Как серийные авто переняли технологии автоспорта – история инноваций

Это может показаться странным, но даже в обычных автомобилях есть частица от F1-болидов. Необходимо лишь взглянуть на них чуть внимательнее.

Гоночные команды тратят миллионы долларов на разработку технологий, обеспечивающих им преимущество на треке. Неудивительно, что автопроизводители стремятся получить дополнительный доход от этих инвестиций, поэтому и воплощают свои технологии в серийных автомобилях.

Даже в самом простом седане или хэтчбеке есть детали, пришедшие из автоспорта. Liga.Tech нашла примеры этих технологий и разобралась в их происхождении.

Дисковые тормоза

Дисковые тормоза давно перестали быть привилегией дорогих автомобилей. Сегодня их ставят даже на недорогие машины начального уровня, такие как Hyundai i30. А появился этот механизм благодаря "Королеве автоспорта".

Барабанные тормоза доминировали в автомобильной промышленности на протяжении многих лет. Вы по-прежнему можете встретить их на задней оси некоторых недорогих, маленьких и не очень мощных автомобилей и на современном электромобиле из Китая Volkswagen ID.4.

Несмотря на свою прочность (барабаны устойчивы к разным дорожным условиям) у них есть один недостаток, связанный с перегревом – сильно закрытый тормозной барабан усложняет отвод тепла. Другая проблема — колодки часто клинит, что приводит к перегреву тормозов, их отказу и, как следствие, созданию опасных ситуаций.

Эти обстоятельства привели инженеров к мысли о создании принципиально иной конструкции – более легкой и эффективной. В 1951 году на болиде "Формулы-1" BRM Type 15 дебютировала первая дисковая тормозная система, произведенная британской командой British Racing Motors.

А уже в 1952 году команда Jaguar совместно с компанией Dunlop установили такие тормоза на Jaguar C-Type. Авто участвовало в 24-часовой гонке Ле-Мана — самой известной автомобильной гонке на прочность, проходящей ежегодно недалеко от французского города Ле-Ман, и одержали победу.

А в промышленные масштабы дисковые тормоза пришли вместе с легендарным "французом" Citroen DS в 1955 году. Citroen DS выглядел футуристически, имел инновационную начинку (регулируемая гидропневматическая подвеска, передний дисковый тормоз, полуавтоматическая коробка передач, передний привод и гидроусилитель руля) и был признан самым красивым автомобилем по версии Classic & Sports Ca, The Daily Telegraph и других изданий.

Карбоновые кузова и элементы шасси

Углеволокно (он же карбон) – сверхлегкий, гибкий и прочнее стали материал, который используется для создания высокоскоростных машин: от болидов "Формулы-1" до сверхзвуковых самолетов и скоростных лодок.

Однако из-за заоблачной цены этого материала на дорогах очень редко можно встретить серийные авто, полностью изготовленные из углеволокна. Поэтому многие производители используют карбон в очень ограниченных объемах или пользуются пластиком, армированным углеродным волокном.

Тем не менее, в автомобильной промышленности карбон все же активно используется для изготовления большого количества небольших деталей: от интерьера до элементов шасси. В частности особенно часто он используется в электромобилях (BMW i3, i8 или BMW iX), где важно снизить вес компонентов, чтобы компенсировать тяжесть аккумуляторов.

А начинали использовать углеволокно в автоспорте. К примеру, на болиде команды Embassy Hill GH1 (Lola T321) 1975 года этот материал применялся в креплениях заднего антикрыла. А по-настоящему широко карбон начали использовать в 1981 году в гоночном McLaren MP4/1. Машина была собрана вокруг карбонового монокока. Эта технология применяется в "Формуле-1" и по сей день. А первой (полу)гражданской машиной с карбоновым монококом был британский суперкар McLaren F1, построенный в 1992 году.

Зеркала заднего вида

Зеркала заднего вида тоже пришли с автогонок. В начале XX века на гоночных машинах ездили по двое: водитель и его штурман-механик, который должен был оглядываться и сообщать о том, что происходило сзади.

В 1911 году первым пилотом, решившимся отказаться от помощника, стал Рэй Герроун. Он участвовал в гонке "500 миль Индианаполиса" (событие проводится в США и является наиболее посещаемым спортивным мероприятием в мире). Оборудовав свой болид Marmon Model 32 Wasp зеркалом заднего вида, он получил существенное преимущество: уменьшился общий вес – соответственно увеличилась скорость авто. В результате он первым пересек финишную черту.

Видеокамера вместо зеркала заднего вида

Зеркала продержались на авто более ста лет, и вот в 2012 году инженеры Audi вышли с новым решением — камерой заднего вида. Цель инновации достаточно очевидна: камеры в паре с экраном придают лучший и более широкий угол обзора. На спортивной модели R18 и на электрической версии суперкара R8 e-tron традиционное зеркало тогда заменили на 7,7-дюймовый LED-дисплей, а камеру установили в верхней точке крыши. Сегодня камеры заднего вида идут по умолчанию чуть ли не в каждом современном автомобиле.

Адаптивная подвеска

Идея адаптивной подвески состоит в том, чтобы исключить любые компромиссы между ездой и управляемостью, позволяя водителю "на ходу" выбирать настройки подвески, которые лучше всего подходят в тех или иных условиях.

Впервые адаптивную подвеску разработала команда Camel Team Lotus Honda на автомобиле Lotus 99T, за рулем которого находился легендарный гонщик Айртон Сенна.

По словам тогдашнего конструктора команды Мартина Огилви, система имела около 60 режимов работы, отбирала у двигателя до 5% мощности и была слишком сложной. В результате даже Айртон Сенна не смог до конца понять все ее возможности.

На гражданских авто идею регулировки режимов подвески начали активно использовать в 90-х годах. А первая в мире система электронного управления (TEMS), в которой использовался привод управления амортизаторами, была установлена в 1983 году на Toyota Soarer для японского рынка.

Подрулевые лепестки переключения передач

Подрулевыми лепестками переключения передач сегодня никого не удивишь – они есть на многих машинах, оснащенных автоматом: от элитных Porsche до народных Honda и Citroen. А появилась система впервые на Ferrari 640 образца 1989 года с полуавтоматической коробкой передач. Постепенно система лишилась прямой механической связи с коробкой, а формульные лепестки и вовсе уступили место кнопкам.

Кнопки управления на руле

Кстати, о кнопках на руле. Они тоже пришли с гонки "Формулы-1", где почти все органы управления сосредоточены именно на руле. К примеру, на болидах Мерседес 25 кнопок и переключателей и, конечно же, сцепление и подрулевые переключатели.

Сначала простым автомобилистам предоставили возможность управлять автомагнитолой, а затем на рулях серийных машин появилась целая россыпь всяческих кнопок и крутилок. С их помощью можно управлять, например, круиз-контролем – педалью газа теперь пользоваться не обязательно.

Система Start/Stop

Эта система была создана для того, чтобы пилот мог быстро завести свой автомобиль, ведь ему не нужен брелок с сигнализацией или ключ. Если обратить внимание на Porsche, то у них замок ключа располагается слева от рулевой колонки. Такая конструкция позволяла водителю левой рукой запускать двигатель, а правой включать передачу и таким образом экономить время. Ведь тогда пилоты начинали гонку, находясь не за рулем, а стоя у машин в ожидании стартового сигнала.

Сейчас эта опция есть на многих автомобилях. Она автоматически отключает и перезапускает двигатель внутреннего сгорания, чтобы снизить количество времени, затраченного двигателем на холостом ходу, тем самым снижая расход топлива и выбросов.

Телеметрия

Во время гонки пилоты должны много общаться с командой. Обычно это делали по радиосвязи. Пилот докладывал о поведении болида, скорости или состоянии шин, а в ответ получал полезную информацию. Однако обмениваться десятками разных параметров работы машины со временем стало напряжно.

Так и возникла телеметрия. Ее изобретателем стал Кен Тиррелл – руководитель команды Tyrrell. В 1978 году он пригласил на работу физика Карла Кэмпфа, оборудовавшего болиды датчиками и кассетами, записывающими информацию.

Сегодня телеметрия – одна из ключевых технологий в "Формуле-1". Несколько сот датчиков современного болида за гонку создают около 30 Гб данных. Они в режиме онлайн передаются на командный мостик. Анализ этой информации позволяет своевременно порекомендовать провести обслуживание автомобиля и тем самым избежать дорогостоящего ремонта.

В современных авто тоже можно мониторить подобные показатели. К примеру, через приложение BMW Connected Drive владелец может диагностировать, контролировать и управлять функциями своего авто.

Шины, автоспорт и хитрость

В далеком 1963 году горные спецучастки ралли "Монте-Карло" финский гонщик Паули Тойвонен проходил за рулем Citroen DS 19 на специальных шинах Haka-Hakkapeliitta. В результате он стал вторым на пьедестале этой престижной гонки, и с тех пор шипованные шины стали непременным атрибутом как зимних ралли, так и обычной эксплуатации легковых автомобилей.

Финская компания Nokian продолжала совершенствовать серию Hakkapeliitta, разрабатывая и испытывая новые шины, и в 1986 году основала собственный центр испытаний в Ивало, за Северным полярным кругом. На этом полигоне Nokian Tyres White Hell площадью 700 гектаров в сезон испытывается более 20 000 зимних шин!

А в 1983 году компания Pirelli специально разработала шины для ралли Монте-Карло – шипы сочетались с жесткой боковиной покрышки и мягким протектором. Но была одна сложность: первые четыре километра спецучастка Урьяж-ле-Бен представляли собой узкий и закрученный спуск с горы, покрытый льдом, после чего последовала прямая трасса с сухим асфальтом. На льду заднеприводная Lancia Rally 037 уступала основным соперникам на полноприводных Audi Quattro, с чем нужно было что-то делать.

Тогда стратеги из Lancia решили сделать дополнительный пит-стоп, чтобы вовремя заменить колеса с шипованных на нешипованные. Это помогло и обе Lancia успешно преодолели всю дистанцию, заняв первое и второе места на финише ралли Монте-Карло в 1983 году. Кстати, два механика в полевых условиях заменили 4 колеса за 49 секунд!