Як серійні авто перейняли технології з автоспорту — історія інновацій

Це може здатися дивним, але навіть у звичайних автомобілях є частинка від болідів F1. Необхідно лише поглянути на них трохи уважніше.

Гоночні команди витрачають мільйони доларів на розробку технологій, які забезпечують їм перевагу на треку. Не дивно, що автовиробники прагнуть отримати додатковий дохід із цих інвестицій, тому і втілюють ці технології у серійних автомобілях.

Навіть у найпростішому седані або хетчбеку є деталі, які прийшли з автоспорту. Liga.Tech знайшла приклади цих технологій та розібралась в їх походженні.

Дискові гальма

Дискові гальма давно перестали бути привілеєм дорогих автомобілів. Сьогодні їх ставлять навіть на недорогі машини початкового рівня, як от Hyundai i30. А з'явився цей механізм завдяки "Королеві автоспорту".

Барабанні гальма домінували в автомобільній промисловості протягом багатьох років. Ви все ще можете зустріти їх на задній осі деяких недорогих, маленьких і не дуже потужних автомобілів і на сучасному електромобілі з Китаю Volkswagen ID.4.

Попри свою міцність (барабани стійкі до різних дорожніх умов) в них є один недолік, пов'язаний із перегрівом — щільно закритий гальмівний барабан ускладнює відведення тепла. Інша проблема — колодки часто заклинює, що призводить до перегріву гальм, їх відмови і, як наслідок, створення небезпечних ситуацій.

Ці обставини привели інженерів до думки про створення принципово іншої конструкції — легшої та ефективнішої. У 1951 році на боліді "Формули-1" BRM Type 15 дебютувала перша дискова гальмівна система, вироблена британською командою British Racing Motors.

А вже в 1952 році команда Jaguar спільно із компанією Dunlop встановили такі гальма на Jaguar C-Type. Авто брало участь у 24-годинній гонці Ле-Мана — найвідоміших автомобільних перегонах на витривалість, що проходять щорічно недалеко від французького міста Ле-Ман, і здобули перемогу.

А у промислові масштаби дискові гальма прийшли разом із легендарним "французом" Citroen DS у 1955 році. Citroen DS виглядав футуристично, мав інноваційну начинку (регульована гідропневматична підвіска, передні дискові гальма, напівавтоматична коробка передач, передній привід та гідропідсилювач керма) і був визнаним найкрасивішим автомобілем за версією Classic & Sports Ca, The Daily Telegraph і інших видань.

Карбонові кузови та елементи шасі

Вуглеволокно (він же карбон) – надлегкий, гнучкий і міцніший за сталь матеріал, який використовується для створення високошвидкісних машин: від болідів "Формули-1" до надзвукових літаків та швидкісних човнів.

Проте через захмарну ціну цього матеріалу на дорогах дуже рідко можна зустріти серійні авто, повністю виготовлені з вуглеволокна. Тому багато виробників використовують карбон у дуже обмежених об’ємах, або користуються пластиком, армованим вуглецевим волокном. 

Проте в автомобільній промисловості карбон все ж таки активно застосовується для виготовлення великої кількості невеликих деталей: від інтер'єру до елементів шасі. Зокрема особливо часто він використовується в електромобілях (BMW i3, i8 або  BMW iX), де важливо знизити вагу компонентів, щоб компенсувати важкість акумуляторів.

А починали використовувати вуглеволокно в автоспорті. Наприклад, на боліді команди Embassy Hill GH1 (Lola T321) 1975 року цей матеріал застосовувався в кріпленнях заднього антикрила. А по-справжньому широко карбон почали використовувати у 1981 році у гоночному McLaren MP4/1. Машина була зібрана навколо карбонового монокока. Ця технологія застосовується у "Формулі-1" і до сьогодні. А першою (напів)цивільною машиною з карбоновим монококом був британський суперкар McLaren F1, побудований в 1992 році.

Дзеркала заднього виду

Дзеркала заднього виду теж прийшли з автоперегонів. На початку XX століття на гоночних машинах їздили по двоє: водій та його штурман-механік, який мав озиратися та повідомляти про те, що відбувалося позаду.

В 1911 році першим пілотом, який наважився відмовитися від помічника, став Рей Герроун. Він брав участь у перегонах "500 миль Індіанаполіса" (подія проводиться у США і є найвідвідуванішим спортивним заходом у світі). Обладнавши свій болід Marmon Model 32 Wasp дзеркалом заднього виду, він отримав істотну перевагу: зменшилась загальна вага — відповідно збільшилась швидкість авто. В результаті він першим перетнув фінішну межу.

Відеокамера замість дзеркала заднього виду

Дзеркала протримались на авто понад сто років, і от у 2012-му інженери Audi вийшли з новим рішенням — камерою заднього виду. Мета інновації досить очевидна: камери в парі з екраном надають кращий і ширший кут огляду. Тож на спортивній моделі R18 і на електричній версії суперкара R8 e-tron традиційне дзеркало тоді замінили на 7,7-дюймовий LED-дисплей, а камеру встановили у верхній точці даху. Сьогодні камери заднього виду йдуть за замовчуванням ледь не в кожному сучасному авто. 

Адаптивна підвіска

Ідея адаптивної підвіски полягає в тому, щоб виключити будь-які компроміси між їздою та керованістю, дозволяючи водію "на ходу" вибирати налаштування підвіски, які найкраще підходять у тих чи інших умовах.

Вперше адаптивну підвіску розробила команда Camel Team Lotus Honda на автомобілі Lotus 99T, за кермом якого був легендарний гонщик Айртон Сенна.

За словами тодішнього конструктора команди Мартіна Огілві, система мала близько 60 режимів роботи, відбирала у двигуна до 5% потужності і була надто складною. У результаті навіть Айртон Сенна не зміг до кінця зрозуміти всіх її можливостей. 

На цивільних авто ідею регулювання режимів підвіски почали активно використовувати в 90-х роках. А першу у світі систему електронного керування (TEMS), в якій використовувався привід керування амортизаторами, було встановлено в 1983 році на Toyota Soarer для японського ринку.

Підрульові пелюстки перемикання передач

Підрульовими пелюстками перемикання передач сьогодні нікого не здивуєш — вони є на багатьох машинах, оснащених автоматом: від елітних Porsche до народних Honda і Citroen. А з'явилася система вперше на Ferrari 640 зразка 1989 року з напівавтоматичною коробкою передач. Поступово система позбавилася прямого механічного зв'язку з коробкою, а формульні пелюстки і зовсім поступилися місцем кнопкам.

Кнопки керування на кермі

До речі, про кнопки на кермі. Вони теж прийшли з перегонів "Формули-1", де майже всі органи керування зосереджені саме на кермі. Наприклад, на болідах Мерседес 25 кнопок та перемикачів і, звичайно ж, зчеплення та підрульові перемикачі.

Спершу простим автомобілістам надали можливість керувати автомагнітолою, а потім на кермах серійних машин з'явився цілий розсип усіляких кнопок і крутилок. З їх допомогою можна керувати, наприклад, круїз-контролем — педаллю газу тепер користуватися не обов'язково.

Система Start/Stop 

Ця система була створена для того, щоб пілот міг швидко завести свій автомобіль, адже йому не потрібен брелок із сигналізацією чи ключ. Якщо звернути увагу на Porsche, то у них замок для ключа розташовується ліворуч від рульової колонки. Така конструкція дозволяла водію лівою рукою запускати двигун, а правою вмикати передачу і таким чином економити час. Адже тоді пілоти розпочинали гонку, перебуваючи не за кермом, а стоячи неподалік машин в очікуванні стартового сигналу.

Зараз ця опція є на багатьох автомобілях. Вона автоматично відключає і перезапускає двигун внутрішнього згоряння, щоб зменшити кількість часу, витраченого двигуном на холостому ходу, тим самим знижуючи витрату пального і викидів.

Телеметрія

Під час перегонів пілоти мають багато спілкуватись із командою. Зазвичай це робили радіозв'язком. Пілот доповідав про поведінку боліда, швидкість або стан шин, а у відповідь отримував корисну інформацію. Проте обмінюватись десятками різних параметрів роботи машини з часом зникло бажання.

Так і виникла телеметрія. Її винахідником став Кен Тіррелл – керівник команди Tyrrell. У 1978 році він запросив на роботу фізика Карла Кемпфа, який обладнав боліди датчиками та касетами, що записували інформацію.

Сьогодні телеметрія – одна з ключових технологій у "Формулі-1". Кілька сотень датчиків сучасного боліда за гонку створюють близько 30 Гб даних. Вони в режимі онлайн передаються на командний місток. Аналіз цієї інформації дозволяє вчасно порекомендувати провести обслуговування автомобіля, і тим самим уникнути дорогого ремонту.

В сучасних авто теж можна моніторити подібні показники. Наприклад, через застосунок BMW Connected Drive, власник може діагностувати, контролювати і керувати функціями свого авто.

Шини, автоспорт і хитрість

У далекому 1963 році гірські спецділянки ралі "Монте-Карло" фінський гонщик Паулі Тойвонен проходив за кермом Citroen DS 19 на спеціальних шинах Haka-Hakkapeliitta. В результаті він став другим на п'єдесталі цієї престижної гонки, і з того часу шиповані шини стали неодмінним атрибутом як зимових ралі, так і звичайної експлуатації легкових автомобілів.

Фінська компанія Nokian продовжувала вдосконалювати серію Hakkapeliitta, розробляючи і випробовуючи нові шини, і в 1986 заснувала власний центр випробувань в Івало, за Північним полярним колом. На цьому полігоні Nokian Tyres White Hell площею 700 гектарів за сезон випробовується понад 20 000 зимових шин!

А в 1983 році компанія Pirelli спеціально розробила шини для ралі Монте-Карло — шипи поєднувалися з твердою боковиною покришки і м'яким протектором. Але була одна складність: перші чотири кілометри спецділянки Урьяж-ле-Бен були вузьким і закрученим спуском із гори, вкритим кригою, після чого була пряма траса із сухим асфальтом. На кризі задньопривідна Lancia Rally 037 поступалася основним суперникам на повнопривідних Audi Quattro, з чим треба було щось робити.

Тоді стратеги з Lancia вирішили зробити додатковий піт-стоп, щоб вчасно замінити колеса з шипованих на нешиповані. Це допомогло і обидві Lancia успішно подолали всю дистанцію, посівши перше і друге місця на фініші ралі Монте-Карло 1983 року. До речі, два механіки в польових умовах замінили 4 колеса за 49 секунд!