Секретные материалы

Маги от аэродинамики утверждают, что на скорости 240 км/ч автомобиль Ф-1 может ехать по потолку.
Однако попробуйте проверить это. До последнего времени подобная мысль казалась безумием. И вот представители McLaren-Mercedes объявили о результатах эксперимента, который в большой тайне провели специалисты этой команды ровно год назад. Только сейчас они решились поведать миру о деталях проекта. Завеса секретности объясняется просто - опыт был опасен, и руководство команды всерьез опасалось преследований не только со стороны FIA, но и судебных органов Великобритании и Германии.

Даррен Тернер всматривался и сумрак и ждал. Двигатель ревел за его спиной, однако тормоза удерживали дрожавший под напором набегающего со скоростью 190 км/ч потока McLaren МР4/13. В полумраке Даррен едва различал конец пути. Ему предстояло одолеть всего 100 метров, но какой же длинной эта дистанция казалась ему сейчас. Больше всего его беспокоила метка, отмечавшая середину дистанции. Ибо находилась она на потолке...

Мигнувшая в кокпите лампочка означала: пора начинать. И в оставшиеся до старта секунду или две Даррен вдруг ясно осознал, насколько безумна эта идея - проехать в автомобиле Гран При по потолку!..
"Мне кажется, впервые разговоры об этом появились в Монако. - вспоминает Фил Адей, специалист по аэродинамике McLaren. - Когда гонщики проезжают в тоннеле под отелем Loews, некоторые комментаторы, чтобы описать телезрителям, насколько велика прижимная аэродинамическая сила современных автомобилей Ф-1, всегда говорят, что эти машины могли бы проехать здесь по потолку".
Заставить автомобиль ехать вверх ногами, теоретически, - не проблема. Трудность в том, как это сделать на практике.
"Сложностей было две, - продолжает Адей. - Во-первых, требуется абсолютно ровная поверхность - никаких осветительных приборов, никаких вентиляционных отверстий, а во-вторых, нужно каким-то образом перевернуть машину, прилепить ее к потолку, а затем снова вернуть в нормальное положение. И вот это действительно проблема".
Главный инженер отдела транспортной технологии Падди Лоу пошел в отдел аэродинамики и перевел гипотетическую дискуссию в практическое русло. Вскоре решение было найдено. Недалеко от Штутгарта сохранилась аэродинамическая труба, построенная Mercеdеs-Bеnz еще в 30-е годы. Именно это место показалось Лоу идеальным для проведения эксперимента: "Это была не просто аэродинамическая труба, это был тоннель, и он был огромен. Более 100 метров в длину. Но самое главное - он был бетонный. 100 метров гладкого бетона".
Но пространства, чтобы разогнать автомобиль, проехать по стенам и потолку, спуститься вниз и остановиться, все же не хватало. Специалисты вычислили магическую скорость, при которой антикрылья МР4/13 под максимальным углом атаки производят достаточно прижимной силы, чтобы автомобиль повис на потолке, - 227 км/ч. При такой скорости машина проходит 630 метров за 10 секунд, так что 100 метров тоннеля уже не кажутся такой уж большой дистанцией.
Из соображений безопасности округлили цифру до 240 км/ч. Однако не забывайте, что речь идет об аэродинамической трубе. Вычитая скорость воздушного потока в 190 км/ч, получаем, что машина должна въехать на потолок "всего" на 50 км/ч.
"И все-таки даже на такой скорости требовалось закончить весь маневр за 8 секунд", - бледно улыбается Падди.
В начале января проект получил официальное одобрение, был определен реальный бюджет и выделены люди. Пять недель условия эксперимента имитировались на компьютере. Для использования был намечен МР4/13, поскольку машина 1999 года нужна была команде для других целей. Одной из проблем стала подготовка двигателя: Mercеdеs-Bеnz V10 предназначался для работы в нормальном положении. Шеф компании Ilmor Марио Иллиен беспокоился в первую очередь о подаче топлива и масла. Автомобиль будет наклонен под утлом более 90 градусов только 4 секунды, но если в этот момент двигатель заглохнет, то "посадка" мягкой не покажется. Необходимые изменения были сделаны. Целая неделя стендовых испытаний подтвердила надежность работы модернизированной установки, и Иллиен дал добро на проведение эксперимента.
"Теоретически говоря, никаких проблем здесь возникнуть не должно было, так как авиационные двигатели в перевернутом положении могут работать годами, - говорит Иллиен. - Единственная трудность состояла в том, как втиснуть блок с новыми приспособлениями в пригнанный до миллиметра двигательный отсек МР4/13".
Лоу и Адей продолжали напряженно трудиться над компьютерной имитацией предстоящего эксперимента, и постепенно проект стал прорисовываться в деталях. На случай падения с потолка была усилена дуга безопасности. Этот пункт вызывал особое беспокойство в команде. Тоннель имел диаметр 10 метров. И хотя автомобили Ф-1 достаточно прочны, они не рассчитываются специально на такой специфический вид нагрузки, как падение с высоты 3-этажного дома. Медицинская бригада McLaren должна была дежурить наготове в непосредственной близости от трубы на случай возникновения непредвиденных ситуаций. Само собой разумеется, что МР4/13 готовится в аэродинамической конфигурации, обеспечивающей максимальный прижимной эффект, и оснащался самыми мягкими шинами, которые предварительно нагревались.
После того, как все мыслимые проверки в лабораторных условиях были закончены, настало время привести план в действие.
"Теория - замечательная вещь, но ни в чем нельзя быть уверенным на 100 процентов, пока не попробуешь на практике, - говорит Адей. - Взять хотя бы Thrust SSC, рекордный автомобиль для достижения максимальных скоростей. Сколько было проделано работы до того, как машина впервые самостоятельно сдвинулась с места! Однако реальный пробег по соляному озеру все равно стал шагом в неизвестное. Я восхищен Энди Грином, пилотировавшим эту машину. Он отважный человек!"
Смелость Грина позволила превысить скорость в 1025 км/ч! Команде McLaren требовался гонщик, достаточно храбрый, чтобы проехать на скорости в 20,5 раз меньшей, но... по потолку. Тест-пилот McLaren Даррен Тернер мгновенно загорелся этой идеей и согласился не раздумывая.
"Я был абсолютно уверен в этих ребятах, - говорит гонщик. - Они лидеры в своей области. Если они говорили, что это сработает, у меня не было причин сомневаться в их словах. Я не мог упустить такой случай: стать первым человеком, который проехал на автомобиле Ф-1 вверх ногами. Я никак не мог отказаться!"
Собственно, говорить больше было не о чем, и в середине февраля группа направилась в Штутгарт.
Рабочая зона трубы, несмотря на свои циклопические размеры, все- таки оказалась недостаточно длинна, да к тому же напичкана телеметрическим оборудованием и осветительными приборами. Поэтому эксперимент пришлось проводить в обычно закрытой и технологической части воздуховода, где условия освещения, увы, не позволяли произвести качественную съемку. Видеокамеру прикрепили к одному из огромных дефлекторов в конце бетонного тоннеля. Эта камера всерьез беспокоила специалистов, так как могла повлиять на воздушный поток. Кроме того, никто не хотел, чтобы в голову Даррену полетел кусок высококачественной японской электроники со скоростью 200 км/ч. После установки камеры, произвели дополнительные испытания, результаты которых показали полную безопасность данной схемы.
И вот настала решающая минута. Все глаза в лаборатории были прикованы к мутной картинке на мониторе. Недостаточная освещенность беспокоила команду, но Даррен сказал, что видит хорошо. Ограничитель оборотов, тот же самый, что применяется на пит-лейн, не должен позволить гонщику превысить 50 км/час.
"Когда с шин сняли нагревательные чехлы и огромные лопасти стали раскручиваться за спиной, я остался один и в ожидании старта ужасно нервничал, - рассказывает Даррен. - Я должен был целиться на метку на потолке, которую сделали специально для меня. Я постарался сконцентрироваться на ней и ни о чем больше не думать".
Когда МР4/13 рванулся вперед, в лаборатории все замерли. Автомобиль, как в дурном сне, стал карабкаться по стене и через 4 секунды повис вверх колесами под меткой. Затаив дыхание, присутствующие наблюдали, как машина проползла, словно гигантская муха, по потолку и начала по спирали спускаться вниз. Через три секунды все было позади. Тернер показал поднятый вверх большой палец, и лаборатория взорвалась аплодисментами.
"Мы знали, что в теории все должно было сработать, но в глубине души я трусил, - признается Адей. - Даррен храбрее меня!"
Действительно, из всей команды Тернер выглядел после эксперимента самым спокойным. "Если честно, то это было легко, - рассказывает гонщик. - Я всего лишь ускорился до 50 и чуть повернул руль. Все остальное автомобиль сделал сам. Ощущение нереальности происходящего пришло, только когда я забрался на самый верх. Кровь ударила мне в голову и, если честно, я подумал, какого черта я ввязался во все это. Но самое странное было, что я ехал очень медленно. На американских горках в луна-парке скорость намного больше. А здесь это было как во сне - я медленно ехал по потолку в автомобиле. С другой стороны, ни на секунду я не усомнился в собственной безопасности: машина двигалась очень ровно и легко слушалась руля. Это был грандиозный эксперимент, и самое замечательное в нем было то, что никто раньше ничего подобного не делал".
Теперь это сделано!

Формула победы

Ключевым моментом в эксперименте, во время которого МР4/13 "прилипает" к потолку, является прижимная сила. Инженерам Ф-1 странно думать, что обычный дорожный автомобиль не производит ее при движении. В действительности, обычный автомобиль обладает даже небольшой подъемной силой. Среди специалистов ходит старая шутка, что если разогнать Mini Metro до скорости 400 км/ч, он взлетит. Автомобиль Ф-1, напротив, буквально присасывается к дороге, что привело к значительному росту скорости в поворотах в 80-е годы, когда Колин Чэпмен впервые применил граунд-эффект.
Прижимная сила растет пропорционально квадрату скорости. Автомобиль Ф-1 производит прижимную силу, равную его весу, на скорости 160 км/ч. На скорости 227 км/ч прижимная сила превышает вес автомобиля в два раза. Именно такую скорость воздушного потока относительно автомобиля необходимо было воспроизвести в аэродинамической трубе, чтобы прижимная сила не только компенсировала вес МР4/13, но и прижимала его к потолку достаточно сильно для сохранения сцепления колес с поверхностью и управляемости.

P.S. Если Вы еще не догадались то данная статья была подготовлена специально для первоапрельского номера журнала :))

Подробнее о подготовке этого материала см. Эксперимент, которого не было