Картинки с выставки

Новшество в каждой детали и безупречное сочетание всех элементов в целом делают Porsche 919 Hybrid лидером развития техники. Каждый компонент — своего рода звездный артист, который при этом никогда не солирует. «Christophorus» впервые пригласил их по отдельности на авансцену.

Многогранность «Картинок с выставки» Модеста Мусоргского то и дело побуждала композиторов к новым вариациям этого фортепьянного цикла, который следует неким рамочным условиям, напоминающим Регламент. Приходится соблюдать целый ряд параметров для сохранения узнаваемости сюиты. В собственном творении каждая индивидуализированная деталь должна быть великолепной. Это применимо к Porsche 919 Hybrid — заводскому прототипу для ЧМ по гонкам на выносливость. Регламент допускает свободу прочтения. Но успех, как для оркестра, так и на треке, обеспечен лишь тогда, когда каждый инструмент или, соответственно, элемент конструкции — шедевр, идеально настроенный и точный в действии.

Инновационный лемановский прототип — это композиция сложнейшей техники. Ее стержнем является уникальная трансмиссия. За спиной пилота — двухлитровый четырехцилиндровый мотор, приводящий в движение заднюю ось. Он — образец уменьшения размеров, которое дало образец правильных параметров. Регламент гонки ограничивает расход бензина на круг, одновременно поощряя использование «умных» систем рекуперации. Таким образом, на помощь двигателю внутреннего сгорания приходит электромотор, приводящий в движение переднюю ось. Совокупная мощность достигает почти в 1 000 л.с.

Электродвигатель питается от литий-ионной батареи, которая накапливает энергию от двух систем рекуперации. Высвобождающаяся при торможении кинетическая энергия на передней оси преобразовывается в электрическую. При ускорении энергия потока отработавших газов становится электрическим током. Свеча зажигания, работающая от выхлопных газов турбина, аккумулятор или устройство для управления всеми процессами — все детали должны иметь оптимальный дизайн и работать в любых условиях. Все компоненты бесподобны как солисты, но на успех они обречены лишь как единый оркестр.

То же о аэродинамике: заданные параметры определяют инженерам пространство для маневра. От накладки на спойлер до заднего диффузора, вентиляционных отверстий и боковых зеркал — все ради обтекаемости. Потрясающая максимальная скорость на прямой бесполезна, если автомобиль после двух часов гонки сойдет с трассы из-за перегрева тормозов. Всё в этом прототипе технически отточено. Тем не менее, по каждому элементу и во всей конструкции в целом инженеры ежедневно чуть раздвигают границы технических возможностей. В команде LMP1 в Вайссахе трудятся 260 человек. Все — мастера своего дела, что доказывают последние успехи Porsche в гонках. Но еще важнее то, что они отвечают за испытания работоспособности техники, которая будет использоваться и в обычных моделях.

Крутящийся «хай-тек» компьютер. Командный пункт прототипа: 919 Hybrid управляется с омощью 24 кнопок и шести лепестков.

Пилот LMP1 держит в руках компьютер: с помощью 24 кнопок и выключателей на лицевой стороне руля и шести лепестков сзади (сцепление и переключение передач) он полностью управляет болидом. На дисплей выводятся состояния движения. Наиболее часто задействуются кнопки Boost — использование электрической энергии — и световой сигнал, которым идущий на обгон прототип предупреждает более медленных соперников. При сложных командах имеет место взаимодействие нескольких переключателей или регуляторов. Например, для выбора управления двигателем и гибридным приводом, а также контроля тяги. На руле также имеются клавиши: тормозной баланс, радиосвязь и подтверждение настроек, подача питьевой воды, движение накатом, контроль скорости на пит-лейне и в фазах нейтрализации в гонке. Чтобы ориентироваться в темное время суток, клавиши покрыты флуоресцентной краской, реагирующей на лампу черного света.

Облегченная конструкция, 3 кг. Безопасность — главное: водитель должен успеть выскочить за семь секунд. Имеется также структура подголовников.

Размер двери, весящей всего около трех килограмм, должен быть минимальным. Пилоту, чтобы выйти, дается лишь семь секунд. Для экстренных случаев предусмотрена система быстрого съема двери, позволяющая освободить ее от шарниров. Дверь пилота служит также опорой системы подголовников. Она изготовлена из полимера с памятью формы, способного принимать прежний внешний вид, и обтянута тканью из арамидного волокнистого композита высокой прочности. Чтобы выдержать возможный удар шлемом гонщика, проем двери подвергается нагрузке в 700 кг в поперечном направлении и должен в итоге оставаться неповрежденным. Во время гонки сбоку от кокпита образуется область низкого давления, и на дверь действует центробежная сила величиной до 60 кг. Каркас из композита на основе высокомодульного углеродного волокна должен быть настолько прочным, чтобы не возникало помех аэродинамике автомобиля. Стекло толщиной не менее двух миллиметров изготовлено из поликарбоната.

Фиксация прочная, иначе загорится. Решает на пит-стопе скорость противотока бензина и воздуха. От этого зависит продолжительность остановки.

Остановки на дозаправку должны протекать быстро и безопасно. Регламент устанавливает конструкцию заправочного устройства и штуцера. Топливо ни в коем случае нельзя пролить ни при заправке, ни при снятии штуцера: соприкасаясь с нагретым корпусом болида, оно сразу воспламеняется. Надежная фиксация штуцера достигается посредством сложного подвижного устройства, приводимого в действие механиком с помощью двух рычагов. В качестве дополнительной меры безопасности имеется сенсор, блокирующий запуск двигателя до снятия штуцера. Заправка 919 Hybrid осуществляется без дополнительного давления, только под действием силы тяжести. И здесь особенно важно обеспечить беспрепятственное попадание топлива в бак специальной формы. Топливо и воздух одновременно проходят через штуцер: воздух должен как можно скорее выйти из бака, бензин — поскорее попасть в него.

Специальное исполнение, очень маленькая и легкая. В Ле-Мане они «зажигали» более 5 млн. раз. Двигатель V4 — до 9 000 об/мин.

Компактный двухлитровый четырехцилиндровый бензиновый турбодвигатель в 919 Hybrid — самый эффективный ДВС, из когда-либо созданных Porsche. Мотор с непосредственным впрыском призван выдерживать предельные нагрузки. Максимальное число оборотов в минуту — порядка 9 000. Каждая, даже малейшая, деталь отличается максимальной эффективностью и долговечностью — при исключительной легкости конструкции. Это относится и к свече зажигания. Ей приходится выдерживать перепады давления, которые наблюдаются лишь в дизельных двигателях. Любопытные цифры: в 24-часовом марафоне Ле-Ман, кульминации сезона 2016 года, каждая свеча в победоносном 919 Hybrid более пяти миллионов раз надежно воспламеняла воздушно-бензиновую смесь. Свечи зажигания для болида — продукт специального изготовления, который значительно меньше и легче серийного.

Вихрь в выхлопе дает ток, накапливающийся в литий-ионной батарее. Изменяемая геометрия. Скорость вращения — 120 000 об/мин.

Porsche 919 Hybrid является единственным прототипом во всем пелотоне ЧМ по гонкам на выносливость, в котором рекуперация энергии с преобразованием ее в электрическую происходит не только при торможении. Такой процесс возможен и при каждом ускорении. С этой целью в выпускном тракте устанавливается небольшая турбина, приводимая в действие генератором — 120 000 об/мин. Производимая электроэнергия, точно так же, как преобразованная в ток энергия торможения передних колес, накапливается в литий-ионной АКБ, и эту энергию пилот нажатием кнопки может использовать как дополнительную. Для работы агрегата в различных условиях он сделан как турбина с изменяемой геометрией (ТИГ). Благодаря такой адаптации геометрии турбины к величине давления отработанных газов (ОГ), агрегат может быть задействован также при незначительном числе оборотов двигателя и, соответственно, низком давлении ОГ.

Помеха ветру, оптимальная аэродинамика. Поверхность зеркала — 100 кв.см, вес — 500 г. Функция «день-ночь». Вибрация минимальная.

Будь их воля, специалисты по аэродинамике боковые зеркала, мешающие обтекаемости автомобиля, вообще убрали бы. Водителю же они необходимы. Да и в Регламенте в целях безопасности записано: площадь зеркальной поверхности должна быть не менее 100 кв.см и расположена так, чтобы пилот в нормальной позиции сидя видел все машины позади своего автомобиля на расстоянии более десяти метров. Трековые маршалы проверяют и следят за этим. Кроме того, обязательной является настройка зеркала в зависимости от времени суток. Так, светочувствительная пленка снижает слепящий эффект от фар преследователей. Сама зеркальная поверхность — это тонкий стеклянный слой на карбоновой основе. Корпус зеркал, в котором находится также механизм регулировки, изготовлен из углепластика и имеет с точки зрения аэродинамики оптимальную форму, которая позволяет минимизировать сопротивление воздуха и вибрацию. В целом этот компонент автомобиля весит 500 грамм.

Музыка будущего. Абсолютно уникальная, сотни элементов образуют литий-ионную батарею. Напряжение 800 вольт.

В Porsche 919 Hybrid с самого начало ставка была сделана на использование высокого напряжения 800 вольт. Найти для этого подходящие компоненты было непросто. При выборе накопителя энергии остановились на литий-ионном аккумуляторе жидкостного охлаждения — эксклюзивная версия Porsche. Аккумулятор прототипа состоит из сотен единичных элементов. Они обладают высокой плотностью мощности — могут быстро заряжаться и снова отдавать энергию — и в то же время высокой плотностью энергии, которая может быть накоплена. В целях дальнейшего повышения плотности мощности и плотности энергии аккумуляторных элементов идет постоянное исследование новых материалов. Тем самым, Porsche способствует опережающему развитию техники для будущих серийных электрических и гибридных автомобилей.

Супермозг для координационных задач гибридной, автомобильной и эксплутационной стратегии. Максимально облегченная конструкция.

Блок управления двигателем и блок управления трансмиссией (фото) регулируют в 919 Hybrid взаимодействие всех компонентов привода. Сюда относятся и двигатель внутреннего сгорания, и рекуперация энергии отработанных газов на задней оси, и электромотор на передней оси. Всем этим управляет электроника, двойное компьютерное сердце, «с умом» используя полный привод для максимальной эффективности и оптимального времени прохождения трассы. На основе трехмерных профилей дистанции перед гонкой воссоздаются все мыслимые состояния движения, чтобы найти для них оптимальные решения. Руководствуясь ими, системы управления непрерывно организуют гармоничное взаимодействие всех компонентов привода. Дополнительным требованием к высокопродуктивному компьютеру является его минимально возможный вес.

Teкст Хайке Хинцш
Фото Рафаэль Крётц