15 знаковых изобретений из мира автоспорта

В автоспорте тратятся миллиарды долларов на то, чтобы сделать машины еще быстрее и дать гонщику преимущество на трассе. Сегодня в той же Формуле-1 используются запредельные скорости. Но так было не всегда. Предлагаем вспомнить те изобретения и инновации, которые помогали развиваться не только автогонкам, но и всему автотранспорту.

Полуавтоматическая коробка передач

Многое из того, что мы привыкли видеть в обычных машинах, изначально предназначалось для спортивных. Уже не все вспомнят, что когда-то в ралли была Группа С, примечательна своими машинами в стиле киберпанк. Пусть это и не флагман автоспорта, но одно знаковое изобретение в этом классе было точно. Речь идет о коробке передач с двойным сцеплением, которая была представлена в 1984 году. Ею оснастили Porsche 962. Такая технология позволила менять передачи, без выключения сцепления. Она стала прототипом полуавтоматической коробки передач с подрулевым переключателем, используемые в Формуле-1 по сей день.

Инженерам удалось объединить преимущество «механики» и «автомата». От первого коробка взяла эффективность, а от второго – простоту использования. В итоге механизмы с двойным сцеплением, и сделанные на их базе полуавтоматы, нашли применение и в серийных автомобилях.

А вот подрулевые переключатели не стали настоль успешными, однако на некоторых машинах их все же можно встретить.

Дисковые тормоза

Появлением дисковых тормозов мы обязаны специалистам Porsche. Они их разработали специально для «24 часа Ле-Мана». Этот механизм также сумел найти применение в «гражданском» автомобилестроении. Первые серийные машины с ним появились в 80-х годах прошлого века.

Благодаря дисковым тормозам, машина может быстро затормозить, а колеса при этом не блокируются. Такая технология позволила заметно повысить управляемость автомобилем. На заре производства, они представлялись как революция в сфере безопасности дорожного движения.

Но нет предела совершенству, поэтому дисковые тормоза продолжают улучшаться и сегодня. Например, все чаще стали использоваться диски из керамики, хотя все еще большинство производителей устанавливает стальные элементы. Кстати, керамические диски – это также ноу-хау Формулы-1, они более легкие и меньше подвержены негативному влиянию высокой температуры. Но когда керамика «перекочевала» в серийные автомобили, болиды Формулы-1 сделали очередной шаг вперед – стали использовать диски из углеволокна.

Активная подвеска

Обычная подвеска двигается так, как ее заставляет это делать дорога, поэтому она считается пассивной. В активной подвеске все по-другому, там каждое колесо поднимается и опускается отдельно, поэтому машиной легче управлять, улучшается сцепление с дорожным покрытием и обеспечивается плавная езда. Все это крайне важно, когда машина едет на высокой скорости во время гонок.

Изначально активная подвеска немного изменяла жесткость амортизаторов, однако специалисты Формулы-1 вывели технологию на принципиально новый уровень. Теперь же информация о состоянии дороги, считываемая специальными датчиками, поступает в бортовой компьютер.

Шасси из углеродного волокна

Другое название углеволокна – карбон. Это очень легкий и гибкий материал, который по прочности десятикратно превосходит сталь, при условии, что их масса одинакова. Сегодня углеволокно является наиболее востребованным для производства высокоскоростных механизмов. И речь тут не только о болидах Формулы-1, но и о самолетах, преодолевающих скорость звука.

Но в массы этот материал не вошел. Все дело в его цене. Карбон дорог в производстве, его сложно прессовать. Поэтому до автомобилей, полностью сделанных из легкого углеволокна, на дорогах общего пользования еще далеко. Но производители научились экономить – они армируют карбоном обычный пластик или используют углепластик.

Такой пластик активно используется в производстве электромобилей, где для продолжительности автономной работы, а также компенсации тяжести аккумуляторных батарей, важно снизить вес машины.

Зеркало заднего вида

Не самое технологичное, но действительно прорывное изобретение – зеркало заднего вида. Сегодня оно есть в каждом автомобиле, но изначально оно было придумано конструкторами гоночных машин. Революционное решение датируется 50-ми годами 20 века. Именно тогда зеркало стало появляться в автогонках.

В те времена у Формулы-1 было достаточно много удивительных правил, но даже они не предполагали бонусов за параллельную парковку. Но инженерам пришла в голову мысль, что спортсмену будет удобнее, если он будет видеть, не оглядываясь по сторонам, где находится автомобиль соперника, который приближается сзади. Во-первых, им можно будет заблокировать движение, чтобы не дать себя обогнать. Во-вторых, удобнее контролировать снижение скорости, входя в поворот.

Это изобретение было оценено по заслугам. Достаточно быстро оно стало основным устройством, которое дает возможность управлять обычным автомобилем безопасно.

Полный привод (AWD)

Кватро называлась система полного привода AWD, которую разработала раллийная команда Audi. Пройдя успешную обкатку в гонках, через несколько лет (в 1980 году) немецкий автоконцерн внедрил технологию в одноименном серийном автомобиле Audi Quattro. Благодаря полному приводу AWD, машина без проблем ездит как по пересеченной местности, так и по ровному асфальту.

Прототипом кватро выступил простой и брутальный привод 4WD. Усовершенствованная система меняет крутящий момент, идущий на каждое колесо. Благодаря этому, машина становится такой же управляемой, как Mini, несмотря на свои более чем 300 лошадиных сил мощности.

Турбонаддув

Идея сделать мотор мощнее, не изменяя его объем, появилась более ста лет назад – в начале прошлого века. Но это были лишь теоретические расчеты. До практики дело дошло в 60-х годах, когда турбонаддув стал устанавливаться на серийных автомобилях в США. Но и тогда это было воспринято не слишком радушно. Все изменилось через 10 лет, когда над технологией поработали немецкие специалисты из BMW. Инженерам удалось побороть две основные проблемы – низкую надежность турбины и перегрев двигателя. Квинтэссенцией стал выпуск BMW 2002 Turbo в 1973 году.

Суть технологии заключается в том, что камеры сгорания вентилируются в принудительном порядке. Для этого устанавливается два компрессора – один отвечает за подачу воздуха, второй – за отвод выхлопных газов. Таким образом через цилиндр проходит большее количество топливовоздушной смеси, что и увеличивает прирост лошадиных сил, в сравнении с атмосферным двигателем того же объема.

Сегодня турбокомпрессоры довольно распространены и в потребительском секторе. Деталь вполне надежная, хотя иногда и может потребоваться посетить мастерскую по ремонту турбин. Словом, турбонаддув хорошо показал себя не только на гоночных трассах.

Кнопки на рулевом колесе

Сегодня мультируль – это такая же обыденность, как и те же зеркала заднего вида. Но появились они в массовых машинах только после того, как ноу-хау поработало в болидах Формулы-1. Сейчас на этих машинах кнопок едва не больше, чем на ноутбуке. И каждая из них отвечает за определенную функцию, которая повышает ту или иную характеристику гоночного болида.

Конечно, в обычных автомобилях эти кнопки в большинстве своем не связаны с управлением непосредственно автомобиля. С их помощью водитель может руководить мультимедийной системой, принимать звонки. Однако то, что все это находится перед глазами, делает машину удобнее и безопаснее.

Граунд-эффект

Данная технология в Формуле-1 появилась в 1977 году. А первым чемпионом мира с граунд-эффектом стал «Лотус» 79. Впрочем, этим успехом он во многом обязан своему предшественнику.

Граунд-эффект – это влияние близкого расположения подстилающей поверхности дороги на аэродинамику автомобиля. Изначально отрицательную подъемную силу и прижимную силу, возникающую при прохождении воздуха через вентиляционные отверстия, находящиеся по бокам автомобиля, исследовали Тони Раддом и Питер Райт, работавшие на BMW и было это еще за 10 лет до этого.

Но немецкий автоконцерн не разглядел потенциал разработки. В середине 70-х годов Радд и Райт перебрались к конкурентам из Англии, в Lotus . В этой компании работал Колин Чепмен, который также вынашивал похожие идеи.

В итоге разработчики начали экспериментировать с самым популярным на тот момент французским автомобилем Рено 4. Они устанавливали на него разные навесные элементы. В итоге инженеры заметили, что если смонтировать аэродинамические юбки таким образом, чтобы перекрылись туннели Вентури, то это даст хороший результат. Питер Райт впоследствии признался, что поверил в успех, когда в аэродинамической трубе к потолку прилипло вращающееся днище.

Использование сликов

В первые организаторы Формулы-1 разрешили слики в 1971 году. Серия очень долго противилась использованию таких шин. Первопроходцем стала компания M&H, которая в 50-е годы начала производить шины без шипов. Что касается автоспорта, то первопроходцем стал французский Michelin, снабдивший сликами в 1967 году «24 часа Ле-Мана». А вот американская компания Firestone стала первой, кто в 50-е годы стал выпускать шины с минимальным протектором. А вот британский Dunlop стал первым производителем псевдосликов для гоночных соревнований в 60-е годы.

Настоящие слики были использованы на Гран-при в 1971 году. Произошло это в Испании, где все шины от Firestone не имели протектора.

Легкосплавные диски

Легкосплавные диски хоть и не стоят на каждом автомобиле, но все же сегодня это не то, чем можно удивить. Но так было не всегда. А появились такие диски в первые на автогонках. Их использовали на Bugatti Type 35, который покорял трассы с 1924 по 1931 годы.

Главное преимущество этих дисков заключается в небольшом весе, если сравнивать их с аналогичными стальными моделями. А масса в автоспорте имеет большое значение. Снижение веса приводит к улучшению управляемости машиной.

Система Double Overhead Camshaft

Система DOHC подразумевает наличие двух распределительных валов в ГБЦ мотора, а также четырех клапанов на одном цилиндре. На данный момент такая технология очень популярна в серийных автомобилях.

Над изобретением этого двигателя работала команда четырех инженеров и гонщиков: Поль Зуккарелли, Жорж Буалло, Эрне Анри и Жюль Гу. Специалисты Peugeot занимались проектированием, разработкой, изготовлением и испытанием новых идей и задумок.

До этого повсеместно использовались тяжелые коромысла. Но у них было много недостатков, в частности они плохо влияли на работу клапанных пружин. Разработчики разработали принципиально новую конструкцию двигателя.

Результатом их работы стало получение двигателя с двумя распредвалами в верхней его части, а также четырьмя клапанами на цилиндр. Ничего подобного на тот момент в мире не было. Благодаря увеличению числа клапанов, получилось упростить конструкцию механизма, а также уменьшить ее массу. Кроме этого, такая конструкция способствует лучшему сгоранию топливовоздушной смеси, увеличивая КПД двигателя, снижая расход горючего.

Впервые Система DOHC была использована в Peugeot L76 более ста лет назад – в 1912 году. Тогда эта машина без проблем выиграла Гран-при Франции.

Двигатель Fuel Stratified Injection

А это относительно новая разработка в автомобильном мире. Бензиновый мотор FSI примечателен тем, что имеет систему послойного впрыска топлива. Дебют технологии состоялся в недалеком 2001 году. Тогда ею был оснащен гоночный прототип Audi R8, представленный на «24 часа Ле-Ман». Дебют получился удачным – автомобиль одержал уверенную победу.

Какой-то революции в данном случае не произошло. Принципиальных различий между FSI и GDI нет, но, как известно, дьявол кроется в мелочах. Первый двигатель более совершенен, ведь в нем давление впрыска меняется, имеется возможность управлять объемом и скоростью подачи воздуха в двигатель. Также FSI можно совмещать с турбонаддувом и фазовращением. Кроме этого в данном двигателе активнее используется режим двойного впрыска. Кроме того, что там эта система повышает мощность силового агрегата, еще и улучшается выпуск выхлопных газов.

Дифференциал повышенного трения

Этой разработкой мир автогонок обязан Фердинанду Порше, который в 1932 году создал для Auto Union собственную машину для участия в Гран-при. В те времена технический регламент был далек от идеала, в нем не было учтено множества моментов, что давало больший плацдарм для творчества инженеров. Поэтому в машинах устанавливались супермощные двигатели. В том числе у Auto Union Порше был таковой. Проблема в том, что когда автомобиль разгонялся выше 160 км/ч, в поворотах одно заднее колесо начинало проворачиваться, из-за чего ухудшался разгон. Чтобы решить проблему, Порше обратился в компанию ZF. Его инженеры разработали механизм, который бы менял передаваемую нагрузку на колесо, в зависимости от того, какое у него сцепления с дорогой. Больше тяги шло туда, где сцепление было лучше. Эта технология получила название Limited Slip Differential или просто LSD. Теперь же дифференциалы повышенного трения используются не только на спортивных автомобилях, но и на внедорожниках, а также на других машинах. Могут устанавливаться как на заднюю, так и на переднюю ось. Сегодня даже есть электронная имитация LSD, работающая за счет тормозных механизмов.

Рекуперация энергии

Сегодня технологии шагнули настолько далеко вперед, а регламенты стали суровыми, что инженерам приходится выискивать, где найти резервы, чтобы прибавить мощность двигателю, по крупицам. В итоге конструкторы дошли до того, что начали «улавливать» уходящую энергию, чтобы снова ее использовать.

Рекуперация кинетической энергии стала очередным прорывом в мире гонок. Например, благодаря ей можно преобразовать энергию, которая высвобождается во время торможения в электричество.

Впервые нечто подобное мы могли наблюдать на Формуле-1 в 2009 году. Технология оказалась настолько успешной, что очень быстро стало повсеместно использоваться в «гражданских» машинах. Сегодня рекуперация с гоночных болидов практически в неизмененном состоянии перешла на такие модели, как McLaren P1 и Ferrari LaFerrari.

Автогонки – это двигатель прогресса автомобильной отрасли всего мира. Именно они заставляют инженеров взглянуть на конструкцию транспортного средства под иным углом. Благодаря этому порой удается сделать прорывные открытия. В конечном итоге большинство из них перекочевывает в автомобили серийного производства.