Держись, Франция, русские идут!

Эксперт Крючков об уникальном гоночном гибриде FDR12, бросившем вызов завсегдатаям гоночных трасс Ligier JS53 Еvo 2.Российские профессионалы, магистры и студенты против матерых французских инженеров? «Обречено на провал», – подумает скептик. «Наша упорная молодежь может победить», – поверит оптимист. И будет прав. Российский автомобиль создан по всем законам жанра, а коллектив создателей демонстрирует серьезный подход к делу. Максимальная расчетная скорость FDR12 – 270 км/ч, снаряженная масса – 750 кг, суммарная мощность гибридной энергоустановки до 420 л.с. Но, как говорится, мощность хорошо продает автомобили, а гонки выигрывает крутящий момент, который в случае FDR12 равен 410 Н.м. От себя добавим еще управляемость и надежные тормоза. С этими показателями отечественного спортпрототипа основательно поработали. Ставка на российские комплектующие Встреча с создателями российского спортпрототипа состоялась на территории Московского Политеха за день до очередных ходовых испытаний FDR12. Вместе с главным инженером проекта Романом Зимовым мы обсуждали устройство автомобиля перед монитором компьютера. Ох уж эти современные возможности – продвинутая 3D-модель разработчика – прекрасное подспорье для изучения нюансов конструкции. Едва ли не лучшее, чем готовое изделие. А в это время прямо под нашей комнатой в лаборатории команды команда инженеров и студентов готовила FDR12 к выезду. «Мы не спешим стартовать на официальных этапах гонок на выносливость», – говорит главный, – «нельзя выпускать на трассу автомобиль без предварительных испытаний в необходимом количестве». Золотые слова! Мало спроектировать и построить уникальный автомобиль, конкурентоспособным он станет лишь после изрядного объема доводочных тестов. Скрупулезное и зачастую нудное занятие. Но оно того стоит. Ведь предстоит борьба с сильными соперниками. В российской серии гонок на выносливость REC в классе спортпрототипов CN Pro (самые быстрые автомобили – практически формулы, только с закрытыми колесами) подиум оккупировали экипажи, выступающие на французских Ligier JS53 Еvo2. Неудивительно, страна, давшая миру легендарный 24-часовой марафон в Ле-Мане, обладает огромным опытом в создании автомобилей для длинных гонок. Сразиться с ними на равных это соответствующие технологии, безупречное исполнение и, обязательно, свежие конструкторские идеи. И они есть, поскольку коллектив создателей молодой и состоит в основном из студентов, способных отойти от технических догм. А что с производственной базой? «У нас в Передовой инженерной школе технологического лидерства Московского Политеха своя лаборатория композитных материалов. Есть и лаборатория металлообработки. Многие детали не только проектируем, но и изготавливаем сами», – рассказывает Роман. «И хоть без зарубежных комплектующих все же не обойтись, большая часть сделана в России». Ставка на углепластик Основа прототипа современная – легкий и прочный монокок из композитных материалов. Если совсем упрощенно, то углепластиковые «корки», между которыми наполнение в виде сотовой конструкции из алюминия. Монокок изготовлен в университете, примененные в нем алюминиевые соты российского производства. К нему, собственно, и крепятся все остальные узлы и агрегаты. Соединение металлических деталей с «бутербродом» из карбона и сот возможно через внедрение в монокок, так называемых закладных элементов (в них потом закручивают крепеж). Это достаточно хитрая технология с применением клеевых соединений. Не будем с головой погружаться в сложный процесс, ограничимся аналогиями. В свое время в Формуле-1 была успешная связка команды McLaren c клеями и герметиками бренда Loctite. Партнер нашей команды – АО «Научно-исследовательский институт химии и технологии полимеров имени академика В. А. Каргина». Наружное оперение автомобиля тоже из углепластика. Любопытно, что его дизайн с учетом, разумеется, аэродинамики спроектирован студенткой, а ныне уже выпускницей Политеха, Полиной Сухенко. При разработке задействовано компьютерное моделирование. Но умные программы в данном случае лишь инструмент, а главенствующую роль играют талант, знания и интуиция инженера. Помимо аэродинамических элементов оперения и антикрыла спортпрототип оснащен профилированным днищем, создающим граунд-эффект (прижимную силу), улучшающий сцепление шин с покрытием трека. Печатаем БАМП-СТОП Подвеска FDR12 вполне традиционна для гоночных спортпрототипов, но имеет ряд интересных особенностей. Спереди и сзади двойные треугольные рычаги. Через толкатели и коромысла задействованы упругие элементы: горизонтально расположенные пружины сзади и, внимание, торсионы впереди. Демпфирующие элементы – компактные амортизаторы. Задние расположены горизонтально, передние вертикально. Почему так? Если не лезть с головой в технические дебри, то из соображений компоновки. Дело в том, что в тесные колесные ниши спортпрототипа с короткоходной подвеской не впихнуть «гражданские» вертикальные стойки или пружины. В подвеске FDR12 еще есть упругие элементы в виде буферов сжатия. На сленге их называют «бамп-стоп». Назначение? По аналогии с обычными автомобилями – ограничители сжатия и отбоя. Отличие – возможность регулировки. Бамп-стопы с заданными параметрами можно печатать на 3D-принтере и менять одни на другие, обеспечивая нужную прогрессивную характеристику подвески. Кстати, не только бамп-стопы, но и многие элементы шасси и тормозной системы произведены в Политехе. Гибкий подход Гибридный силовой агрегат прототипа расположен за спиной пилота. Причем сначала двигатели, потом секвентальная (с последовательным механизмом переключения) 6-ступенчатая коробка передач Sadev. Компоновочное решение распространенное для спортпрототипов и гоночных формул. При таком расположении на коробку возложены дополнительные функции: к ее корпусу крепят некоторые элементы задней подвески. Двигатель внутреннего сгорания бензиновый 16-клапанный ВАЗ-21126 с турбонаддувом. В числе доработок стоит выделить кованные поршни, усиленные шатуны и, конечно, нагнетатель Garrett. Давление наддува 0,8 бара. Контроллер управления двигателем перенастроен на отсечку при 8000 об/мин. В результате мотор выдает 340 л.с. и 310 Н.м максимального крутящего момента. В паре с отечественным ДВС работает словенский синхронный электродвигатель Emrax 188 с внешним ротором и возбуждением от постоянных магнитов. Масса мотора всего около 8 килограммов. Продолжительно он способен развивать мощность до 80 л.с. и момент 100 Н.м. Здесь и кроется выбор разработчиков Московского Политеха в пользу гибрида. Современные тенденции? Безусловно! Овладение технологиями? Конечно! Но, главное, что дает совместное использование бензинового и электрического двигателя в гонках, – вариативность. Возможность использовать тот или иной алгоритм работы силового агрегата. Гибкость в использовании «довеска» крутящего момента от электромотора оправдывает усложнение конструкции в сравнении с большинством однодвигательных спортпрототипов. Электромотор питается от тяговой батареи энергоемкостью 1,1 кВт.ч. Разрядить ее полностью можно за 33 секунды, но этого не происходит. Благодаря системе рекуперации энергии она подзаряжается на ходу. Батарея состоит из зарубежных элементов. Но сборка в единое целое, корпус батареи и система ее охлаждения сделаны в Политехе.