Болельщики, следившие за гонками Гран-при в американском Остине, стали свидетелями совершенно нового типа автомобилей «Формулы-1» (F1). Это связано с развитием технических регламентов, которые поощряют разработчиков сосредоточиться на новых более актуальных технологиях, включая методы повышения эффективности использования топлива. Концепция «зеленой» технологии для автомобилей F1 может быть противоречивой, однако цель извлечения максимальной полезной энергии из каждого литра топлива остается. Новое требование — в баке после завершения гонки должно оставаться не менее 100 л. горючего — заставляет конструкторов искать сложные компромиссы между скоростью и дальностью.
Мощность электрической части привода была увеличена до 120 кВт, причем правила допускают ее дальнейшее повышение при условии использования небольшого малошумного двигателя V6 с турбонаддувом. Это достигается путем введения сложного составного турбокомпрессора, который частично рекуперирует энергию выхлопа; когда требуется дополнительная мощность, повышается масса топливно-воздушной смеси. Таким образом, компрессор управляется независимо от двигателя.
На типичном современном автомобиле F1 находятся около десятка гидравлических приводов, управляющих различными автоматизированными системами и помогающих водителю. Важнейшим преимуществом гидравлики в приложениях для автоспорта является плотность мощности. Хорошая иллюстрация этого — сервозолотники Е024 фирмы Moog, которые преобразуют сигналы, поступающие от электронного блока управления, в гидравлический поток, обеспечивающий движущую силу приводов. Крошечное устройство (рис. 2) весит всего 92 г и может создавать до 2,8 кВт гидравлической мощности (Похоже, что 30,4 кВт/кг — мировой рекорд удельной мощности. Прим. ред.).
Около 15-ти лет назад инженеры Moog решили разработать специализированные миниатюрные гидравлические компоненты для автоспорта. Они были получены на основе технологий, используемых в аэрокосмических системах управления полетами, но получились даже меньше и легче. Интересно отметить, что имеется пара инженерных сегментов (автономная робототехника и оборудование нефтегазовых скважин), в которых к комплектующему гидрооборудованию предъявляются аналогичные требования, а именно: работоспособность при высоких температурах и уровнях вибрации, ограниченное пространство и необходимость чрезвычайно высокой надежности. Это позволяет существенно расширить область применения миниатюрной гидроаппаратуры.
Чтобы заглянуть в будущее гидравлических технологий в автоспорте, рассмотрим некоторые примеры совершенно новых гидроагрегатов:
- «умное» ограничение тормозного давления позволяет исключить пробуксовку колес и обеспечить оптимальные условия торможения, как это было сделано на самолетах;
- для управления вентилятором турбонагнетателя требуется быстрое перемещение заслонок на выхлопном тракте, что оптимально достигается путем использования гидропривода взамен пневматики, поскольку более жесткая гидравлическая жидкость способна быстрее реагировать на команды с существенно более высокими уровнями точности и повторяемости.
В будущем автоспортивные гидроагрегаты будут совершенствоваться в направлениях повышения энергоэффективности и интеллекта каждого из гоночных автомобилей на базе нетрадиционных технологий, а развитие, как всегда, будет быстрым и непредсказуемым.
Благодарим за помощь в подготовке информации Свешникова В.К. , к. т. н., ЭНИМС