Всего несколько месяцев отделяют Porsche от возвращения: в одну из самых жестких гоночных серий мира. Пожалуй, на самые известные гонки на длинные дистанции в мире: Porsche 16 раз становились победителем гонки 24 часа Ле-Мана. И все же они снова начинаеют все с нуля. С одной целью: сделать из прототипа то, что олицетворяет собой каждый автомобиль Porsche - общую интеллектуальную концепцию.
Общая концепция
Наша цель заключается в создании прототипа, в котором мощный двигатель внутреннего сгорания сочетался бы с максимальным потенциалом рекуперации энергии и эффективнейшей гибридной системой. Александр Хитцингер,руководитель отдела разработки LMP1.
В 2014 году вступает в силу новый регламент, который будет распространяться на Чемпионат мира по гонкам на выносливость FIA и 24 часа Ле-Мана. Регламент, который вновь подчеркивает то значение гонок прототипов, которое с давних пор придается этому самому высокому классу гонок на длинные дистанции: уже сегодня подвергать технологии будущего самым серьезным испытаниям в автоспорте.
Новый регламент Чемпионата мира по гонкам на выносливость поставил перед инженерами сложные задачи во многих сферах. Он включает в себя строгие требования к эффективности, безопасности и экологичности автоспорта. Иначе говоря, к его устойчивому развитию. Эти требования стали для инженеров стимулом: делать то, что компания Porsche олицетворяет собой уже более 60 лет. Мыслить не в категориях "или-или", а учитывать каждый винтик, не теряя при этом из виду общей картины.
Облегченная конструкция
Борьба за каждую долю секунды уже вошла в Porsche в традицию.
Но еще дольше инженеры занимаются другой столь же трудной задачей: борьбой за каждый грамм. Она с давних пор является неотъемлемой частью производственных будней в серийном производстве. Будучи производителем спортивных автомобилей, Porsche с самого начала уделяет много внимания последовательному снижению массы конструкции. При этом они постоянно обращают на себя внимание выбором инновационных материалов. При конструировании автомобиля LMP1 они также остаемся верны этой философии. Они продолжают делать то, что сейчас требуется от всех участников в виду нового регламента: снижать вес автомобилей.На данный момент традиционным способом является использование карбона. Но и в этом случае Porsche снова выбрали свой собственный путь: каждый отдельный компонент скрывает за собой тщательно продуманные конструкции, каждая деталь оптимизирована на основе сложнейших расчетов. Porsche также использует, помимо углепластика, и другие высокотехнологичные материалы, такие как высокопрочный алюминий, магний и различные титановые сплавы, которые также используются в авиастроении.
Однако облегченная конструкция не является для них самоцелью. Скорее возможностью сделать общую концепцию автомобиля еще более гармоничной. Каждый килограмм, сэкономленный на ходовой части, может, например, использоваться для увеличения системы KERS. Для увеличения мощности. И для обеспечения преимущества по эффективности, которое на гонке в Ле-Мане может иметь решающее значение на каждом круге.
Безопасность
Будь то спортивный автомобиль или чистокровный гоночный автомобиль - на первом месте в Porsche всегда стоят люди. Равно как и безопасность водителей, сидящих за рулем серийных автомобилей Porsche, наивысшим приоритетом для них является и безопасность заводских пилотов. При любых технических расчетах, при любом стратегическом решении они в первую очередь думают о пилоте. Точнее - о его безопасности, в любой ситуации. Новый регламент придает ей еще большее значение. Он повлиял на разработку автомобиля LMP1 с самых первых этапов.
| Прототип имеет закрытый монокок, обеспечивающий больше места для пилота по сравнению с предыдущими моделями. Кроме того, по бокам он упрочнен дополнительными панелями, изготовленными из материала, похожего на материал пуленепробиваемых жилетов. Они должны защищать пилота при боковом столкновении и предотвращать проникновение рычагов в кокпит при потере колеса. |
Все материалы подбирались в соответствии с жесткими критериями безопасности. Еще задолго до того, как пилот займет свое место в кокпите, увеличенное шасси должно доказать свою надежность в краш-тестах. Более того, доказать ее в ситуациях, которые хотим изначально предотвратить, насколько это возможно. Например, за счет увеличенного обзора и большего контроля трассы: благодаря более высокому положению сиденья и опущенным колесным аркам пилоту обеспечивается улучшенный обзор. По настоянию Porsche в регламент были включены и другие меры безопасности, улучшающие положение сиденья пилота: приподнятый монокок, больше пространства для головы и четко определенное положение шлема. И все это для того, чтобы даже при пилотировании на пределе возможностей не терять из виду самое важное: безопасность всех участников.
На старт гонки в Ле-Мане выходит более 50 автомобилей. В среднем на автодроме находится более 250 000 человек. Маршалы постоянно находятся на дистанции. Новый прототип отвечает всем стандартам, направленным на обеспечение безопасности всех участников в пограничных ситуациях. Например, благодаря фиксатору троса. Он предотвращает отрыв шин от автомобиля при столкновении и таким образом исключает риск для пилотов, зрителей или других участников.
Система привода
„To finish first, you have to finish, first.“ Эта старая гоночная поговорка оправдывает себя в 24-часовой гонке в Ле-Мане больше, чем в каких бы то ни было других гонках. Ведь даже если в автоспорте секунды кажутся вечностью: надежность техники, концентрация пилотов, механиков и гоночных инженеров являются в этой классической гонке на длинные дистанции решающими факторами, определяющими, кто выиграет, а кто проиграет. Беспрерывно - в течение 24 часов.
Полагать, что 16 уже одержанных побед сами по себе являются отличной подготовкой к этой новой гонке? Это непрофессионально. Да и невозможно: ведь в 2014 году, когда вступит в силу новый регламент, в гонке Ле-Ман начнется новая эра. В классе LMP1 принцип доминирования за счет максимальной мощности сменится иным принципом - принципом эффективности. Впервые в истории гонки все команды в самом высоком классе могут выступать только с гибридными автомобилями. Остальные вопросы: бензиновый или дизельный двигатель, объем двигателя, количество цилиндров и даже использование турбины - остаются на усмотрение команды. Все, что имеет значение, - это интеллектуальность общей концепции.
Это требование еще больше разожгло честолюбие инженеров и побудило их исследовать все возможности системы привода. И умело объединить в новом прототипе классический двигатель внутреннего сгорания и электродвигатель. Очевидной отправной точкой, не в последнюю очередь благодаря его последним успехам, мог бы стать дизельный двигатель. Однако Porsche пошли своим собственным путем. Вместо дизельного двигателя они разработали компактный высоко турбированный двухлитровый четырехцилиндровый двигатель.
Решение для автомобиля LMP1: наряду с двигателем внутреннего сгорания используются две системы рекуперации энергии, а также мощная аккумуляторная батарея, разработанная совместно с их поставщиком ячеек аккумуляторов A123. Результат - общая концепция автомобиля, оптимально соответствующая новому регламенту.
В ходе разработок Porsche всегда преследовали одну цель: создать хорошо продуманную систему, позволяющую полностью использовать энергетический потенциал автомобиля. Только так можно получить энергию для дополнительной тяги.
При всей свободе действий, предоставленной командам в рамках их технических разработок, требования к автомобилям, принимающим участие в гонках, жестко регламентированы. Основное требование? Четко определенная формула эффективности. Она определяет количество энергии, которое разрешается расходовать на круг. Система рекуперации энергии может обеспечивать от 2 до 8 МДж электроэнергии сверх энергии, вырабатываемой двигателем внутреннего сгорания. Это переменная величина, которая также определяет расход топлива: чем больше электроэнергии подается на привод, тем меньше обычного топлива разрешается использовать на круг гонки. Регламент также ограничивает количество энергии для дополнительной тяги.
Побочный эффект этой формулы эффективности? Она требует от всех команд важных стратегических решений: каково наилучшее соотношение между обычным топливом и электроэнергией на круг гонки? Где пилот может выиграть еще несколько десятых секунды за счет дополнительной тяги? Иначе говоря, кто может по максимуму использовать установленное регламентом количество энергии?
Десятки тысяч переменных и несчетное количество вариантов настройки наглядно показывают, насколько сложны и длительны расчеты, необходимые для создания наиболее эффективной общей концепции. Однако, узнать, было ли найдено действительно идеальное сочетание всех компонентов, можно довольно быстро: всего за 24 часа на гоночной трассе.
Важнейшие параметры решений:
Аэродинамика
Судя по новому регламенту уже сейчас можно сказать одно: в гонке 24 часа Ле-Мана победит необязательно самый быстрый автомобиль. А автомобиль с наиболее продуманной общей концепцией. При этом решающим фактором является не только сбалансированное использование установленного количества энергии. Столь же важно предотвратить потери энергии, насколько это только возможно. Решающий фактор? Аэродинамика нового автомобиля LMP1. В новом регламенте она приобрела еще большее значение и стала центральной задачей для техников: исходя из элементарных принципов эффективности стало как никогда важно обеспечить как можно меньшее аэродинамическое сопротивление. Или, если быть точнее: сложнейшая задача заключается в том, чтобы добиться максимальной прижимной силы при минимальном аэродинамическом сопротивлении.
Результат? Напряженная работа: в аэродинамической трубе. Инженеры скрупулезно проверяют аэродинамические свойства нового прототипа. Получают ценные ответы - и задают все новые и новые вопросы. Как можно еще улучшить коэффициент cW? Какие детали можно оптимизировать, чтобы добиться амбициозных целей всей нашей команды?
Важнейшая задача на этапе разработок: создать такую аэродинамическую концепцию, которая бы работала не только на специально предназначенной для высокоскоростных гонок трассе, такой как трасса Ле-Мана, но и на всех других трассах Чемпионата мира по гонкам на выносливость FIA. При этом важную роль играет, прежде всего, антикрыло и баланс между аэродинамическими характеристиками и устойчивостью: в задвинутом состоянии оно обеспечивает низкое аэродинамическое сопротивление и, следовательно, более высокую скорость. В поднятом состоянии антикрыло, напротив, увеличивает прижимную силу, то есть силу, действующую при движении на заднюю ось и обеспечивающую устойчивость автомобиля. Таким образом оптимальная настройка обеспечивает идеальное соотношение между прижимной силой и скоростью - на любой трассе.
