BMW и Honda. Турбо-монстры Формулы-1 80-х

Двигатели болидов Формулы-1 80-х годов прошлого века отличались не только невиданными показателями мощности, но и разнообразием конструкций. Очень интересны пути, которыми достигали поставленных задач мотористы BMW и Honda. Почему именно они? Во-первых, не смотря на то, что философии этих компаний довольно схожи, построенные ими 1,5-литровые турбо-монстры отличались друг от друга кардинальным образом, а во-вторых, двигатели именно этих двух производителей чаще других называются самыми мощными в истории.

Нельсон Пике на Brabham-BMW BT54 и Найджел Мэнселл на Williams-Honda FW10. Гран При Бельгии
Нельсон Пике на Brabham-BMW BT54 и Найджел Мэнселл на Williams-Honda FW10. Гран При Бельгии 1985 года.

КРАТКИЙ ОБЗОР «ЗОЛОТОЙ ЭРЫ» ФОРМУЛЫ-1

Renault первыми решили пойти по альтернативному пути, выпустив на трассу болид оснащенный 1,5-литровым турбированным двигателем, в то время как все остальные использовали 3-литровые атмосферные моторы, но в итоге так и не завоевали ни одного титула. Первым чемпионом с турбо за спиной стал Нельсон Пике, выступавший за команду Brabham-BMW в 1983 году, а за год до этого Ferrari 126C2 (двигатель Ferrari 021 1.5 V6T) принесла своим создателям Кубок Конструкторов. Статистика говорит, что самыми успешными моторостроителями рассматриваемого периода можно считать Honda и TAG-Porsche, но объективно сравнить достижения разных конструкторов невозможно по той простой причине, что в Формуле-1 помимо двигателя многое зависит от шасси, шин и, само собой, пилотов.

У Honda больше побед и поулов, но не стоит забывать, что 15 из них были добыты в легендарном 1988 году, в последний год перед запретом «турбо», когда их конкуренты не стали вкладывать средства в двигатели, сосредоточившись на создании «атмосферников» для следующего сезона (в котором мотор Honda все равно оказался лучшим) и чемпионат разыграли между собой гонщики McLaren – Айртон Сенна и Ален Прост, сильнейшая пара пилотов на тот момент (может быть даже в истории). Лучшими по соотношению Гран При/Победы стали V6 Porsche, разработанные немцами на деньги компании TAG, а их отставание по поул-позициям во многом обусловлено отсутствием специальных квалификационных версий двигателей. Кроме того, свои турбированные двигатели строили Alfa Romeo, Ford Cosworth, Hart, Motori Moderni, Zakspeed, но особых успехов они так и не добились.

успешные двс

BMW M12/13

BMW M12/13

После многочисленных побед BMW в кузовных гонках по обе стороны океана и Формуле-2 шеф спортивного отдела мюнхенского концерна Йохен Неерпаш решил, что пора бы покорить и вершину автоспорта. Причем, амбициозный Йохен хотел поставлять моторы команде McLaren уже в 1980-м году, но руководство BMW ответило отказом. Неерпаш решил не только уйти, но и унести все секреты во французскую компанию Talbot. Его преемник, Дитер Штапперт, узнав об этом, все-таки уговорил верхушку BMW не передавать документацию во Францию, а заняться-таки собственной формульной программой. BMW заключило сделку с Brabham.

Работу над мотором возглавил Пауль Роше. За основу был взят серийный блок от 4-цилиндрового мотора M10, который был разработан еще в 1961-м году бароном Алексом фон Фалькенхаузеном, постоянно модернизировался и устанавливался на многие модели марки вплоть до конца 80-х. Этот ход был очень важен с коммерческой точки зрения, рекламная кампания BMW того времени гласила: «Точно такой же, как может купить каждый из вас». Еще в 72-м году был создан мотор M12/7 – спортивная версия M10, с четырьмя клапанами на цилиндр и смазкой с сухим картером. С этим 2-литровым двигателем баварцы вместе с командой March 6 раз выигрывали чемпионат Формулы-2, а в 77-м оснастили его турбонаддувом и установили в BMW 320 Turbo Группы 5, бросив вызов Porsche 935s. Таким образом, у команды Роше была отличная база для вхождения в Формулу-1.

Мотор M12/13 появился 13 октября 1980 года, а в середине июля 1981-го, установленный на Brabham BT50, дебютировал на тренировке Гран При Великобритании.

Brabham-BMW BT50 Нельсона Пике. 1980 год
Brabham-BMW BT50 Нельсона Пике. 1980 год

Примечателен тот факт, что блоки цилиндров в течение 100 тысяч километров проходили обкатку, затем с них удалялось около 5 кг путем срезания ребер жесткости и переформирования некоторых каналов для охлаждающей жидкости. Далее полировались стенки цилиндров, устанавливался стальной кованый коленвал, кованые алюминиевые поршни фирмы Mahle с титановыми шатунами (вес поршня в сборе – 365 г), картер из магниевого сплава. На чугунный блок устанавливалась алюминиевая головка с мотора Ф-2.

Поначалу дела у Brabham-BMW шли не лучшим образом. Полноценный дебют отложили на сезон 1982 года, но на первом этапе, не смотря на 2 и 4 стартовые места, оба гонщика «Брэбэм» гонку не закончили. На несколько следующих Гран При команда вообще отказалась от турбированных агрегатов, доверившись проверенному Cosworth, из-за чего даже произошел скандал, едва не закончившийся разорванным контрактом. Был найден компромисс: несколько этапов Нельсон Пике пилотировал BT50 с мотором BMW, а Рикардо Патрезе BT49D с Cosworth. Но затем Пике выиграл гонку в Канаде и в команде решили сосредоточиться на доводке нового мотора, хотя в оставшихся гонках сезона пилоты Brabham увидели клетчатый флаг всего четыре раза на двоих. Кропотливая работа по доводке мотора, в первую очередь над потоками горючей смеси в камере сгорания, принесла свои плоды. В следующем году Нельсон Пике выигрывает чемпионат, буквально уведя победу из под носа Алена Проста на Renault в последней гонке сезона. По иронии судьбы Прост сошел из-за отказа турбокомрессора. Отдельно стоит упомянуть, что BMW совместно с Winterschall первыми стали использовать топливо на основе толуэна, наследие «Люфтваффе» времен Второй мировой. Оно давало прирост мощности без ущерба надежности и позволяло вписываться в регламентируемое октановое число.

Brabham-BMW BT-52 схема
Brabham-BMW BT-52

Отстоять титул не удалось. Brabham BT-53 была быстрейшей машиной чемпионата, Пике ни разу не финишировал ниже 6-го места… если удавалось добраться до финиша. McLaren-TAG-Porsche были куда надежней и чемпионство разыграли между собой Прост и Лауда. 1985-й оказался еще более неудачным – всего одна победа и одно второе место. В 1986 конструктор Brabham Гордон Марри создал революционное сверхнизкое шасси BT-55, под которое разработали специальную версию мотора с углом наклона головки 72° (M12/13/1). Но машина оказалось неудачной, к тому же возникли проблемы с охлаждением. Как следствие, мотор уступал в мощности предыдущей модификации, клиентская версия которой, подготовленная швейцарцем Хайни Мадером, в том сезоне поставлялась командами Benetton и Arrows. Именно гонщик Benetton Герхард Бергер на Гран При Мексики принес M12/13 последнюю победу, а во время Гран При Италии установил рекорд по максимальной скорости – 351 км/ч. К тому времени Штапперта у руля BMW Motorsport заменил Вольфганг-Петер Флор, намеревавшийся создавать шасси самостоятельно. Эта идея оказалась провальной и в совете директоров приняли решение свернуть программу. Партию оставшихся M12/13/1 отдали Brabham, а 38 моторов M12/13 и комплектующие к ним продали компании Megatron, которая оснащала ими болиды Arrows и Ligier до конца 1988 года.

BMW M12/13 и BMW M12/13/1
BMW M12/13 и BMW M12/13/1
детали двигателя бмв

Компоновка: рядный, 4-цилиндровый.
Рабочий объем: 1499 см3.
Диаметр цилиндра: 89,2 мм.
Ход поршня: 60 мм.
Число клапанов: 16.
Диаметр впускных клапанов: 35,8 мм.
Диаметр выпускных клапанов: 30,2 мм.
Турбокомпрессор: KKK (Kuhle, Kopp und Kausch), корпус из углепластика.
Степень сжатия: 6,7 – 7,5 в зависимости от модификации.
Максимальное частота вращения коленвала: 11500 об/мин.
Система питания: впрыск топлива во впускные патрубки Kugelfischer с электронным управлением Bosch, электронный ТНВД Bosch для пуска, механический топливный насос Lucas.
Зажигание: электронное бесконтактное Bosch.
Система смазки: с сухим картером, масло Castrol V-353.
Охладитель наддувочного воздуха: Behr.
Масса двигателя с теплообменником: 165 кг.

HONDA-RA16X

Honda RA-168E
Honda RA-168E

Не смотря на то, что Honda уже добивалась определенных успехов в Формуле-1 60-х годов, их в то время в первую очередь ассоциировали с мотоциклами. Возвращаясь в автоспорт, японцы решили начать с Формулы-2, где в 70-х лучшими были моторы BMW, а уже потом перейти на следующую ступень. После того, как в 1981 году Джефф Лиз на болиде Ralt-Honda стал Чемпионом Европы в Ф-2, конструкторский штаб под руководством Китамото приступил к разработке двигателя с турбонаддувом для «Королевы автоспорта».
За основу был взят проверенный V-образный 6-цилиндровый силовой агрегат RA-263 Формулы-2. Угол развала в 80° достался мотору в наследство от 4-тактного мотоциклетного CX500. Интересно, что такой же угол выбрали только инженеры Porsche при проектировке своего TTE PO1, но в их случае он диктовался компоновочными требованиями конструкторов шасси McLaren.

Блок цилиндров отливался из чугуна, а головки – из алюминиевого сплава, широкое применение получил магний (картер и крышка головки цилиндров). Александр Мельник в статье «Завистливые боги» говорит, что поршни противоположных цилиндров находились на одной шейке коленчатого вала, а вспышки в цилиндрах, находящихся под одной головкой, происходили одновременно. Последняя техническая особенность показалась мне очень интересной, но, увы, в других источниках мне не удалось найти какого-либо подтверждения этой информации, впрочем, как и опровержения. Ведь для такой схемы требовалась уникальная конструкция коленвала, который в V6 и без того было проблемно уравновесить. Рискну предположить, что одновременные вспышки в трех цилиндрах лучше раскручивали турбину, создавая более высокое давление во впускном коллекторе. В любом случае, известно, что двигатель «Хонды» порождал сильные вибрации, что требовало определенной сноровки в управлении. Например, Айртон Сенна, впервые опробовав японский мотор на тестах, вернулся в боксы после одного круга, считая, что тот неисправен.

В Honda свели к минимуму закупку комплектующих у сторонних фирм, в отличие от своих европейских конкурентов, вовсю сотрудничавших с Mahle, Götze, Bosch, Kugelfischer, Lucas, Magnetti Marnelli и другими именитыми фирмами. Японцы самостоятельно выпускали детали цилиндропоршневой группы, системы зажигания и впрыска топлива. Разработку турбокомпрессора патриотично доверили японской фирме IHI, в то время как остальные использовали изделия KKK и Garrett.

Spirit-Honda 201
Spirit-Honda 201

Первой ласточкой в 1983 году стал двигатель RA163-E, дебютировавший на болиде не хватавшей звезд с неба команды Spirit. Японцы выбрали довольно экстремальное отношение между диаметром цилиндра и ходом поршня – 90 x 39 мм (для сравнения: V6 Porsche – 82 x 47,3; V6 Ferrari – 81 x 48,4). В августе технический директор Honda Нобухико Кавамото заключил двухлетний контракт с командой Williams. В конце сезона на Гран При Южной Африки, в первой же гонке альянса Williams-Honda, чемпион ’82 Кеке Росберг финишировал пятым. Двигатель уступал конкурентам в мощности, надежности и экономичности, к тому же шасси FW09, применявшееся в 1984 году не обладало достаточной жесткостью. Тем не менее, Росберг победил на Гран При США ’84 (двигатель RA164E).

Новая версия мотора RA165E, появившаяся на трассах в середине 1985-го, имела уменьшенный до 82 мм диаметр и увеличенный до 47,2 мм ход поршня. Это позволило решить многие проблемы, поршень стал меньше греться, а эффективность сгорания топлива повысилась. Технический директор «Уильямс» Патрик Хэд решил проблемы с жесткостью, ведь монокок FW10 был полностью сделан из углеволокна (до этого широко применялся алюминий). К концу года мотор стал грозным оружием – Найджел Мэнселл и Кеке Росберг доминировали в последних гонках сезона. Многие считали его самым мощным в Формуле-1. Тем не менее, в инженерном штабе Honda и не думали расслабляться, тем более следующий год готовил новый вызов – объем топливных баков ограничивался 195 литрами.

Williams-Honda FW11
Williams-Honda FW11

В начале 1986-го был готов RA166E-F, отличавшийся от предшественника новым блоком управления двигателя, позволявшим управлять режимами его работы по ходу гонки прямо из кокпита. Огромную работу над модернизацией компрессоров проделали специалисты IHI. Предположительно, именно тогда они внедрили сопловые аппараты изменяемой геометрии. Мэнселл и пришедший в команду Пике получили в свое распоряжение лучшие болиды того сезона Williams FW11, сразу ставшие ориентиром для соперников.

Кубок конструкторов был завоеван с огромным преимуществом, но Чемпионство в личном зачете было упущено по ряду спортивных причин и проблем личностного характера – победа досталась Алену Просту на McLaren-TAG-Porsche. В 87-м Williams-Honda своего уже не упустили – 9 выигранных гонок и 12 поул-позиций в 16 Гран При (еще две победы и один поул японцам принес Айртон Сенна на Lotus-Honda). Интересно, что первый чемпионат мира для «Хонды» завоевал тот же человек, что и для BMW – Нельсон Пике (не смотря на то, что одержал в два раза меньше побед, чем напарник). Но продолжать сотрудничество с «Уильямс» в Honda не захотели, заключив контракт с McLaren и продолжив поставлять двигатели Lotus.

McLaren-Honda MP4/4 Айртона Сенны. 1988 год
McLaren-Honda MP4/4 Айртона Сенны. 1988 год

Японцы не переставали вкладывать огромные средства в формульную программу. Например, в 87-м они подготовили несколько разных версий мотора, учитывающие особенности конкретных трасс, а для сезона 88-го проделали огромную работу над созданием RA168-E, последнего мотора с наддувом до возвращения турбо в 2014-м, подогнав конструкцию под ограничение давления наддува в 2,5 бара, параллельно работая над созданием нового V10 для сезона ’89. Плодами этой работы стали 15 побед и 15 поулов McLaren-Honda из 16 возможных в легендарном 1988-м.

Honda RA166E-F (RA167E-G, RA168E)

Компоновка: V-образный, 6-цилиндровый, угол развала 80°.
Рабочий объем: 1494 см3.
Диаметр цилиндра: 79 мм.
Ход поршня: 50,84 мм.
Число клапанов: 24.
Турбокомпрессор: 2 турбокомпрессора IHI с керамическими крыльчатками и изменяемой геометрией соплового аппарата.
Степень сжатия: 7,4 (RA167E-G – 8,2; RA168E – 9,4).
Максимальное частота вращения коленвала: 12000 об/мин (RA167E-G – 13000; RA168E – 13500).
Система питания: программируемая электронная Honda Kikaki PGM FI, форсунки с изменяемым диаметром сопла.
Зажигание: бесконтактное Honda PGM IG (CDI).
Система смазки: с сухим картером.
Масса двигателя: 146 кг (для RA168E).

МОЩНОСТЬ

Итак, кто же все-таки добился максимальных значений мощности? Этот вопрос довольно давно волнует не только любителей автоспорта. Дело в том, что в 80-х конструкторы предпочитали не распространять лишней информации, а в наше время, вспоминая былые достижения, могут немного и приукрасить. Кроме того, стоит понимать, что максимальной мощности моторы достигали в пятницу и субботу, в квалификационных заездах, когда ресурс мотора ограничивался одним быстрым кругом, а гонки выигрываются в воскресенье, когда надо преодолеть более 300 км. Поэтому конструкторы уделяли больше внимания именно мощности двигателя в гонке, яркий тому пример – McLaren-TAG-Porsche. К тому же, этой мощностью было совсем непросто распорядиться. Единственное, что не вызывает сомнений, пиком турбо-мощи стал 1986 год, так как в 1987-м давление наддувочного воздуха уже лимитировалось 4 барами, а системы охлаждения интеркулеров форсунками, распыляющими воду, были запрещены.

Старт Гран При Бельгии 1986 года
Старт Гран При Бельгии 1986 года. Нельсон Пике на Williams-Honda FW11 опережает Алена Проста на McLaren-TAG-Porsche MP4/2C, Герхарда Бергера на Benetton-BMW B186 и Айртона Сенну на Lotus-Renault 98T

Часто можно наткнуться на информацию, что максимальная мощность мотора Формулы-1 была зафиксирована в итальянской Монце во время Гран При Италии ’86, когда Герхард Бергер за рулем Benetton-BMW установил рекорд максимальной скорости – 351,2 км/ч (к слову, у его напарника Тео Фаби было всего на 0,3 км/ч меньше). Но этот показатель относителен, так как он вполне мог быть продиктован аэродинамическими настройками, т.е. меньшим сопротивлением потоку воздуха.

Некоторые источники утверждают, что максимальная мощность BMW M12/13 с давлением наддува 5,5 бар составляла 1360 л.с., но никаких документальных подтверждений этих показателей нет (или кто-то до сих пор не хочет делиться точными данными). Так же есть информация, что самым мощным в те годы являлись квалификационные моторы Honda RA166E-F, развивавшие около 1300 л.с. при давлении наддува 5,7 бар. Что же касается двигателей в гоночной конфигурации, то цифры скромнее – около 900 л.с. у обоих моторов, но «Хонда», скорее всего, была мощнее на низких оборотах, что давало преимущество на разгоне.

Как бы этого не хотелось, но однозначно сказать, кто же является рекордсменом, BMW или Honda, нельзя. Одно сказать можно точно, обе компании, в числе прочих приверженцев турбо 80-х, дали огромный опыт всему автомобилестроению. Ведь сейчас турбокомпрессорные моторы вытесняет атмосферные столь же стремительно, как их гоночные предки сделали это более 30 лет назад.

Williams-Honda FW10
Кеке Росберг на Williams-Honda FW10 и Нельсон Пике на Brabham-BMW BT54. Гран При Великобритании 1985 года

При написании статьи использованы следующие источники:
— «Формула-1. Гонки и гоночные автомобили». А. Атоян, издательство «Илби», 1995.
— «Переступить через собственную тень». А. Мельник, журнал «Формула», №3 ‘2000.
— «Завистливые боги». А. Мельник, журнал «Формула», №1 ‘2001.
— «В ожидании третьего пришествия». А. Мельник, журнал «Формула», №1 ‘1999.
— «Honda Formula One Turbo Charged V-6 1.5L Engine», Society Of Automotive Engineers, Inc., International Congress And Expositions, Detroit, Michigan, 1989.
«Выводим дюжину «эмок» BMW на юбилейный круг по Нордшляйфе». М. Петровский, интернет-портал «Драйв», 2012

Материалы сайтов:
www.grandprixengines.co.uk
wildsoft.motorsport.com
enhancedwiki.altervista.org
www.f1news.ru

Похожие

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *