Продолжает эволюцию большая тема о турбоэре.
Техническая эволюция. Часть 9.
С появлением турбодвигателей в Формуле-1 Ferrari одной из первых команд решилась на них перейти. Новая веха в истории итальянской стайни - турбодвигатель V6 на тестах проявил себя быстрым и оборотистым. А его компактность позволяла помудрить с конструкцией болида на 1981 год. Мауро Форгьери даже пришлось выбирать между двигателем 126C K (с одним или двумя турбо-нагнетателями) и двигателем 126C X (с барабанным компрессом) разработанным Брауном Бовери. Впрочем, машина оказалась тяжеловата, аэродинамика оказалась не достаточно эффективной, расход топлива и покрышек оставлял желать лучшего. Энцо Феррари окончательно разочаровался в своих конструкторах и посреди сезона в команде появился британец Харви Постлтуэйт. Это позволило Форгиери не отвлекаться на дизайн кузова, а всецело заниматься новым двигателем. Так в сезон 1982 года Ferrari вступила с совершенно новым болидом – 126С2, что означало 6-цилиндровый, с углом развала цилиндров 120 градусов, гоночный (83-летний Энцо Феррари упрямо настаивал, что буква «С» в аббревиатуре означает Corsa, а вовсе не Compressor), 2-го поколения. Форгьери выбрал очень широкий угол развала в 120 градусов - чтобы разместить два турбокомпрессора и электронные системы зажигания впрыска топлива. Оппозитный двигатель, больше десятилетия верой и правдой служивший команде, ушел на покой.
Кроме того, инженеры в Маранелло разработали эффективную систему, позволявшую улучшить отклик двигателя. На извилистых, «медленных» трассах турбомоторы зачастую проигрывали безнаддувным соперникам именно из-за медленного разгона на выходе из поворотов. Итальянцы сумели сделать так, что при закрытой педали «газа» внутри турбины поддерживался процесс сгорания, не позволяя ей снизить обороты. Правда, у такого решения была своя оборотная сторона - быстро изнашивались и выходили из строя лопатки турбины и подшипники. Зато мощность его к средине сезона возросла до 580 л.с. Ну а 120-градусный блок позволял без проблем размещать внутри шасси аэродинамические профили, тот самый граунд-эффект. В начале 1981 года дебютировали Lotus 88 и McLaren MP4, монококи которых были полностью изготовлены из углепластика. Разумеется, Постлтуэйту тоже хотелось построить новый Ferrari с таким монококом. Коммендаторе не возражал, но нужно было повременить, ибо для этого требовалось построить собственную лабораторию. Ну а пока, Харви сделал болид из сотовых листов. Вместо металла он собирался использовать соты из номекса, композитного материала, который в Маранелло взялось поставить европейское отделение американской компании Hexcel. Легкие и прочные панели алюминиево-пластикового сэндвича сгибали в форме, лежащей на боку буквы U, соединяя вместе по осевой линии. Дополнительную жесткость придавали монококу восьмиугольного сечения переборки из углепластика. Размеры и форма несущей конструкции почти не изменились, зато монокок, изготовленный по канонам «английской школы», оказался на 4,8 кг легче привычной алюминиевой фермы.
Начало сезона-82 не очень обрадовало Скудерию, но 126С2 постоянно совершенствовался. С сожалению, на Гран-при Бельгии в фатальную аварию попал Жиль Вильнев, и журналисты в его гибели обвинили Постлтуэйта. Мол, сотовая конструкция монокока слишком хрупкая. Британец пытался доказать, что такого чудовищного удара не выдержал бы никакой монокок, но его не слушали. Тогда он просто усилил раму в районе ног пилота. И это спасло жизнь их второму пилоту Дидье Пирони, который попал в подобную аварию спустя три месяца и отделался тяжелейшими переломами ног. Тем не менее, француз остался жив. 126С2 к тому моменту уже была в фаворитах сезона, Пирони после двух побед и ряда подиумов лидировал в личном зачете. Его новый напарник Патрик Тамбэ одержал еще одну победу в Германии, и в итоге это все принесло Скудерии Кубок Конструкторов.
Запрет граунд-эффекта заставил всех делать совершенно новые болиды, но в Ferrari просто модернизировали старый. Получился 126С2В. Несмотря на старое название, машина сильно отличалась от предшественницы. Мощность мотора увеличилась до 620 л.с. при 11800 об/мин. Разработали огромное заднее антикрыло, существенно увеличивавшее прижимную силу. В апреле появился облегченный кузов, новая система зажигания, уменьшились боковые понтоны. А в средине сезона-83 наконец-то дебютировал углепластиковый монокок.
Помимо Ferrari и Renault в 1983м году турбодвижки уже стояли на Alfa Romeo, Brabham (BMW), Lotus (Renault) и Toleman (Hart). К концу сезона появился McLaren MP4/1E у которого под капотом стояло турбо от TAG-Porsche, мощностью 600 л.с. при 11500 об/мин. Тут же и Фрэнк Уильямс объявил, что со следующего года его команда будет ездить на турбо от Honda. Но что интересно, 6 разных производителей использовали разные схемы своих моторов. Hart и BMW это были рядные четверки, у Alfa Romeo был V12 (позже V8), остальные гоняли с V6. Самыми успешными в итоге стали TAG-Porsche и Honda. Гонка вооружений привела к тому, что мощность турбомоторов возросла под 900 л.с. (!), однако ресурс при этом составлял лишь несколько кругов. В связи с этим появились так называемые «квалификационные» моторы, от которых требовалось «выстрелить» лишь раз в квалификации. На гонку же команды ставили ограничители, иначе мотор взорвался бы уже через пять кругов.
Однако с 1984 года FISA внесла серьезные изменения в технический регламент. Во-первых дозаправки оказались под запретом. Кроме того топливные баки ограничивались 220 литрами вместо 250, что было ранее. Все ради снижения мощности турбодвижков, ибо снижение давления турбо, приводит к экономии топлива. Правда, уменьшать наддув, никто из команд не собирался. Вместо этого в некоторых командах использовали специальные холодильные установки и закачивали в баки сильно охлажденное топливо, тем самым уменьшая его объем. Правда, это не всем было по карману, да и выгода была мизерная - плюс 5-8 литров.
Меж тем мощность турбомоторов все росла. В 1984 году движек Ferrari в «приглушенном» варианте выдавал уже порядка 780 л.с. TAG-Porsche мог похвастаться только 760 лошадками. Но Джон Барнард спроектировал для британской конюшни совершенно новый болид – MP4/2. Чудовищную мощь двигателя должен был прижимать к земле огромный задний спойлер, с двумя мини спойлерами по бокам. По форме сверху MP4/2 сильно напоминал бутылку Кока-Колы. Ну а прыть табуна из 760 кобыл должны были сдерживать углеволоконные тормоза. Повышали свою мощность Honda, BMW и Renault. Но топливные ограничения особенно сильно ударили по последним двум. Вообще сезон-84 запомнился тем, что едва ли не в каждой гонке пилотам не хватало топлива до финиша, и кто-то да и останавливался за пару кругов до клетчатого флага. А тут на следующий год FISA еще ограничила топливные баки. Но так как баки уменьшились, нужно было как-то следить за расходом. И вот тут-то в болидах появились первые бортовые компьютеры, сигнализировавшие пилотам, что нужно сбросить газ, дабы не «обсохнуть» до финиша. В 85м году количество сошедших с пустыми баками уменьшилось.
Также попутно FISA запретила любые закрылки на торцевых пластинах заднего крыла и ввела обязательный фронтальный крэш-тест.
В чемпионате-85 уже почти все производители турбодвигателей могли «раскочегарить» свои силовые агрегаты до 950-1000 лошадок. Понятно, что на гонку «лошадей» по придерживали, но планку в 800 л.с. практически все преодолевали свободно. Но из всей турбовой когорты Honda выделялась особенно. Williams с японскими моторами в конце сезона одержал три победы. Секрет был прост – Honda развивала 850 л.с. в гоночном варианте и 1070 л.с. с увеличенным давлением наддува в квалификации. Поговаривали даже, что пилоты Фрэнка Уильямса в случае необходимости могут выжать из своих машин до 1150 л.с. Дни прежних фаворитов – Porsche, BMW, Ferrari и Renault, казалось, были сочтены. Что же за чудо-мотор удалось построить японцам? Проектировщики во главе с конструктором Китамото и ведущим разработчиком Хаги решили объединить в одном чугунном блоке три 2-цилиндровых V-образных 500-кубовых моторов от мотоцикла СХ500. Причем угол развала получившейся в результате V-образной "шестерки” вышел весьма для того времени необычным – 80°. Диктовался же он не общей аэродинамикой будущего автомобиля или соображениями компактности конструкции. Дело в том, что вспышки во всех трех цилиндрах одной "половинки” происходили одновременно, а через 80° оборота коленчатого вала начинался рабочий цикл в противоположных цилиндрах. Шатуны каждой пары вращались на общих шатунных шейках коленвала. Преимущество мотора соперников осенью 1985 года, объяснялось напряженной и зачастую незаметной, потому часто и недооцениваемой работой по улучшению наполнения цилиндров и эффективности процесса сгорания. Плюс японцы разработали новый электронный блок управления двигателем, который не только передавал в боксы информацию о состоянии мотора, но и позволял пилоту регулировать давление наддува, а значит, мощность и расход топлива. Переключатель в кокпите позволял Нельсону Пике и Найджелу Мэнселлу управлять двигателем в 4х различных режимах. Новый болид FW11 построенный для сезона 86 выгодно отличался от своего предшественника. Сбитый, мускулистый, прижатый и распластанный по асфальту, он стал быстрейшей машиной чемпионата. Лишь внутрикомандные разборки Пике и Мэнселла не позволили им взять титул того сезона. Зато в 87м усовершенствованный и доработанный FW11В не знал себе равных на большинстве трасс. Несмотря на то, что в конструкторских штабах конкурентов лихорадочно копировали черты FW11, что Lotus располагал точно таким же мотором, что Пике и Мэнселл отнюдь не стали друзьями. Результаты оказались феноменальными - 9 побед, 12 поул-позишн, 7 лучших результатов на круге, Кубок конструкторов и чемпионский титул, завоеванный Пике за две гонки до финиша сезона. Плюс еще две победы и поул принес японцам Сенна, чей Lotus тоже приводился в движение моторами Honda.
Японские двигатели оказались настолько удачными, что на них в 88м году захотел перейти McLaren. Но к тому моменту FISA уже объявила, что с 1989 года турбодвигатели попадают под полный запрет. А пока же федерация ввела очередное драконовское ограничение. Стремясь ограничить растущую мощь, в 1987м федерация не стала ограничивать объем топливного бака, а поступила мудрее. В США заказали запорные клапана фирмы Qued, ограничивающие давления наддува в пределах 4,0 бар. Теперь вместо 1000-1200 лошадок, турбодвигатели выдавали 900-950. Параллельно решено было увеличить объем атмосферных двигателей до 3,5 литра. Они не такие мощные и пока есть только у Ford-Cosworth - V8 развивал всего 575 лошадок. В 88м специальные заглушки ограничивали давление наддува еще больше - с 4,0 бар до 2,5 бар. Плюс снова уменьшен размер топливного бака. Некоторые моторостроители решили сразу переключиться на разработку новых атмосферников, как Renault. А другие, как Honda, после первых тестов поняли, что их турбо, пускай и сильно «зажатое», по мощности превосходит атмосферник. В итоге Lotus и McLaren остались с турбо. Williams перешел на Judd (та же Honda, но несколько измененная в ателье Джона Джадда). А еще FISA постановила, что педальный узел теперь не может выходить вперед за ось передних колес.
В McLaren лишь в последний момент закончили разработку своей новой машины – MP4/4. На тестах она прошла минимум километров. Доработки шасси еще продолжались, когда машины уже были отправлены на первую гонку сезона-88 в Бразилию. Дело в том, что разработка MP4/4 началась очень поздно, так как еще до конца лета 87 года в команде не знали, какой двигатель команда будет использовать в следующем сезоне: TAG-Porsche, Honda или вовсе атмосферный.
Новая машина сильно отличалась от своей предшественницы. Гордон Мюррей совершенно изменил конструкцию передней подвески, заодно изготовив её из углеволокна. Спинка кресла пилота располагалась под углом 55° относительно горизонтальной оси, что было непривычно для пилотов - Сенны и Проста, но в итоге оба согласились с приведенными аргументами: более низким центром тяжести и лучшей обтекаемостью, что позволяло подать больше воздуха на заднее антикрыло. Honda сделала двигатель как можно более низким, AP разработало сцепление небольшого диаметра с углепластиковыми дисками, оставалось построить новую коробку передач. Это дело поручили Питу Вайсманну. Он вместе с инженером McLaren Дэвидом Нортом разработал уникальную трехвальную шестиступенчатую КПП с сухим картером и корпусом из магниевого сплава, очень компактную и легкую. Смазка обеспечивалась двумя насосами, один из которых откачивал масло при торможении, а второй на остальных режимах, а подавалась она самотеком, через отверстия в расположенной над валами емкости. Такая конструкция впервые применялась в Формуле-1.
Активной подвески в MP4/4 не было, но все же одна хитрость имелась. Марри применил ноу-хау, до этого использованное на Brabham BT48: под амортизаторами устанавливались металлические направляющие, заменяя которые можно было быстро изменять величину хода подвески. На каждом из четырех углепластиковых тормозных дисков Carbon Industry устанавливалось по два суппорта AP – довольно редкое решение.
Ну а Honda в свою очередь постаралась над новым турбомотором. Увеличив степень сжатия до 9,4 (ранее 8,2) и переделав систему ГРМ, инженерам удалось поднять обороты до 13500 об/мин. Каждый цилиндр теперь имел по две форсунки с изменяемой геометрией сопла, способные осуществлять как одиночные, так и двойные впрыски. Применялось специальное топливо Shell на основе толуэна. Все это позволило достигнуть мощности в 676 л.с. при 12500 об/мин, и максимальный крутящий момент – 424 Н•м.
McLaren MP4/4 Honda впервые появился на трассе лишь в финальный день предсезонных тестов в Имоле, 23 марта 1988 года, но уже после нескольких кругов стало ясно, что эта машина невероятно быстра и способна выиграть чемпионат. Ну а о том, что MP4/4 не имеет конкурентов, стало понятно уже после пару гонок. Шутка ли в квалификации перед Гран-При Сан-Марино в Имоле, Сенна взял поул-позишн, опередив Lotus Нельсона Пике с таким же двигателем на 3,4 секунды! Результаты сезона оказался ошеломляющий: 15 побед в 16 гонках, причем 10 дублями, 15 поул-позишн, 10 быстрейших кругов и 199 очков в Кубке Конструкторов, что стало абсолютным рекордом Формулы-1. Эта машина принесла Айртону Сенне первый чемпионский титул.
Так завершилась турбоэра в Формуле-1. Уже со следующего года в Формулу-1 пришли совершенно новые моторы, задававшие тон на все следующее десятилетие.