Где-то 37 лет назад на старт очередного этапа чемпионата мира по Формуле 1 вышли первые «окрыленные» болиды. Согласно легенде, «формула» во все времена открывала дорогу техническим новшествам: от верхних кулачковых валов в газораспределительном механизме двигателей – до углекарбоновых тормозных дисков.
 |
| Обтекание крыла набегающим потоком воздуха создает подъемную силу, благодаря которой и летают аэропланы. Стоит перевернуть крыло, как вместо подъемной силы возникает прижимающая. Voila |
Не совсем так; порой королевская дисциплина автоспорта обнаруживала изрядный консерватизм. Во всяком случае в том, что касается активных аэродинамических устройств – «антикрыльев», то полутора годами раньше они появились на американских болидах Chaparral. Только в конце мая 1968 года Graham Hill вывел на трассу в Monte-Carlo красно-золотой Lotus 49B Cosworth: робкая попытка с недоразвитыми передними крылышками и задним «спойлером». Вывел, показал лучшее время в квалификации и победил – уже в 4-й раз здесь. Хотя именно в Монако, где скорости невысоки, эффект аэродинамических устройств меньше, пожалуй, чем на других трассах.
 |
| Monaco 1968 г.: G.Hill пилотирует Lotus 49B с робкими «плавниками» спереди и сзади. Активная аэродинамика не помешала ему победить здесь в 4-й раз |
Через пару недель на Grand Prix Бельгии в Spa машины с «парусами» выставил, кроме Lotus, уже и Brabham. А Большой приз Франции в Руане Jacky Ickx выиграл на «крылатой» Ferrari. И Grand Prix Великобритании в Brands Hatch всерьез оспаривали уже только полноценно «окрыленные» болиды. Взвилась эскалация «парусов», и на старт стали выходить машины с «антикрыльями» самых причудливых конфигураций.
Принято считать, что дорогу им проложил американец Jim Hall из Техаса – автогонщик и конструктор, основатель команды Chaparral. Еще осенью 1966-го в новой гоночной серии Can-Am впечатляюще выступил болид Chaparral 2E – под мощным, задним «парусом»; высоко поднятое «антикрыло» обтекалось невозмущенным потоком воздуха. А летом 1967-года Ph.Hill and M.Spence победили на «крылатом» спорт-прототипе Chaparral 2F в 500-километровой гонке на Brands Hatch, Великобритания. Время активной аэродинамики пришло, и «формульные» конструкторы уже не могли игнорировать нелепые надстройки над благородными очертаниями гоночных автомобилей.
 |
| Осень 1966 г.: Chaparral 2E в заезде серии Can-Am. Зрелище для соперников и зрителей предстало необычайное… |
 |
| Мощное «антикрыло» появилось над любительским Porsche 550 Spyder еще летом 1956. Обратите внимание на концевые «шайбы», которые стабилизируют воздушный поток; вполне зрелая конструкция |
Однако пионером активной аэродинамики в автогонках стал даже и не J.Hall. Десятком лет раньше – летом 1956-го! – «окрыленный» Porsche 550 Spyder вывел на 1000-километровый заезд спортивных автомобилей в Nurburgring, Германия, швейцарский студент и энтузиаст автогонок Michel May (21 года от роду). Как он сам объяснял, «антикрыло» было заимствовано им у экспериментального ракетного автомобиля RAK-2, на котором Fritz von Opel (внук основателя знаменитой марки) достиг в 1928 году рекордной скорости в 230 км/час. Как видите, история активной аэродинамики уходит далеко в прошлое…
 |
| Ракетный RAK-2 предназначался для рекордных заездов по прямой. «Антикрыло» прижимало машину к беговой поверхности и стабилизировало ее на скорости |
Так или иначе, а гонщик-любитель на серийном 550-м с кустарным приспособлением сверху показал 4-е время в квалификации! Среди заводских Ferrari, Maserati и Porsche, в конкуренции с 3-кратным чемпионом мира J.-M.Fangio и такими асами как S.Moss, J.Behra… Возникла паника, и руководство команды Porsche подало протест против «небезопасной» конструкции (возможно, не без оснований). Протест удовлетворили; «антикрыло» отложили еще на десяток лет. Поразительно, но ни одна из гоночных команд не проявила тогда интереса к неординарному решению. А ведь и в 1956-м M.May вовсе не опережал свое время; к началу 50-х авиаторы отработали аэродинамику крыла (даже сверхзвукового) до совершенства. Казалось бы, ничто не мешало взять готовые рецепты, подготовить машину с активной аэродинамикой – и выиграть все награды и призы. Увы, судьба новаторских проектов нелегка – даже в автоспорте, и пионеры редко добиваются признания.
И сам M.May оставил замысел; в конце 50-х он выступал за рулем Stanguellini по формуле Junior – и даже побеждал. В 1961 году швейцарец принял участие в 3-х этапах чемпионата мира по Формуле 1 – без особого успеха. Позже он сотрудничал с командой Ferrari – как инженер – и в 1968 году стал свидетелем рождения своей идеи 12-летней давности заново.
 |
| Старт GP Великобритании 1968 г.: парусная регата. То самое решение 12-летней давности… Поначалу стойки заднего «антикрыла» крепились прямо к кронштейнам колес, – чтобы зря не нагружать подвеску. Запретили (и правильно сделали) |
Соперники вошли во вкус и стремились всемерно увеличить прижимную силу – даже в ущерб надежности и безопасности. После ряда катастроф из-за хрупкости конструкции «бипланов» (G.Hill и J.Rindt на Lotus в Испании, 1969 год), FIA поначалу запретила, а к GP Монако жестко регламентировала размеры и способ установки «антикрыльев».
Идея активной аэродинамики проста: добиться прижима машины на скорости к дороге. Чем сильнее прижим, тем выше силы сцепления колес с беговой поверхностью, тем лучше они противостоят центробежным силам, которые стремятся вынести автомобиль с криволинейной траектории. Тем быстрее он способен проходить виражи. Допустим, «антикрылья» позволяют повысить скорость в повороте со 190 до 210 км/ч; тут выигрыш не только в самом по себе вираже. Так, перед входом в поворот скорость нужно гасить (скажем, с 290 км/ч) не на полную «сотню», а только на 80 км/ч; значит, замедление начинается позже. Тот самый обгон на торможении! И разгон из виража начинается не со 190, а от 210 км/ч; тоже доли секунды.
Мало того, уменьшается нагрузка и износ тормозов и резины; порой удается обойтись одним pit-стопом вместо 2-х. И даже какая-то экономия горючего (на разгонах после виражей), что тоже сказывается на длинной дистанции.
Разумеется, «антикрылья» сами по себе увеличивают сопротивление воздуха, но баланс однозначно в пользу активной аэродинамики. Выходит что-то вроде повышения сцепного веса машины – но без увеличения ее массы; почти чудо. Так, при сухом весе Lotus 49B образца 1969 года слегка за 500 кг, его передняя ось при скорости 240 км/ч дополнительно нагружалась на 90 кг, задняя – на 180 кг. Сравните со знаменитым спорт-прототипом Ford GT40 MkIV (победитель 24-часовых гонок в Le Mans 1967 года), у которого – без «крыльев» – на той же скорости подъемная сила превышала 67 кг (при лобовом сопротивлении воздуха за 165 кг). Загрузка задней оси не мешает и на прямой, поскольку 400-сильная «восьмерка» Cosworth при полном «газу» заставляла ведущие колеса пробуксовывать – даже на такой скорости!
Через несколько лет конструкторы поняли, что надо не только надстраивать «паруса» над болидами, но и весь корпус превращать в подобие крыла наоборот. Так в 1970-м появился революционный Lotus 72 клиновидного профиля; J.Rindt завоевал на нем титул чемпиона мира (посмертно).
 |
| J.Rindt на трассе Clermont-Ferrand, 1970 г. Клиновидный Lotus 72 образца 1970 г. уже весь выстроен под активную аэродинамику |
К сезону 1978 года великий Colin Chapman подготовил Lotus 79: автомобиль-крыло, каждая горизонтальная поверхность которого несла аэродинамическую нагрузку. Все, что создает сопротивление воздуха, обязано прижимать болид к трассе. А главное, под гладким днищем «лотуса» образовался так называемый диффузор – воздушный канал особого профиля (Вентури), где возникала дополнительная прижимающая сила. Особые шторки-«юбки» по периметру корпуса перекрывали воздуху доступ под днище с боков, и аэродинамика буквально притягивала машину к поверхности дороги. Ground effect; на скорости 240 км/ч прижимная сила превышала 1135 кг! Подвеска прогибалась до ограничителей, Lotus 79 катился в быстрых виражах как по рельсам, и у соперников M.Andretti и R.Peterson’а не оставалось никаких шансов…
 |
| У Lotus 79 работают не только «антикрылья», но и ground effect – «эффект земли». В сантиметрах от поверхности дороги аэродинамика сказывается еще сильнее |
 |
| Несравненный Lotus 79. Автомобиль-крыло, у которого в 1978 г. не нашлось достойных соперников |
Неудивительно, что в 1979-м почти все команды выставили болиды с «эффектом земли», причем Lotus уже и не попал в число сильнейших. Активная аэродинамика позволила в быстрых виражах держать поперечное ускорение за 3 g! Требовалась только мощность двигателя; пилоты испытывали боковые перегрузки втрое против собственного веса. Оборотная сторона медали та, что при малейшем нарушении аэродинамики (а «крылья» ломались запросто) прижимная сила резко падала, и машину на огромной скорости выбрасывало с трассы по касательной. Поэтому к 1981 году FIA запретила «юбки» и принялась строго регламентировать просвет под днищем (как прежде «антикрылья»); так оно с тех пор и ведется.
Замечательно, но активная аэродинамика давала заметный эффект только на авиационных скоростях – под 200 км/ч и выше. И хотя для автогонок характерны именно такие режимы, все же в медленных виражах (а также при старте с места) отдача «антикрыльев» невелика. Конструкторская мысль не стояла на месте, и в 1970-м все тот же J.Hall выкатил на американскую трассу спортивно-гоночный «пылесос» – Chaparral 2J. Пара мощных вентиляторов (с приводом от вспомогательного 55-сильного двигателя!) откачивала воздух из-под днища, и автомобиль притягивало к поверхности трассы даже на месте! Разумеется, чудной наворот немедленно запретили.
 |
| Корма Chaparral 2J с выходными окнами для воздуха, откачиваемого мощными вентиляторами из-под днища |
Что не помешало команде Brabham в 1978 году выставить модель BT46B – по образу и подобию «чэпэрела» 2J. Тоже «пылесос»; правда, вентилятор приводился от основного двигателя – с отбором немалой мощности. Двукратный чемпион мира N.Lauda взял на BT46B Большой приз Швеции, после чего «пылесос» запретили.
А «крылья» стали непременным атрибутом гоночной техники. С тех пор никому уже не удавалось выиграть сколько-нибудь престижное состязание без активного использования аэродинамических прижимных устройств.