«Пылесос», «миниюбка» и «холодильник». На фестивале в Гудвуде показались запрещенные спорткары

В Великобритании отгремел фестиваль скорости в Гудвуде (Goodwood Festival of Speed). Самые необычные автомобильные конструкции собрались в одном месте, в том числе и запрещенные FIA спортивные болиды, некогда приводящие в панику инженеров Mclaren, Ferrar

В 60-е годы мировые гоночные серии подошли к порогу развития. Появились мощные 600-сильные двигатели, объемом до 7 литров, которые позволяли достигать на кольцевых трассах значительных скоростей до 300 и выше км/ч. Между тем, самолетные скорости грозили взлетами машин, что и происходило нередко перед десятками тысяч зрителей. Вопрос встал об аэродинамике. С тех пор началась эпоха гоночных болидов необычных и даже нелепых конструкций. Прославились на этом поприще два конструктора: британец Колин Чепмэн из Lotus и американец Джим Холл.

Все дело в крыльях

Джим Холл, как потомок техасских нефтемагнатов, имел неплохие средства для воплощения смелых технических идей. С детства он влюбился в автоспорт и, получив образование на инженерно-механистическом факультете в университете Далласа, на отцовские деньги арендовал место в английской команде BRP. Целый сезон он гонялся в Формуле 1 на Lotus и даже занял пятое место на Гран-При Германии.

По возвращению в США началась его карьера автомобильного инженера. Джим Холл создал гоночную команду Chaparral Cars и совместно с Chevrolet выставил на Американский чемпионат на выносливость гоночные прототипы. Его творения были настолько необычны, что тут же приобрели известность.

Одним из первых Джим Холл установил на автомобиль Chaparral 2E антикрыло. Это была гигантская конструкция, высотой с человеческий рост, закрепленная на корме болида и упирающаяся прямо в ступицы колес, минуя пружины. На скоростях свыше 160 км/ч это крыло обеспечивало прижимную силы свыше 100 кг на ось. Тем самым, Chaparral 2E мог проходить повороты с гораздо большей скоростью нежели другие. Автомобиль казался громоздким, но на кольцевых американских гонках стратегия побед была незамысловатой. Чем позже гонщик оттормаживался перед пологим радиусом овала трассы и чем быстрее он проходил дугу, тем больше были шансы на победу.

В общем, антикрыло позволяло идти в поворотах с большей скоростью. Ну а чтобы антикрыло не мешало на скоростных прямиках Джим Холл придумал менять его угол атаки по ходу гонки. Под ногами пилота появилась педаль, отвечавшая за наклон антикрыла.

Почему же антикрыло было так высоко задрано вверх? Потому что требовалось выйти за зону турбулентности, где потоки воздуха оказывались стабильнее, что повышало эффективность антикрыла.

Идея Джима Холла взорвала автомобильный мир и тут же перекочевала в Формулу 1. Уже в 1968 году в Формуле дебютировали «крылатые» Brm P133, Ferrari 312Ba, Honda 301, Lotus 49B, Matra MS10, Mclaren M7A. При всех преимуществах первые гонки мгновенно выявили существенный недостаток высокой стойки антикрыла.

Длинный рычаг вкупе с парусностью создавал момент, стремящийся оторвать передние колеса от асфальта. Небольшая кочка или маневрирование на извилистых связках европейских трасс, подбрасывало нос машины вверх и ухудшало управляемость. Пришлось конструкторам в спешке устанавливать на болиды по второму антикрылу на носу. К примеру, Brabham Bt26 выглядел как заправский биплан. Но здесь в дело вмешалась международная федерация автоспорта FIA, высмотревшая опасность для пилотов и зрителей. Такие крылья во время аварии отрывались и неслись в разные стороны как бумеранги и могли погубить жизни зрителей. На короткое время антикрылья были запрещены, но вскоре вступили в силу новые правила их размещения на болидах. Крылья не могли выступать за дуги безопасности. Но низкое закрепление существенно снижало прижимную силу. Некоторые инженеры стали вытягивать их назад, за область турбулентности.

Техасец Джим Холл поступил по-иному. Он придумал новую аэродинамическую схему, которая оказалась самой нелепой и одновременно эффективной в истории.

Под влиянием недавно открытого в авиации экранного эффекта на свет родилась машина Chaparral 2J, прозванная ее пилотом Виком Эльфордом «скоростным холодильником». Автомобиль не имел антикрыльев, но помимо 7-литрового двигателя V8 Chevrolet был вооружен дополнительным моторчиком от снегохода с двумя вентиляторами, выкачивающими воздух из-под днища. Для создания экранного эффекта машина вооружилась миниюбкой, закрывающей и без того узкий дорожный просвет. Сзади Chaparral 2J не походил на гоночный болид для чемпионата на выносливость. Зрители принимали его за рефрежератор с мороженым.

Экранный эффект или Ground effect в английской терминологии, представляет из себя эффект «прилипания» тела к быстродвижущимся объектам. К примеру, на больших скоростях поезда поднимают за собой пыль и грязь. Так же и автомобиль при движении создает область разряженного давления под днищем, и чем меньше там воздуха и чем ближе днище к земле, тем сильнее автомобиль «приклеивается» к дороге. Вентиляторы на Chaparral 2J как раз и создавали зону антидавления, а жесткая юбка, волочащаяся по асфальту, не давала потокам воздуха нарушать прижимную силу. Машина с вентилятором и юбкой вела себя, как щетка от пылесоса. При этом, Ground effect, накрученный вентиляторами, действовал стабильно и на любых скоростях, в то время как антикрылья создавали нестабильную прижимную силу, зависящую от скорости.

В общем, автомобиль стал обходить соперников уже на отборочных этапах. Скорость в поворотах была у него значительно выше. Вик Эльфорд сбрасывал по 2 сек. с этапа! Король американских овалов, McLaren-Chevrolet, был в оцепенении.

Между тем Chaparral 2J не суждено было стать чемпионом. Слишком сырая оказалась конструкция. Часто перегревались тормоза, сходила с ума 3-ступенчатая автоматическая коробка передач, барахлила подвеска и даже заклинивал вентилятор для Ground effect, что приводило к сносу машины в поворотах. Это было опасно, так как резкая потеря прижимной силы грозила «свалкой» на скоростном овале. В общем, главный конкурент Джима Холла, руководитель команды McLaren Тэдди Майер добился снятия Chaparral 2J с чемпионата.

Юбка и «пылесос»

Однако, идея Ground effect перелетела через океан и нашла применение в Формуле 1, изменив облик «королевских» болидов. Теперь они перестали быть «сигарами», а превратились в «утюги» с широким днищем. До совершенства Ground effect в Формуле 1 довел британский инженер Колин Чепмен из Lotus. Засев за научные журналы, он придумал, как можно получить разряженную область под днищем без вентиляторов. В 1977 году был показан Lotus 78, обряженный в «миниюбку» и с элегантным аэродинамическим силуэтом. За счет особой конфигурации днища, удалось получить прижимную силу большую, чем с антикрылом. Lotus 78 стал обходить соперников один за другим, а тем оставалось кусать локти. Инженеры занижали корпуса у своих болидов, ставили крошечные передние колеса, придумывали спойлеры, экспериментировали даже с третьей колесной осью, как на Tyrrell P34. Но Lotus 78 как присоска прилипал к трассе и обгонял остальных в поворотах.

Между тем, и у него выявилось слабое место. На кочках, или при атаке поребриков нос машины задирался кверху, и Ground effect пропадал.

Эту проблему Колин Чепмен отчасти решил на новом Lotus 79, представленном в 1978 году. На болиде были смонтированы так называемые тоннели Вентури, которые отводили потоки воздуха при подпрыгиваниях. Чтобы освободить место под днищем для каналов пришлось перебрать всю машину. Задние амортизаторы спрятались ближе к коробке передач, выхлопные трубы ушли в боковые понтоны, топливные баки оказались внутри шасси за креслом пилота. В боковых понтонах так же разместились воздухозаборники для охлаждения тормозов и двигателя. Lotus 79 обладал на 15 % лучшей аэродинамикой при большей прижимной силе. Ну а жесткая подвеска минимизировала подскоки. В сезон 1978 года в 8 гонках подряд пилот Марио Андретти на Lotus 79 имел только два результата: первое место или сход с дистанции. По итогам чемпионата 1978 года Lotus 79 завоевал 6 побед и выиграл весь чемпионат. Это был триумф Колина Чепмена и его технологии!

Другие « королевские конюшни» схватились за голову. На свет стали рождаться сторонние Ground-автомобили, такие как Arrows A2 или Brabham Bt45B. Но познаний в тонкостях Ground effect не хватало, и машины ехали откровенно плохо. Первым нервы сдали у команды Brabham. Они вспомнили Джима Холла и, чтобы хоть как-то образумить Lotus, установили на Формулу 1 вентилятор. Это был запрещенный прием, вроде допинга у легкоатлетов. Инспекторам FIA было объяснено, что пропеллер в хвосте это дополнительный охладитель двигателя. Brabham Bt46 получил допуск к гонкам и выступил на Гран-При Швеции. Еще на квалификационных заездах к нему прикрепилось прозвище «пылесос» за облака пыли, которые он высасывал из-под днища и выстреливал в лицо преследователям. «Пылесос» в Швеции играючи обходил мэтров Формулы 1, включая и Lotus 79. Пилот Ник Лауда заявлял позже, что Brabham Bt46 так хорошо приклеивался к земле, что победа в Швеции оказалась самой легкой в его карьере. Разъяренные соперники потребовали запрета «пылесоса» и всего Ground effect в целом, потому как он ставил гонщиков в неравное положение.

Международная федерация призадумалась. Действительно, активные устройства для разряжения давления под днищем были запрещены еще в 60-е годы и Brabham Bt46 был снят с соревнований, но вот запрет на использование Ground effect вызвал споры. Оппоненты сложной аэродинамики уповали на то, что юбки, тоннели и диффузоры под днищем слишком ненадежны.

Ground effect позволяет увеличивать скорости, но не гарантирует от резкого схлопывания давления под днищем из-за прыжков на кочках. Тогда автомобиль «отлипает» от дороги и теряет управление, что может привести к авариям. В итоге, Международная федерация автоспорта FIA решила не наращивать скорости в Формуле 1 и запретила применение болидов с Ground effect. Особенно жестко инспектора поступили с новеньким Lotus 88. По одному только подозрению в Ground effect в 1981 году его сняли с гонок в Великобритании, хотя формально он не повторял старые схемы. С тех пор Колин Чепмен старался найти разумный компромисс между требованиями Федерации и передовой конструкторской мыслью, но умер от сердечного приступа в 1983 году. Последней его разработкой стала активная подвеска, изменяющая клиренс болида в зависимости от условий движения. Отчасти она помогала повторить Ground effect без юбки, но была запрещена уже в 90-е годы. С тех пор, аэродинамика болидов откатилась назад. Технические требования строго регламентируют аэродинамический обвес, и битва конструкторов потеряла остроту. Формула 1 теперь борется не за скорость, а за экономичность и легкость. Ну а что же Джим Холл? Еще в 70-е он ушел из автоспорта, продолжил дело отца и деда, развивал нефтедобычу в Техасе. Однако в 80-е на короткий срок он вернулся в американский гоночный чемпионат с моделью 2K Indycar, которая сразу же выиграла культовую гонку «500 миль Индианаполиса». В 2004 году в Мидланде в Техасе открылся музей Petroleum Museum, где собраны все уникальные модели Chaparral Cars, включая и запрещенные.