Наука неинтересна, если не пытаемся нарушить или изменить её границы, но иногда такое восстание не срабатывает. Например, мы не производим треугольные колеса, перфорированные лобовые стекла или свинцовые поршни для двигателей внутреннего сгорания.
Если, конечно, «мы» не живём в Сибири и вдруг нас не посещает безумная идея. Весёлые ребята из Garage 54, новосибирской группы автомобильных слесарей снова обратились к основному закону физики и решили, что это скорее «местная традиция», чем правило. На этот раз они нацелились на самый фундаментальный компонент транспорта, круглое колесо. Традиционно колёса имеют форму круга. Эта конструкция довольно хорошо работала последние 5000 лет. До сих пор ни один человек на всей планете не жаловался на то, что они устарели. Но сибиряки, живущие в стране, где сама зима надевает варежки и шарф на своё покрытое сосульками лицо, решили, что «круглый», это, пожалуй, слишком банально. Они решили построить автомобиль на эллиптических колёсах.
Вопреки всем ожиданиям, овальная поверхность может ехать идеально ровно. Проект начался с миниатюрной модели, напечатанной на 3D-принтере, которая выглядела как розыгрыш. Мастер продемонстрировал небольшое эллиптическое колесо, установленное на оси под определённым, казалось бы, случайным углом. При прокатывании по столу ось не качалась вверх и вниз. Она оставалась идеально ровной. Естественно, следующим шагом в арсенале Garage 54 стало увеличение масштаба до размеров, позволяющих разместить на нём советскую «Жигу».
Используя фанеру толщиной 40 мм (потому что интересные вещи происходят, когда одновременно тестируешь несколько новых идей), команда кропотливо вырезала, шлифовала, обрабатывала ленточной шлифовальной машиной и придавала форму массивным овалам. Однако секрет успеха заключался не только в форме, но и в креплении. Они установили ось под точным углом в 27 градусов к плоскости колеса. Для этого они изготовили специальные адаптеры и фланцы, приварив их к трубе, чтобы создать наклонную ступицу. Грубо, но эффективно. Ничто не сравнится с русской изобретательностью.
И это был бы не совсем эксперимент из «Гаража 54», если бы задний мост заднеприводного «Жигуленка» остался целым. Механики подняли корпус дифференциала, просто отрезав кусок от каждой половины моста и согнув всю заднюю часть вверх, чтобы компенсировать массу автомобиля, давящую на мосты, когда эллиптические колеса находились в самой дальней точке контакта.
Первый тестовый заезд на полноразмерном автомобиле выявил некоторые «незначительные» сибирские проблемы. Образец оказался слишком тяжелым, из-за чего фанера прогибалась, а длинные трубы осей гнулись, как мокрые макароны, под воздействием рычага. Однако среди вещей, которым не учат в Академии прикладного безумия Garage 54, «сдаваться» занимает первое место в списке. Они просто сделали более легкий автомобиль. Для этого отрезали багажник и половинку передней части кузова. При этом усилили крепления. После нескольких проб и ошибок с углами крепления, чтобы компенсировать ощущение «подпрыгивания», нашли оптимальный вариант.
На гладком бетоне гаража «Классика» скользила, как будто на обычных шинах. Как только они выехали на улицу, в сибирский снег и на выбоины, все стало немного сложнее. Фанера начала расслаиваться, и крошечная площадь контакта означала, что машина могла «дрифтовать». Точнее, беспомощно скользить, почти без газа. Но основная задача была выполнена. Машина двигалась вперед, а шасси оставалось (по большей части) ровным. На первый взгляд, овальное колесо должно было бы стать катастрофой. При вращении расстояние от центра оси до земли меняется, что обычно приводит к ритмичным вертикальным колебаниям, классической «тряске». Так как же сибирякам удалось сохранить постоянную высоту оси.
Когда наклоняете эллипс под определенным углом относительно его оси вращения, по сути, создаете механизм качающейся пластины. С бокового профиля (двумерной проекции) наклоненный эллипс может фактически описывать идеальную окружность. Представьте себе цилиндр, разрезанный по диагонали, поперечное сечение — это эллипс. Если вращаете этот диагональный срез вокруг центральной оси цилиндра, высота ребра остается постоянной относительно центра.
В научных терминах колесо представляет собой наклонное круглое цилиндрическое сечение. Установив эллиптическую фанеру под углом 27 градусов, изобретатель обеспечил постоянство эффективного радиуса — вертикального расстояния от центра ступицы до точки контакта с землей — на протяжении всего вращения на 360 градусов. По мере того, как длинная часть овала поворачивается, она наклоняется от вертикальной плоскости, сокращая расстояние до земли до короткой части овала.
Это создает движение качения с постоянной высотой, но вводит новую переменную, боковые колебания. Хотя машина не двигается вверх и вниз, пятно контакта «волнится» слева направо под ней. Это было очевидно по следам на снегу, которые образовали красивый, геометрический, удивительно приятный, ровный синусоидальный узор. К концу дня фанерные колеса начали разрушаться, сбрасывая слои дерева и клея, как змея, сбрасывающая старую чешую. Подшипники колес, вероятно, молили о пощаде под возросшим рычагом и боковыми нагрузками. «Дрифтовые» возможности были скорее побочным продуктом отсутствия сцепления, чем наличия мощности.
Но в лучших традициях Garage 54 цель состояла не в том, чтобы построить лучшее колесо. Они уже пытались это сделать раньше, и не один раз, а в том, чтобы доказать, что можно переделать его во что-то абсурдное и при этом заставить его работать. Как заметил мастер, дрифтуя по снегу, машина ехала ровно, без подпрыгиваний и рывков, пока поверхность была гладкой. Это идеальная модификация для тех, кто хочет, чтобы их машина выглядела как сбой в Матрице. То, что этого делать не следует, не значит, что это невозможно. Печально известные своими смешными выходками парни из Сибири — живое доказательство того, что нет такой безумной идеи, от которой нельзя отказаться. Особенно если у вас есть сварочный аппарат, фанера и полное пренебрежение законами традиционной инженерии.