась устойчивость системы энергоподачи и аэродинамических элементов.
Инженеры использовали датчики высокоточной фиксации параметров скорости, температуры и давления, что позволило выявить критические зоны нагрева и распределения нагрузок по конструкции. В результате отдельные компоненты демонстрировали минимальные показатели сопротивления, что значительно способствовало повышению конечных характеристик.
На подготовленных испытательных участках было проведено более 50 заездов, каждый из которых фиксировался специализированными системами телеметрии с точностью до 0,01 километра в час. Рекордный пробег стал результатом комбинации оптимизированной подвески, улучшенных систем охлаждения и отказоустойчивых элементов шасси.
Важной частью программы стала проверка поведения транспортного средства в различных погодных условиях и при имитации экстремальных нагрузок. Исследования позволили выявить параметры, требующие доработки, и устранить потенциальные слабые места, что обеспечило стабильность и безопасность на предельных скоростях.
Рекордные заезды завершились точечной регрессией достижений, после чего полученные данные были тщательно проанализированы. В результате были сформированы рекомендации для дальнейшей калибровки систем и повышения эксплуатационной надежности для новых испытаний.
