Автомобильные технологии, появившиеся благодаря автоспорту

Вы никогда не задумывались о том, что общего между древнегреческой мифологией и…автоспортом? Казалось бы – ничего. Но если покопаться в сюжетах, то можно кое-что обнаружить. Вот, к примеру, миф о титане Прометее, даровавшем людям огонь, за что старые боги обрекли того на нечеловеческие муки. Так вот, с момента начала автомобильной эры дела обстояли ничуть не менее драматично: гоночные инженеры «ковали» технологии не сходя с Олимпа, а бесстрашные пилоты жертвовали собственными жизнями, чтобы впоследствии даровать рядовому потребителю автомобиль в том виде, в котором мы его знаем.

Иван Картамцев

Из года в год транспортные средства, появляющиеся на дорогах общего пользования, становятся все быстрее, легче, но в то же время безопаснее. Причем касается это не только продукции премиальных брендов, которые, по традиции, одними из первых стремятся внедрить передовые технологии с целью получения преимущества перед конкурентами. Благодаря прогрессу сегодняшние бюджетные модели получили высокотехнологичные конструктивные решения, которыми еще несколько десятилетий назад могли похвастать гоночные болиды и дорогие суперкары.

Для достижения высоких результатов в гоночных соревнованиях производителям постоянно приходится либо придумывать что-то новое, либо радикально совершенствовать существующие механизмы. Благо гоночный трек позволяет проверить любые смелые идеи в действительно сложных условиях, где проходят естественный отбор лишь те технологии, которые способны наглядно продемонстрировать не только свою эффективность, но главное – надежность.

Само собой, путь из гоночного паддока до гаража рядового потребителя обычно занимает немало времени, которое уходит на апробацию, доводку, упрощение и, как следствие, удешевление конструкции. Тем не менее это именно тот случай, когда лучше поздно, чем никогда. Мы же собрали небольшую подборку наиболее примечательных изобретений гоночных инженеров, которые вы, не ровен час, сможете обнаружить даже на собственной «ласточке».

Дисковые тормоза

Первая система, использовавшая диск и медную колодку, была запатентована Уильямом Ланчестером еще в 1902 году, но она была далека от совершенства и уступала многим существующим механизмам других типов. Тем не менее идея найти альтернативу барабанным тормозам не давала покоя инженерам. Например, в 1949 году на шестом поколении Chrysler Imperial в качестве опции можно было установить дисковые тормоза с полным охватом и вращающимся корпусом. Однако дисковые тормоза современного типа были разработаны немного позже. Для гоночного автомобиля Jaguar C-Type, готовившегося принять участие в 24-часовом заезде в Ле-Мане, британская компания Girling в 1953 году создала эффективную тормозную систему, в которой колодки прижимались к наружным плоскостям чугунного диска. При этом многие сходятся во мнении, что убедительная победа британцев в том сезоне была обусловлена именно этим преимуществом.

Первым серийным легковым автомобилем с дисковыми тормозами стал Citroen DS в 1955 году. А в шестидесятые годы дисковые тормоза появились у большинства ведущих автопроизводителей, в числе которых были Mercedes-Benz, Lancia, Renault, а также целый ряд американских компаний.

Компрессор

Первые нагнетатели по системе Рутса, работающие для двигателя внутреннего сгорания, были запатентованы еще в конце XIX века, появление автомобиля с приставкой Supercharged можно датировать лишь 1908 годом. Это был гоночный болид, построенный американским инженером Ли Чадвиком из штата Пенсильвания. Машина гонялась на трассе в Индианаполисе, а также демонстрировала отличные результаты во время свободных заездов на 10 миль. Не в последнюю очередь благодаря компрессору, который позволял разогнать Chadwick до невиданных тогда 160 км/ч, что, вне всяких сомнений, подстегнуло интерес к перспективной технологии.

Впрочем, по-настоящему заслуженное внимание вернулось к компрессорам лишь после Первой мировой войны – пригодился опыт создания авиационных моторов, позволивший устранить ряд «детских» проблем, связанных в том числе с перегревом. И пусть сегодня куда большее распространение получили моторы с турбонаддувом, автомобили, дополнительно оборудованные одним или сразу несколькими компрессорами, можно встретить и по сей день.

Лазерная оптика

Технология Matrix LED – инновационная лазерная оптика – была представлена компанией Audi в 2014 году и первоначально разрабатывалась для гоночных прототипов, участвующих в 24-часовых гонках в Ле-Мане. Фары состояли из 25 светодиодов, разбитых на пять групп, каждая из которых имела рефлектор с линзой и управлялась электроникой. Перенаправление светового пучка осуществляется путем изменения фокуса светового луча, формируемого лазером. При этом электроника может по отдельности корректировать яркость светодиодных блоков. В идеальных условиях максимальная дальность освещения может достигать 600 метров. В настоящее время лазерную оптику можно встретить на серийных автомобилях, выпускаемых не только концерном Audi, но и другими брендами.

Аэродинамический кузов

Теперь многие автопроизводители гордятся низкими коэффициентами аэродинамического сопротивления кузовов своих автомобилей, что положительно отражается не только на их динамике, но и на экономичности. Но когда-то обтекаемый кузов был роскошью, доступной лишь спортивным болидам. Причиной тому – высокая для своего времени сложность и, соответственно, стоимость изготовления. Одним из пионеров в этой области стал бельгийский инженер Камиль Женатци. В 1899 году он представил прототип La Jamais Contente, который имел открытый монокок, напоминавший пулю или торпеду. Этот, к слову сказать, электромобиль стал первым в мире наземным транспортным средством, преодолевшим скорость 100 км/ч. Правда, конструктор и гонщик ограничился кузовом автомобиля, и сидящий за рулем человек сильно увеличивал сопротивление воздуха.

Что же касается спойлеров, без которых теперь не обходится ни один современный спортивный автомобиль, то они появились значительно позже. Это изобретение приписывают гонщику и инженеру Дену Герни, в 1971 году придумавшему закрылок, повышающий прижимную силу на поворотах.

Кузова из алюминия, легкие сплавы

Это может показаться удивительным, но первый случай использования алюминия при изготовлении автомобильного кузова можно датировать 1899 годом. Тогда на международной выставке в Берлине был представлен гоночный Durkopp, кузов которого был изготовлен из этого легкого, прочного, но в то же время пластичного металла. А спустя всего пару лет Карл Бенц презентовал автомобиль, предназначенный для участия в престижной гонке в Ницце, двигатель которого включал в себя алюминиевые компоненты. К началу Первой мировой войны многие автопроизводители уже изготавливали из алюминия значительную часть кузовных деталей. Но это было лишь начало. Тем не менее, ввиду дороговизны и сложности обработки, алюминий широко использовался в основном при создании мелкосерийных гоночных болидов. Один из таких примеров – Ferrari 250 GTO, который был создан в 1962 году. Но прогресс не стоит на месте, и рост технологичности производственных процессов привел к тому, что за последнее время можно насчитать немало серийных автомобилей, чьи кузова изготавливаются с применением «летучего металла». Прежде всего это Audi, а также Jaguar и Range Rover.

«Робот» с двумя сцеплениями

Автоматические коробки передач с гидротрансформаторами – изобретение далеко не новое. Рядовые потребители, использующие автомобиль исключительно в бытовых целях, уже давно оценили возможность не жать лишнюю педаль и не дергать за ручку. Чего не скажешь о профессиональных гонщиках, у которых каждая секунда на счету. В 1982 году инженеры команды Porsche представили гоночный прототип 956. Специально для него была разработана роботизированная коробка передач с двойным сцеплением, которая могла бы дать преимущество в скорости работы не только по сравнению с автоматическими коробками, но и с традиционной «механикой» – хотя она была не полностью автоматической, а преселективной. То есть выбор передачи оставался за водителем, а автоматика переключала ступени в тот момент, когда обороты двигателя это позволяли.

На серийных моделях концерна Volkswagen роботизированная коробка с двумя сцеплениями, получившая название DSG, появилась лишь двадцать лет спустя – в 2003 году.

Кнопки на руле

Систему под названием «мультируль» можно увидеть буквально в каждом современном автомобиле. Кнопки, расположенные на рулевом колесе, позволяют меньше отвлекаться от дороги, если, к примеру, нужно прибавить громкость аудиосистемы. Не считая отдельных случаев, данная технология стала массово применяться в начале девяностых годов прошлого века, но гораздо раньше с ней познакомились пилоты Формулы 1. В семидесятые годы вместо примитивных деревянных рулей гоночными командами стали постепенно применяться рулевые колеса, обитые кожей или замшей, а на их ступицах и спицах появились первые кнопки. По сравнению с современными болидами, чей руль насчитывает более двадцати различных кнопок, их функционал был невелик – он позволял запросить пит-стоп по радиосвязи или заглушить мотор.

Система непосредственного впрыска топлива

Сегодня она знакома практически всем, но придумана была более полувека назад компанией Bosch и впервые опробована на Mercedes-Benz 300SL – одном из самых прогрессивных автомобилей своего времени. Специально для 300SL был разработан шестиплунжерный насос, впрыскивающий топливную смесь в камеру сгорания. Практически такая же система непосредственного впрыска применялась в моторах истребителей Messerschmitt. Для смазки также применялся специальный насос, причем масляный бак для ее обслуживания был общим с системой смазки двигателя. Сам двигатель пришлось наклонить на 45 градусов, чтобы втиснуть его под капот крайне приземистого автомобиля. Начиная с 1952 года специально подготовленные модификации Mercedes-Benz W194 стали принимать участие в гонках и демонстрировать выдающиеся результаты.

Зеркало заднего вида

«Для чего французскому танку зеркало заднего вида? Чтобы видеть поле боя». Многие слышали эту шутку, но немногие помнят, кому мы обязаны появлением этого, казалось бы, нехитрого приспособления. Использование зеркала с целью улучшения обзора упоминалось еще в 1909 году в книге «Женщины и автомобиль», написанной британской автогонщицей Дороти Левитт. Однако первое практическое применение этого изобретения случилось лишь двумя годами позже. В 1911 году во время гонки Indianapolis 500 американский гонщик Рэй Харроун решил установить зеркало заднего вида на свой Mormon Wasp. Сделано это было исключительно для того, чтобы избежать дисквалификации. Дело в том, что автомобиль Харроуна, в отличие от болидов его соперников, имел кузов, рассчитанный исключительно на одного человека, в то время как остальные участники гонки везли на борту механиков. В их обязанности, помимо помощи в обслуживании автомобиля, входило наблюдение за обстановкой на треке. Многие решили, что монокок, лишенный дополнительной пары наблюдательных глаз, может представлять опасность во время гонки, что и сподвигло Рэя Харроуна к рационализаторской деятельности. В результате гонка была выиграна. Но произошло это скорее потому, что Marmon Wasp конструктивно значительно превосходил другие автомобили, имея преимущество как в скорости, так и маневренности.

Углеродное волокно

В 1880 году его запатентовал Томас Эдисон с целью применения в нитях накаливания. Однако путь этого прочного, термостойкого, но в то же время легкого материала в автоиндустрию занял без малого сто лет. Первые эксперименты по использованию углеродных волокон при конструировании гоночных автомобилей начались в 1976 году, а спустя пять лет, в 1981 году, на треке появился болид Формулы 1 под названием McLaren MP4/1. Монокок этого автомобиля был полностью изготовлен из углепластика, что обеспечивало высочайшую для своего времени жесткость кузова. Доказательства превосходства углеродного волокна не заставили себя ждать: в том же 1981 году во время Гран-при Италии McLaren MP4/1 под управлением Джона Уотсона попал в аварию, но благодаря карбоновому монококу пилоту удалось избежать травм. В результате углепластик плотно закрепился в «королевских гонках» и прочих дисциплинах, связанных с автоспортом. Сегодня многие автопроизводители также освоили производство деталей кузова из карбона. Правда, ввиду относительно высокой цены производства встретить его можно лишь на дорогих и мощных моделях с претензией на спорт.

Полный привод

Мы привыкли считать, что постоянный полный привод – удел внедорожников. Тем не менее одними из первых опробовать привод на четыре колеса довелось профессиональным гонщикам. В 1903 году братья Спайкер из Нидерландов представили модель Spyker 60 H.P. Недостатков у этого двухместного полноприводного автомобиля с шестицилиндровым двигателем было, пожалуй, больше, чем достоинств. Прежде всего, это большая масса и сложность обслуживания. Но по мере развития технологий полный привод становился все более привлекательным. В 1923 году в компании «Бугатти» создали Type 32 – полноприводный гоночный автомобиль гран-при, который был по-настоящему быстрым, но его потенциал в полной мере раскрывался лишь в умелых руках. В дальнейшем полный привод применялся практически повсеместно и даже был опробован на болидах Формулы 1. Но настоящий расцвет полного привода пришелся на восьмидесятые годы. Тогда заводская команда Audi на полноприводном автомобиле quattro дважды выиграла чемпионат мира по ралли в 1983 и 1984 годах.

Многоклапанные двигатели

В массовых моделях до восьмидесятых годов прошлого века даже престижных марок двигатели имели по два клапана на цилиндр – впускной и выпускной. Но еще в 1912 году Peugeot поставила на гоночный L76 Grand Prix двигатель с четырьмя клапанами на цилиндр. Это помогло довести мощность 7,6-литрового мотора до 148 л.с. В 1913 году этот автомобиль установил на треке «Бруклендс» новый рекорд скорости – 170 км/ч. В 1921 году Peugeot построила болид с пятью клапанами на цилиндр. Но до Второй мировой войны многоклапанные двигатели использовались почти исключительно на гоночных моделях – Bentley, Bugatti, Mercedes-Benz, Duesenberg, Stutz и других. Первым применением этой технологии в обычной, не спортивной и достаточно массовой модели можно считать двигатель FJ20 на Nissan Skyline в 1981 году. Для таких автомобилей была важна уже не мощность и скорость, а возможность экономить топливо и улучшить экологические показатели.