Расход топлива современного автомобиля 5 литров на 100 км считается совсем небольшим. Три литра на сотню – маленьким. Но на гонке Shell Eco-Marathon подобные цифры вызовут разве что смех: здесь соревнуются за показатели в тысячи километров на одном литре.
В огнестойком гоночном комбинезоне и шлеме я опускаюсь в глубокое спортивное кресло-«ковш» с массивной боковой поддержкой. Один из механиков помогает мне пристегнуться пятиточечным гоночным ремнем, поскольку самостоятельно сделать это в толстых гоночных перчатках без должного навыка довольно сложно. Щелкаю тумблером зажигания на передней панели, нажимая на кнопку стартера, завожу двигатель и, продавив тугую педаль газа, выезжаю на стартовую прямую. Взмах зеленого флага — и я изо всех сил давлю на педаль, чтобы под тарахтение 350-кубового 7-сильного дизеля разогнаться до скорости в 15 (нет, не 150 — пятнадцать!) км/ч. Потом отпускаю педаль и до поворота качусь по инерции, после чего вновь кратковременно использую акселератор, чтобы компенсировать потерянную скорость. На трассе общей протяженностью 1,6 км я нажимаю на педаль газа всего лишь пять раз — по несколько секунд, а на тормоз вообще ни разу. Уже на выкате я заруливаю на финиш, где меня поджидает механик с маленькой бутылкой GTL-топлива и тонкой мерной трубкой, позволяющей с большой точностью долить топливо до мерной черты в топливном баке. Мой результат — 23,8 мл на круг, или 67,01 км на 1 л. По меркам этих состязаний результат более чем средний, даже с учетом того, что машина, на которой я ехал, вовсе не рекордная — это реплика городского концепта, с которым одна из испанских команд выступала на Shell Eco-Marathon в 2010 году. Как выяснилось позднее, в соревновании среди журналистов из разных стран победил Василий Костин из «Авторевю» — он, решив по-настоящему почувствовать себя в шкуре участника, глушил двигатель на длинных прямых и в результате добился показателя 106,52 км на литр.
30 лет прогресса
В 1939 году ученые и инженеры американского исследовательского центра Shell устроили между собой дружеское состязание, критерием победы в котором стали не максимальная скорость или минимальное время прохождения трассы, а расстояние, которое болид может пройти на одном литре топлива — победитель продемонстрировал результат в 21 км. А в 1985 году идея возродилась уже на международном уровне: на гоночной трассе Paul Ricard на юге Франции стартовала гонка Shell Eco-Marathon Europe (а позднее появились американская и азиатская гонки), в которой приняли участие 25 студенческих команд, выкативших на трек свои болиды из дерева и стеклопластика. Показатели экономичности победителя, швейцарской команды Team Henry, составили фантастические по тем временам 680 км/л. А сейчас, спустя 30 лет, даже 800−1000 км/л считаются не слишком высоким результатом. Вот лишь некоторые показатели рекордсменов этого года, победивших в соревновании 197 команд из 26 стран — 2308,3 км/л (бензиновый болид TED команды французского Центра технического образования компании Airbus Helicopter) и 2551,8 км/л (болид на сжатом природном газе Microjoule французской школы Ла-Жоливери). А абсолютный рекорд был установлен в 2010 году, когда команда Политехнического института в Нанте показала результат в 4896,1 км/л. Почти 5000 км на одном литре бензина!
Андрей Ременцов, проректор МАДИ: «Подобные соревнования — прекрасная школа для студентов. Умение ставить конкретные цели и решать возникающие технические проблемы в составе команды — это как раз тот навык, который понадобится будущим конструкторам при работе в любой автомобилестроительной компании. И возможно, именно эти инженеры и сделают наши автомобили более экономичными».
Простые правила
Соревнования Shell Eco-marathon включают состязания в двух основных категориях — прототипы (Prototype) и городские концепты (UrbanConcept). Первая — это легкие (максимальная масса 140 кг) и низкие (до 100 см высотой), обтекаемые болиды, в которых пилот находится в лежачем положении. Вторые уже более похожи на городские машины — и внешне, и тем, что пилот в них полусидит. Некоторые команды идут даже дальше — в прошлом году голландская команда TU/ecomotive из Технического университета Эйндховена выполнила все технические требования, предъявляемые к автомобилям на общественных дорогах, в результате чего их городской концепт проехал от Эйндховена до Роттердама. В обеих категориях команды имеют широкий выбор видов топлива: бензин, дизель, этанол, синтетическое топливо (синтезированное из газа, GTL), водород (для топливных элементов), электроэнергия, сжатый (компримированный) природный газ.
Правила соревнований просты — нужно пройти трассу (в Роттердаме это были десять кругов общей дистанцией 16 117 м с пятью поворотами на круге) не более чем за 39 минут, показав при этом минимальный расход топлива. И хотя команды для выполнения этой задачи имеют широкий простор для воображения, перед тем как выпустить болиды на трассу, техническая инспекция тщательно проверяет соответствие всем требованиям безопасности и регламента гонок. «Несмотря на то что скорости невысоки, безопасность должна быть прежде всего. Проверяется соответствие всех размеров, веса, прочность ремней безопасности, угол обзора из кокпита, минимальный радиус поворота, эффективность тормозов, общая конструкция болида и другие параметры», — объясняет Майк Эванс, главный специалист Shell по топливу для Formula 1. На этой гонке Эванс — один из членов технической комиссии, отвечающий за измерение главного показателя — расхода топлива и энергии. — Если топливо жидкое, перед стартом бак и топливная система доливаются до мерной черты и опечатываются, а измерение происходит при дозаправке после гонки. Хотя в рекордных случаях расход за всю дистанцию бывает настолько мал, что для самых точных замеров мы снимаем топливную систему и взвешиваем ее на прецизионных весах. С электричеством проще — в схему сразу включается измерительный прибор, для природного газа и водорода используются расходомеры».
Легкие гонки
Каким же образом команды добиваются таких высоких показателей? Во-первых, болиды делаются максимально облегченными. Наиболее опытные команды используют несущие карбоновые кузова типа «монокок» — если, конечно, у них хватает средств, потому что это дорогое удовольствие. Есть варианты попроще — карбоновая, стальная или алюминиевая рама и кузов из пластика. Некоторые команды даже умудряются использовать совсем бюджетные варианты, ставя готовую раму — например, металлическую стремянку, хотя это и достаточно тяжелая деталь. «Идет постоянная борьба за уменьшение массы болидов, — объясняет Андрей Сотсков, капитан команды "СКБ-МАДИ" Московского автомобильно-дорожного государственного технического университета МАДИ. — Например, новая карбоновая рама, которую мы использовали в этом году, позволила существенно уменьшить массу нашего болида — с 54 до 48 кг». Команда «СКБ-МАДИ» принимает участие в гонках третий год, но в прошлом году им не повезло: машина другой команды из-за неисправности тормозной системы коснулась их болида на трассе, и хотя ни пилоты, ни машины серьезно не пострадали, обе команды в соответствии с правилами были сняты с гонки. Но в этом году команда успешно дошла до финиша, показав в лучшей попытке результат в 231 км/л и заняв в категории бензиновых прототипов 30-е место (из 63 машин).
Органы управления прототипов, как правило, представлены двумя рукоятками или педалями тормоза (на передние и задние колеса), ручкой управления газом и кнопкой стартера, а также рулем — рулевой колонкой (с карданом, чтобы пилоту проще было садиться, точнее — ложиться в кресло). Чтобы упростить посадку пилота в болид и улучшить обзор, многие команды (в том числе «СКБ-МАДИ») применяют не рулевую колонку, а рычаги. Более экзотичный вариант — рулевые педали (такую конструкцию, в частности, использовала команда Лондонского университетского колледжа). В некоторых городских концептах используется более одной педали газа"