Техника WRC 2022. Первый раз в гибридный класс

WRC 2022

В новом сезоне мировое ралли ждут без преувеличения эпохальные перемены, ведь вершиной раллийной иерархии отныне будут автомобили с гибридными силовыми установками, построенные вокруг пространственной рамы.

На протяжении 25 лет технический регламент Чемпионата мира по ралли неоднократно менялся в частностях, при этом оставаясь неизменным по сути. В основе машин класса WRC (World Rally Car) лежали гражданские собратья из семейства легковых автомобилей, выпускаемых в объеме не менее 25 тысяч штук, но при этом разрешалось оснащать модели турбонаддувом и полным приводом даже если базовая серийная машина не имела подобных версий, увеличивать базу, расширять колею и довольно свободно дорабатывать аэродинамику. Теперь же на смену WRC приходят автомобили класса Ралли1 (Rally1). Что же из себя представляет новая техника, с которой за победы в Чемпионатах мира в ближайшие три сезона будут сражаться представители Ford, Hyundai и Toyota?

Кузов и аэродинамика

При проектировании машин Ралли1 инженеры-конструкторы больше не привязаны к несущим кузовам от серийных моделей – отныне автомобили будут строиться вокруг трубчатой стальной пространственной рамы. Её центральная часть, «ячейка безопасности», которая имеет сдвоенную дугу безопасности и изготавливается из высокопрочной стали, была разработана специалистами FIA и стандартизирована для всех производителей. Переход на пространственную раму, невольно вызвавший закономерные ассоциации с Группой B, позволил убить сразу двух зайцев.

Во-первых, автомобили станут безопаснее. Тест с использованием столба диаметром 255 мм, имитирующий удар о дерево, показал, что новая конструкция позволяет на 51% снизить проникновение в салон в районе дверей и на 38%, если удар приходится в среднюю стойку, а при лобовом столкновении с жестким препятствием – на 70%. При этом крыша позволяет поглощать энергию на 115% эффективнее в сравнении с прежними кузовами.

Спустя 36 лет конструкции на основе пространственной рамы возвращаются на этапы Чемпионата мира по ралли.
Спустя 36 лет конструкции на основе пространственной рамы возвращаются на этапы Чемпионата мира по ралли.

«Без сомнений, внутри чувствуешь себя более безопасно, – говорит Мэтью Уилсон, гонщик-испытатель M-Sport и сын управляющего директора Малколма Уилсона. – Сидишь в машине глубже – значит, находишься дальше от возможной точки удара в случае аварии, а еще есть массивная труба в каркасе на месте центральной стойки, что определённо добавляет уверенности. К FIA нет вопросов в этом плане, они проделали отличную работу».

Во-вторых, производители получили более широкие маркетинговые возможности. Больше нет необходимости привязываться к определённой модели, можно взять любую, масштабировать её под допустимые размеры (длина – не менее 3900 мм, ширина – не более 1875 мм с учётом всех выступающих элементов, высота – 1250 мм без учёта дорожного просвета) и изготовить навесные панели в соответствии с масштабом. Правда, этой возможностью воспользовались только в команде M-Sport, представляющей интересы Ford в ралли – на смену хэтчбеку B-класса Fiesta WRC пришла Puma Hybrid Rally1, прототип которой является компактным кроссовером. Toyota и Hyundai остались верны моделям, которые они использовали ранее, но в новых поколениях – Yaris и i20 N, соответственно.

Аэродинамика задней части машин Ралли1 на примере Ford Puma Hybrid Rally1.
Аэродинамика задней части машин Ралли1 на примере Ford Puma Hybrid Rally1.

Автомобили последнего поколения WRC, блиставшие на спецучастках в предыдущие пять лет, выделялись развитой аэродинамикой. Машины нового поколения стали менее изощрёнными в этой области. Большое заднее антикрыло и расширители арок по-прежнему добавляют агрессивности внешнему виду, но без диффузора и множества мелких элементов техника Ралли1 потеряла в прижимной силе порядка 15%. При этом из-за необходимости дополнительного охлаждения для электрической части силовой установки воздуховодов стало больше, особенно в районе задних крыльев, а в кормовой части даже можно увидеть вентиляторы.

«Мы хотим оставить прежнюю философию в отношении аэродинамического обвеса, но при этом использовать меньше запчастей [в целях экономии средств], – пояснял изменения в правилах бывший раллийный директор FIA Ив Маттон. – Диффузор отличный тому пример – из-за его положения он требует замены на каждом сервисе и на это тратятся огромные деньги. Это же касается и закрылков на переднем бампере».

Силовые установки

Автомобили Ралли1 сохранят прежние 1,6-литровые рядные 4-цилиндровые 16-клапанные бензиновые двигатели с турбонаддувом и непосредственным впрыском топлива, созданные по своду технических правил GRE и не имеющие ничего общего с серийными агрегатами фирм-производителей. Оснащённые 36-милиметровыми рестрикторами на впуске, с ограничением максимального давления наддува в 2,5 бара и частоты вращения в 8500 об/мин они развивают максимальную мощность около 380 л.с. и обладают максимальным крутящим моментом в районе 420 Нм. Двигатели по-прежнему размещаются спереди поперечно, хотя при разработке регламента рассматривался вопрос о переходе на среднемоторную компоновку.

Двигатели, созданные по правилам GRE для прошлого поколения машин WRC, останутся и под капотом новых автомобилей Ралли1.
Двигатели, созданные по правилам GRE для прошлого поколения машин WRC, останутся и под капотом новых автомобилей Ралли1.

В FIA ставили целью снижение стоимости агрегатов путём унификации его отдельных частей, например, турбонаддува, но изменения коснулись только систем анти-лага, которые лишились клапана для подачи свежего воздуха. При этом дополнительным вызовом для моторостроителей станет новое эко-топливо, поставками которого в ближайшие три года будет заниматься компания P1 Racing Fuels. Оно не содержит в себе ископаемых частиц и представляет собой смесь синтетического топлива, созданного с помощью углерода и водорода, и био-топлива, добытого из биологических отходов.

Помимо ДВС силовая установка машин Ралли1 включает и электрическую часть. Гибридная система унифицирована для всех трёх производителей и поставляется немецкой фирмой Compact Dynamics, за плечами которой опыт в Формуле-1, WEC и Формуле-E и сотрудничество с Williams, Audi и Honda. Она состоит из мотор-генераторной установки (MGU), раскручивающейся до 12000 об/мин, инверторного управляющего модуля, а также аккумуляторной батареи от австрийской фирмы Kreisel ёмкостью 3,9 кВт·ч, работающей при напряжении 750 В. Мощность гибридной части, соединённой с карданным валом, составляет 134 л.с. (100 кВт), а суммарные характеристики силовой установки повышаются до 515 л.с. максимальной мощности и 500 Нм максимального крутящего момента. Масса гибридной установки составляет 87 кг, располагается она перед задней частью автомобиля и защищена углепластиковым коробом, рассчитанным на удары до 70G.

Схема гибридной составляющей.
Схема гибридной составляющей.

«Гибридные силовые установки являются неотъемлемой частью автомобильной промышленности, так как мир движется к более устойчивому будущему, и важно, чтобы WRC соответствовал этой эволюции, – объясняет управляющий директор промоушена Чемпионата мира по ралли Джона Сибел. – Ралли имеет свои цели и является идеальной платформой для исследований и разработок в сфере автомобильной индустрии, позволяя обкатать новые технологии».

Интересно, что машины Ралли1 являются подзаряжаемыми гибридами и способны передвигаться на одной лишь электротяге до 20 км, но с ограниченной в 50% мощностью установки для продления жизни батареи. Участки, на которых автомобили должны двигаться с заглушенным ДВС, определяются организаторами заранее и располагаются на дорожных секциях или вокруг сервисных парков. Максимально допустимый уровень заряда батареи составляет 80%, а использование энергии и рекуперация происходят по одной из трёх заранее подготовленных программ, выбор которой осуществляется экипажем непосредственно перед спецучастком в зависимости от его характера.

Том Фаулер, технический директор команды Toyota Gazoo Racing: «Во время торможения мы должны регенерировать определенное количество энергии, чтобы иметь возможность использовать его во время следующего ускорения. При этом каждое ускорение имеет ограничение на количество энергии, которое вам разрешено использовать, в зависимости от длины спецучастка. Стратегия основывается на доступной энергии – вы начинаете с полной батареей, регенерируете определённое количество энергии на торможении, но при этом тратите больше и на финише батарея разряжена».

Toyota GR Yaris Rally1.
Toyota GR Yaris Rally1.

Отдельная стандартная программа, рассчитанная на максимальную отдачу, предназначена для старта на спецучастке – 1000 кДж энергии можно использовать за 10 секунд. Стоит гонщику отпустить педаль «газа», активировать тормоза или же воспользоваться ручником, режим для старта деактивируется и силовая установка начинает работать по выбранной программе. Рекуперация происходит при отпускании педали акселератора или нажатии на тормоз. Никаких дополнительных кнопок или рычагов в распоряжении гонщика нет – всё управление гибридной частью осуществляется посредством программного обеспечения, привязанного к педалям.

«Гибриды определённо изменили наш подход к работе, – делится мнением лидер M-Sport Крэйг Брин. – Начиная с разведки мы должны думать о том, как управлять машиной, даже когда ралли еще не стартовало. С гибридом требуется правильная реализация стратегии и уверенность в том, что на тех участках, где можно получить наибольшую выгоду, будет реализовано всё доступное ускорение. Это приведёт к изменению составления стенограммы – штурман должен будет сообщать нам, в какой момент мы будем разряжать батарею. Уверен, нам всем будет чему поучиться».

Процесс обучения предстоит пройти не только гонщикам, штурманам, инженерам и механикам, но маршалам и даже зрителям, ведь при поломке гибрида существует вероятность поражения электрическим током. Для предотвращения этого автомобиль оснащён системой оповещения о поломках в электрической части или перегреве батареи посредством звукового сигнала и красного мигающего фонаря. При этом гибридная установка имеет встроенную защиту от перегрева и может отключаться от системы, не лишив автомобиль способности самостоятельно передвигаться.

Трансмиссия

«Мы должны уменьшить расходы на машины, иначе мы не только не приобретём новых производителей, но и потеряем старых, – признавался Ив Маттон еще до того, как окончательный вариант регламента был согласован. – Наша цель – стоимость машин в районе €500 тыс. Мы хотели бы сократить расходы на машины на 40%, а по нашим расчётам удастся добиться снижения на 35%».

Жертвой снижения расходов, первую очередь, стала трансмиссия. Автомобили Ралли1 получили 5-ступечатые секвентальные коробки передач (ранее были 6-ступенчатые). Гидравлические системы с переключением передач посредством лепестков на руле попали под запрет – отныне для этих целей гонщикам служит классический рычаг. Интересно, что с 2011-го по 2014-й год машины WRC уже обходились без полуавтоматов, но ни зрелищности, ни существенной экономии это тогда не принесло.

Серьёзным нововведением, без сомнений повлиявшим на скорость и поведение машин, стал запрет на использование межосевого дифференциала, который в последнем поколении машин WRC был активным. Теперь же момент между осями будет распределяться в постоянной пропорции 50:50, но на обоих осях допускается использование межколёсных механических самоблокирующихся дифференциалов повышенного трения.

Схема трансмиссии автомобиля Ралли1 на примере Hyundai i20 N Rally1.
Схема трансмиссии автомобиля Ралли1 на примере Hyundai i20 N Rally1.

«С активным дифференциалом мы могли использовать очень умное программное обеспечение для того, чтобы настроить машину в соответствии с предпочтениями гонщика или условиями, – объясняет Том Фаулер. – Сейчас же мы лишились очень мощного инструмента в настройках. Основной задачей, которую мы возлагали на активный дифференциал, было поддержание передних шин в оптимальных условиях работы. Мы могли направить на передние колёса столько крутящего момента, сколько нужно для максимального использования сцепных свойств шин, но при этом сделать управляемость нейтральной. Полноприводные машины склонны к недостаточной поворачиваемости, а дифференциал был нашим главным оружием в борьбе с ней».

Подвеска, тормоза и шины

Автомобили Ралли1 переняли от своих предшественников стойки «МакФерсон» с A-образными нижними рычагами на каждом колесе, но ход подвески ограничен в 270 мм, что скажется на сложных гравийных этапах. Хоть во времена WRC инженеры и были привязаны к конструктивным схемам передней подвески на базовых серийных машинах, они всегда имели определённую свободу в выборе точек крепления и геометрии. Теперь же, когда автомобили строятся на пространственной раме и больше нет необходимости использования серийных кузовов, конструкторам стало еще проще.

Hyundai i20 N Rally1.
Hyundai i20 N Rally1.

Диаметр вентилируемых тормозных дисков не изменился – 370 мм для асфальта и 300 мм для гравия, но под запрет попало водяное охлаждение для 4-поршневых суппортов.

С прошлого сезона монопольным поставщиком резины для Чемпионата мира по ралли является итальянская компания Pirelli. На протяжении сезона гонщики, до этого ездившие на шинах Michelin, не раз критиковали продукцию миланской фирмы, но к новому сезону специалисты Pirelli создали новые шины, ведь из-за увеличившейся массы, повышенной мощности и отсутствия активного дифференциала нагрузка на них возрастёт. Для гравийных и снежных покрытий по-прежнему используются колёсные диски диаметром 15», для асфальта – 18».

шины

Мощнее, тяжелее, проще

Мировое ралли долго сопротивлялось, но всё же пошло по пути гибридизации и стандартизации вслед за другими подконтрольными FIA дисциплинами. Автомобили высшей раллийной категории стали мощнее, но вместе с тем минимально допустимая масса выросла с 1190 до 1260 кг, прижимной силы стало меньше, а трансмиссия, подвеска и тормоза – проще. Как новый регламент скажется на скорости машин и повлияет на зрелищность мы узнаем уже в ближайшие дни – 20 января стартует «Ралли Монте-Карло».

Привлечёт ли технический регламент Ралли1 новых участников? Пока интереса со стороны производителей нет, но стоит понимать, что гибридные реформы были детищем команды Жана Тодта, а новый президент FIA Мохаммед бен Сулайем, сам будучи раллистом в прошлом, крайне недоволен ситуацией в мировом ралли и именно с этим связывают отставку Ива Маттона в декабре прошлого года.

Ford Puma Hybrid Rally1.
Ford Puma Hybrid Rally1.

«Да, мы постоянно говорим о Формуле-1, но не стоит забывать и о других дисциплинах, – сказал бен Сулайем в одном из первых интервью в качестве президента FIA. – Мы должны уделить внимание WRC. Я сам человек из раллийного мира, поэтому мы должны этим заняться. Два с половиной автопроизводителя в ралли – это недостаточно для такого важного чемпионата. Мы не можем просто сидеть и ждать, что люди к нам придут. Я считаю, мы сами должны пойти, постучаться в двери к автопроизводителям и быть уверенными в том, что сможем сделать спорт привлекательным для них».

Куда приведёт ралли политика бен Сулайема и его заместителя Роберта Рида (в своё время выигравшего Чемпионат мира вместе с Ричардом Бёрнсом) мы узнаем только через несколько лет, а в новом сезоне будем следить за противостоянием лучших гонщиков и их штурманов за право называться первым чемпионом гибридной эры в ралли. Учитывая, что многолетний доминант Себастьен Ожье уходит с полного расписания, борьба обещает быть плотной. Сумеет ли вице-чемпион последних двух сезонов Элфин Эванс взять на себя бремя лидерства в Toyota и готов ли его молодой коллега по команде Кайле Рованпера к борьбе за титул? Сможет ли Отт Таняк повторить свой успех трёхгодичной давности за рулём Hyundai и получится ли избежать технических трудностей Тьерри Нёвиллю? Быть может, в M-Sport Ford снова извлекут максимальную выгоду от смены регламента и на вершину взойдёт Крэйг Брин? Сезон 2022 обещает быть интересным!

Для оформления статьи использованы фото Red Bull, WRC, M-Sport, Toyota Gazoo Racing и Hyundai Motorsport.

Похожие

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.