Спринтеры на жидкой взрывчатке

Гонки со временем

В начале 1930‑х ложи высохших озер в Калифорнии стали Меккой для поклонников скорости. Созданная ветром, водой и солнцем поверхность вполне могла конкурировать с лучшими асфальтовыми дорогами и тянулась на сотни километров. Сюда приезжали любители острых ощущений – «оторваться» на заносах, испытать возможности машин и, разумеется, посостязаться с единомышленниками. Уже в те годы скорость некоторых экземпляров, облегченных владельцами (именно тогда появился классический образ хот-рода: колеса без крыльев, мотор без капота, «корытце» кабины), достигала 160 км/ч. В общем‑то, жажда более высокой скорости и занимала умы большинства завсегдатаев соляных озер – их сборища были стихийными и устраивать настоящие трассы никто не собирался.

Все изменилось в 1949‑м, когда в Бонневилле впервые прошли соревнования, где главным было не выжать из машины максимально возможную скорость, а пройти определенную дистанцию быстрее соперника. Нововведение было инициативой одного человека – страстного автолюбителя Уолли Паркса, служившего испытателем танков в General Motors во время Второй мировой войны. В 1947‑м Паркс стал одним из основателей Ассоциации хронометража Южной Калифорнии, которая через два года впервые предложила гонщикам посостязаться на время и начала вести учет побед. Еще год – и открылся первый дрэг-стрип Santa Ana Drags в аэропорту округа Ориндж. Благодаря компьютеризированным средствам хронометража Santa Ana Drags быстро приобрел популярность у местных рейсеров: заезды проходили здесь каждое воскресенье вплоть до 1959 года, когда полосу вновь стали использовать по прямому назначению из‑за возросшего воздушного трафика.

В 1951‑м Паркс, к тому времени редактор популярного журнала Hot Rod, основал еще более солидную организацию – Национальную ассоциацию хот-роддинга (National Hot Rod Association, или NHRA), «дабы создать порядок из хаоса» и прописать правила бе­зопасности и технические характеристики машин, позволившие легитимировать новый вид спорта. К настоящему времени NHRA – крупнейшее объединение в мире автоспорта, в котором состоят около 80 тысяч человек в возрасте от 6 до 60 лет.

Елки и девушки

Что же представляет собой новый вид спорта? От других гонок дрэг-рейсинг отличается прежде всего небольшой длиной трассы – дрэг-стрипа, по одной из версий, давшей название самим гонкам. Main drag – главная улица города, гордость горожан, где обычно проходят «гонки на светофорах». Среднестатистический американский квартал тянется примерно 400 метров, и именно эта величина была принята в качестве стандарта. Впрочем, в дрэг-рейсинге также состязаются на дистанциях 300 и 200 метров: первая – для самых мощных машин, вторая – для юниоров.

В состязании участвуют два автомобиля. На заре дрэг-рейсинга отмашку давал сигнальщик с флажками, стоявший впереди и между соперниками. Сейчас эту функцию в неофициальных и уличных гонках выполняют эффектные девушки в мини-юбках или шортах. На финише стоял человек с секундомером. Позже флажки передали электронике – и перед гонщиками выросли «рождественские елки», светофоры с целой гирляндой разноцветных ламп, сигнализирующих о готовности к старту, дающих отмашку и предупреждающих о фальстарте.

После начала соревнований отдельно регистрируется не только время, прошедшее с момента пересечения стартовой линии до финиша, но и мгновения от включения зеленого сигнала «елки» («Марш!») до пересечения машиной стартовой линии. Эти два показателя складываются, и выигрывает гонщик с наименьшей суммой секунд. Таким образом, пилот, быстрее проехавший дистанцию, но задержавшийся на старте, вполне может проиграть своему сопернику, чья машина оказалась медленнее, а реакция – быстрее.

Профи на реликтах

В дрэг-рейсинге соревнуются самые разные машины – от специально построенных для коротких заездов монстров, неспособных самостоятельно передвигаться за пределами дрэг-стрипа, до серийных седанов и даже мини-вэнов. Все они четко поделены на классы исходя из веса, мощности и объема двигателя и многих других характеристик. Тем не менее профессиональных классов выделено всего пять: Top Fuel Dragster, Top Fuel Funny Car, Pro Modified, Pro Stock и Pro Stock Bike.

Представители класса Top Fuel Dragster – элита дрэг-рейсинга. Эти аппараты, внешне напоминающие пародию на болиды «Формулы-1» (длинный, но очень узкий стреловидный кузов, широченные открытые «катки» сзади и почти велосипедные колеса спереди, огромный задний спойлер и отсутствие переднего аэродинамического оперения), признаны наиболее быстро ускоряющимися средствами передвижения из всех когда‑либо созданных человеком. Top Fuel Dragster набирает скорость быстрее стартующего космического корабля и реактивного истребителя, развивая перегрузки почти в 6 g.

Рекордное ускорение дрэгстерам Top Fuel придает двигатель не менее диковинный, чем сам автомобиль. В основе силового агрегата лежит конструкция древнего V8 Chrysler Hemi (выпускался с 1964 по 1971 год) с толкателями клапанов и механическим нагнетателем. Сегодня копию этого двигателя из алюминия выпускают небольшие компании исключительно для нужд тюнеров, коллекционеров и дрэг-рейсеров. Помимо алюминия, в двигателе применяются титан и высокоуглеродистая сталь, некоторые детали изготавливают из кованого металла. Но даже эти материалы не гарантируют, что двигатель выдержит нагрузки, поэтому правила безопасности требуют, чтобы он был накрыт кевларовым «оде­ялом». Этот синтетический высокопрочный материал должен защитить гонщика (и зрителей) от осколков в случае взрыва двигателя.

Такие же двигатели устанавливают на дрэгстеры класса Funny Car. От болидов Top Fuel их отличает наличие кузова с крышей, благодаря которому гоночный аппарат можно принять за дорожный спортивный автомобиль. Но эта бутафория – кузов Funny Car, по сути, представляет собой огромную фиберглассовую или карбоновую крышку для шасси, надевающуюся на него цельным куском. Кузов весит 40–50 кг и поднимается вверх для обслуживания двигателя и доступа на водительское место. В родственном классе Top Alcohol Funny Car в качестве топлива используется метанол, а не нитрометан.

Класс Pro Modified не признается NHRA – это «изобретение» более молодой и конкурирующей с ней организации IHRA (International Hot Rodding Association, Международная ассоциация хот-роддинга). Тем не менее Pro Mod, как его иногда называют, весьма популярен, особенно в европейском дрэг-рейсинге. Эти автомобили еще более похожи на дорожные – по крайней мере, у них нормальный кузов с дверями, который должен напоминать серийный прототип. В Pro Modified ограничен объем двигателя: он может составлять 11 лит­ров, если мотор атмосферный и для кратковременного повышения мощности используется впрыск закиси азота, или 8,5 литра, если на моторе установлен нагнетатель.

В Pro Stock допускается еще меньше переделок исходной серийной модели. Автомобили этого класса сохраняют стальные крышу и задние боковые панели машины-донора, а также ее оптику. Остальные детали кузова изготавливаются из легких композитов. В моторах Pro Stock запрещено использовать наддув любого типа, а также распределенный впрыск закиси азота и других видов топлива, кроме высокооктанового бензина. Двигатель – V8 объемом от 8,2 литра до бесконечности (в гонках IHRA нередки двигатели объемом свыше 13 литров, так называемые «горные» моторы) – должен быть от того же производителя, что и шасси. Невозможность применения наддува вынуждает конструкторов болидов Pro Stock уделять особое внимание топливной системе. Головка блока цилиндров и впускной тракт дорабатываются вручную, устанавливаются особые спортивные карбюраторы большой производительности – вложенный в двигатель Pro Stock труд делает его самым дорогим среди других классов. В среднем цена составляет 80 тысяч долларов, что почти вдвое выше стоимости намного более мощных моторов Top Fuel и Funny Car.

Класс Pro Stock Motorcycle предназначен для любителей двухколесных машин. Мотоциклы, соревнующиеся в этом классе, должны сохранять облик оригинальной модели. Облегченная конструкция и хорошая аэродинамика позволяют дрэг-байкам с карбюраторными бензиновыми двигателями развивать до 300 км/ч и проходить четверть мили менее чем за 7 секунд.

«Бензин – для мытья»

Двигатели ручной сборки и хорошая аэродинамика играют далеко не самую важную роль в способности дрэгстеров к феноменально быстрому набору скорости. Их главный секрет скрыт от посторонних глаз в топливном баке. Там плещется не бензин: самые быстрые в мире автомобили ездят на нитрометане.

Нитрометан (СН3NO2) относят к простейшим органическим соединениям алифатического ряда. В промышленности эта немного вязкая бесцветная жидкость с запахом горького миндаля применяется в основном как растворитель.

Нитрометан также является взрывчатым веществом – при сжатии он может сдетонировать, а добавление органических аминов превращает этот растворитель в жидкий эквивалент тротила. Но для дрэг-рейсинга гораздо важнее другое его свойство: нитрометану для горения необходимо гораздо меньше кислорода, чем бензину. Если для превращения килограмма бензина в тепловую энергию необходимо 14,6 кг воздуха, то нитрометану хватает всего 1,7 кг. Это означает, что в цилиндре за один такт работы двигателя можно сжечь примерно в 8,7 раза больше нитрометана, чем бензина, получив в 2,3 раза большую мощность.

И топлива не жалеют: в каждый цилиндр впрыскивается струя, сравнимая по объему и интенсивности с испускаемой распылителем в душевой. Температура во время воспламенения достигает 3870 градусов по Цельсию. Клапаны уже через несколько секунд раскаляются до 1200 градусов, но это скорее помогает двигателю. Свечи, даже новые, могут полностью прогореть еще на полпути, но воспламенение топливной смеси будет продолжаться благодаря температуре клапанов. Поэтому двигатели дрэгстеров, работающих на нитрометане, заглушают, отключая топливную систему, а не зажигание.

В классе Pro Modified также применяется метанол, довольно широко распространенный и в других видах автоспорта. Это со­единение, относящееся к низшим спиртам, также требует для горения гораздо меньше воздуха, чем бензин (6,45 кг на 1 кг метанола), но больше, чем нитрометан. Применение метанола в качестве топлива повышает мощность двигателя примерно на 20 процентов.

Еще один популярный способ повысить мощность двигателя химическим путем – установить устройство для впрыска закиси азота (N2O). Этот неядовитый газ, известный также как «веселящий» благодаря легким наркотическим свойствам, сам по себе не является топливом. Разлагаясь в цилиндрах при температуре свыше 296 градусов на две части азота и одну – кислорода, он лишь позволяет сжигать бензин более эффективно и в больших объемах. В зависимости от мощности топливного насоса прирост мощности двигателя при впрыске закиси азота может составлять 35 и более процентов. В дрэгстерах класса Pro Modified включение установки с N2O добавляет двигателю от 500 до 1000 лошадиных сил.

Благодаря безопасности, эффективнос­ти и легкости монтажа впрыск закиси азота стал популярен и у рейсеров-любителей, в том числе фанатов уличных гонок. Система впрыска N2O может быть установлена практически на любой двигатель, и на серийных машинах баллон с газом позволяет вызывать на несколько минут дополнительный «табун лошадей» в 100–200 голов.

В остальных классах обычно используется высокооктановый гоночный бензин, выдерживающий большую степень сжатия в цилиндрах без детонации. Но с должным уважением к нему относятся только любители. Среди профи бытует поговорка «Бензин для мытья запчастей, алкоголь – для питья, а нитро – для гонок».

5 фактов о настоящем дрэгстере

1. Мощность двигателя дрэгстеров Top Fuel приблизительно равна 7000–8500 лошадиных сил. Один его цилиндр вырабатывает больше мощности, чем мотор болида NASCAR.

2. Механический нагнетатель дрэгстера Top Fuel создает давление свыше 3 бар, в два с лишним раза больше, чем турбонагнетатель на Mitsubishi Evo VIII. Для его работы необходима мощность до 900 лошадиных сил – больше, чем выдает стоковый Hemi V8.

3. Текущий рекорд скорости для дрэгстера Top Fuel составляет 533 км/ч. Наименьшее время прохождения дистанции (четверть мили) – 4,441 секунды.

4. Дрэгстер Top Fuel ускоряется с нуля до 160 км/ч за 0,8 секунды. Это меньше одной десятой времени, необходимого для разгона серийному Porsche 911 Turbo.

5. Один галлон (3,785 литра) нитрометанового топлива стоит около 18 долларов. Во время заезда (включая разогрев) дрэгстер расходует 22,75 галлона топлива – примерно с такой же скоростью, как Boeing 747.