Это большой спорт
В автомобильном спорте рок-рейсинг — одна из самых молодых дисциплин, и развита она главным образом в Соединённых Штатах. (Кстати, название таких гонок с английского можно перевести и как «гонки по скалам», и как «гонки враскачку», и оба значения подходят.) Начало было положено несколько лет назад гонщиками, выступавшими в национальном первенстве по рок-кроулингу. Этот вид спорта, довольно близкий к европейскому триалу, надо заметить, весьма неспешен. Он требует концентрации внимания на препятствиях, прецизионной рулёжки и предварительного просчёта всех возможных траекторий прохождения трассы, чтобы избежать штрафных очков, — этакие «шахматы» на автомобиле, когда надо ювелирно провести машину через ворота, выставленные на невероятно сложном рельефе. Видимо, однажды кому-то из горячих гонщиков подобная «задумчивая» езда показалась скучной, и он предложил ради интереса погоняться на тех же самых камнях на скорость.
Трасса представляет собой два разделённых лентой параллельных курса, на которых в произвольном порядке перемешаны волнистые скоростные участки и каменные завалы. Длина — несколько сотен метров, в конце — разворот. Спортсмены стартуют одновременно, но при этом их пути не перемежаются — у каждого свой коридор, и борются они не столько друг с другом, сколько с секундомером. А чтобы ни один из гонщиков не получил преимущества из-за особенностей коридора, спортсмены проходят обе дорожки. Итог фиксируется по суммарному времени прохождения обоих отрезков.
Автомобили, участвующие в заездах, вроде бы не очень подходят для скоростной езды и прыжков на трамплинах. По большей части это рок-кроулинговые багги различных классов, с прочными зависимыми мостами, огромными ходами подвесок и неважной управляемостью на большой скорости. Формальных ограничений по «матчасти» нет — главное, чтобы были полный привод и каркас безопасности. Опыт показал, что спортивные машины других классов, в частности участвующие в ралли-рейдах, на трассах рок-рейсинга не очень приживаются.
Сами препятствия, сказать по правде, тут всё-таки проще, чем в рок-кроулинге, но ведь и динамика гонки иная, и времени на обдумывание траекторий и возникающих пиковых ситуаций меньше. Потому, в отличие от других «коротких» скоростных дисциплин внедорожного автоспорта, будь то спринт или классический кросс, на трассе рок-рейсинга можно очень крепко засесть даже на хорошо подготовленной машине. А так как счёт идёт на доли секунды, то всё зависит от умения пилота без остановки пройти по сложнейшим каменным нагромождениям. Чуть застрял, не смог перебраться через препятствие с первой попытки — уже огромный минус. А если дело дошло до лебёдки, заезд можно считать проигранным — слишком много времени уйдёт на то, чтобы найти, за что зацепиться, и вытянуть машину.
И всё-таки они ездят! Иной раз машина чуть ли не лёжа на боку продирается сквозь каменный жёлоб. Кажется, она вот-вот опрокинется, но колёса каким-то чудом цепляются за шероховатости скальной породы. Но вот камни заканчиваются, пилот выравнивает подвеску, машина встаёт всеми колёсами на ровную поверхность и в тот же миг в облаке пыли скрывается за поворотом. Мало того, даже сделав «уши», спортсмены продолжают бороться. Как? Очень просто: вывернув руль до упора в сторону «нижнего» борта, гонщик даёт полный газ. Колёса упираются, мощи у мотора «выше крыши» — и примерно в половине случаев он вытаскивает за собой кузов. Автомобиль встаёт и мчится дальше!
Впрочем, поломок и сходов с трассы на этих гонках всё равно хватает. Однако регламент соревнования позволяет сильному и грамотному спортсмену избежать тотального проигрыша из-за одной досадной ошибки. Как показывает практика, трёх отличных результатов в четырёх заездах в большинстве случаев хватает для попадания в финальную шестёрку. А там — ещё по два заезда, в которых и выявляется победитель этапа. Шансы у опытных претендентов на общую победу тут всегда есть.
Несмотря на короткую историю североамериканского рок-рейсинга, в первенствах участвуют многие пилоты, пришедшие из рок-кроулинга. И если одни полностью отдались новой страсти, то другие продолжают совмещать «автомобильные шахматы» с «полётом души».
Американское первенство по рок-рейсингу состоит из пяти этапов, четыре из которых проходят по зональному принципу (как в хоккее или баскетболе). И лишь в финале Восток встречается с Западом.
Чтобы было легче
Довольно долго (конечно, по меркам не такой уж длинной истории гонок по камням) «монстры» классов Pro Modified и Super Modified для рок-кроулинга строили в виде внушительной железной клетки на огромных колёсах. Внутри этой конструкции размещали многолитровый бензиновый двигатель V8 от полноразмерного пикапа. Пикапы, как правило, служили и донорами всех агрегатов трансмиссии. Конструкция выходила прочной, но очень тяжёлой. Впрочем, для неторопливого маневрирования при явном избытке лошадиных сил с лишним весом можно было мириться. Однако для рок-рейсинга масса уже имеет значение, и началась борьба за «стройность фигуры». В снижении веса особенно заинтересованы ассистенты пилотов — споттеры. Их задача — удержать машину от переворота в самых опасных местах трассы. Делают они это, прицепляя к каркасу длинный трос и натягивая его, что есть силы, стараясь прижать центр тяжести багги к земле. И так по несколько раз за гоночный день. Словом, в последние годы на камнях в «старших классах» американского чемпионата появилось довольно много маленьких (по американским, разумеется, меркам) машин.
Например, рок-багги длиной менее 3,5 м весит всего 1180 кг и с некоторых ракурсов вообще выглядит игрушкой на непомерно больших колёсах (верхние фото на с. 119). Но стоит подойти поближе, становится ясно, что машина не так уж и мала, и ни в коем случае не является игрушкой. Хотя, с инженерной точки зрения, ничего революционного в этом автомобиле нет. В целом машина построена по сложившимся канонам североамериканского баггистроения, и только двигатель не укладывается в американские традиции. Ради снижения веса здесь стоит лёгкий и мощный рядный четырёхцилиндровый Ecotec объёмом 2,2 л с турбонаддувом от легкового Chevrolet Cavalier 2004 года. Правда, мощность этого высокооборотного двигателя «разогнали» до 300 л.с. Интересно, что мотор работает исключительно на этилированном (!) бензине с октановым числом 111. Для пущей экономии массы на багги стоит крошечный топливный бак, всего 7,5 л. Для коротких заездов в кроулинге и рейсинге этого достаточно. Для дальних, но менее сложных поездок за сиденьями устанавливают дополнительный бак на 70 л.
Поскольку высокие передачи на бездорожье практически не используются, оказалось достаточно поставить на машину лёгкую двухступенчатую автоматическую коробку передач Powerglide, что ещё больше облегчило конструкцию. С высокооборотным мотором очень важно обеспечить устойчивое движение и тягу на малых скоростях. Для этого в раздаточной коробке Atlas II, применяемой в рок-кроулинговых машинах, выбрана пара шестерён с передаточным отношением 5:1, а в главных передачах — 5,38:1. (Легко подсчитать, что общее передаточное отношение составляет 26,9:1.) Движение машины на первой передаче со стороны выглядит довольно странно — мотор разгоняется до визга (обороты выходят на уровень 7000—8000 с–1), а колёса тем временем медленно, но неотвратимо втаскивают багги на очередной уступ.
Дифференциалы мостов сильно смещены вбок (это сделано для увеличения геометрической проходимости), а балки существенно усилены — на прочности в этом виде спорта экономить нельзя. В агрегатах, несмотря на переделки и упрочнения, легко узнаются детали пикапов Dodge RAM 2500. Смещение картера главной передачи почти к ступице увеличивает дорожный просвет по центру машины. Это позволяет ловко пропускать между колёс довольно крупные препятствия, за которые цеплялся бы редуктор, будь он размещён в середине моста. Шины диаметром 37 дюймов обеспечивают просвет под балкой моста 40 см, а под редуктором он менее 30 см.
Подвеска в машине зависимая, выполнена по трёхрычажной схеме с 16-дюймовыми гидропневматическими стойками в качестве упругих элементов. Обычные амортизаторы не выдерживают запредельных нагрузок, да и найти гидравлические стойки с таким огромным ходом практически невозможно.
Чтобы обеспечить передачу крутящего момента от двигателя на все колёса, дифференциалы (и межколёсные и межосевой) оснащены жёсткими блокировками с пневмоприводом. Впрочем, такие системы используют практически для любых спортивных машин, катающихся по бездорожью.
Интересно устроены тормоза рок-багги. К каждому колесу подведён отдельный независимый контур гидравлической магистрали, и при необходимости пилот может подтормаживать одно нужное колесо, остальные при этом вращаются свободно. Важно только не перепутать педали и рычаги.
Сваренная из труб пространственная рама — основа автомобиля, на которую крепятся все агрегаты и механизмы, — одновременно служит каркасом безопасности. Геометрия такова, что, с одной стороны, обеспечивает максимальную жёсткость при минимальной массе, а с другой — в каком бы положении ни оказалась машина, экипаж остаётся в безопасности. Нередки случаи, когда багги срывается с камней, падает на бок или переворачивается вверх колёсами, а экипаж остаётся невредим.
Техника двойного назначения
В «младших классах» (так называют более лёгкие и менее мощные машины) американских чемпионатов по рок-рейсингу пилоты выступают практически на обычных серийных внедорожниках. Их машины остаются полноправными участниками дорожного движения, но при этом карабкаются почти по таким же скальным кручам, как и специально изготовленные «монстры».
Для постройки спортивных внедорожников в Штатах чаще всего за основу берут Jeep Wrangler. На фотографиях справа показан багги на основе серии TJ, выпущенной в 2006 году перед сменой модельного ряда джипов. Переделка машины традиционно началась с каркаса безопасности, дополняющего штатную раму и увеличивающего её жёсткость. На каркас вынесли верхние точки крепления амортизаторов, а из кузова «ампутировали» всё лишнее — салон с шумоизоляцией и внутренними обшивками. Не удалена только передняя панель. Штатные сиденья заменили специальными гоночными «ковшами».
Стандартный 178-сильный четырёхлитровый двигатель оставили без изменений, лишь заменили впускной коллектор на спортивный и установили воздушный фильтр нулевого сопротивления. Кроме того, с машины сняли глушитель (его заменяет прямоточная выхлопная труба), а блок управления двигателем перепрограммировали под внедорожно-спортивный режим работы. Вкупе это дало прибавку мощности примерно в 20 л.с.
В трансмиссии нетронутой осталась лишь автоматическая коробка передач. Слабым звеном в цепочке передачи крутящего момента оказалась раздаточная коробка. Её заменили на Atlas II с понижающей передачей 4,3:1. Мосты и вовсе собирали как конструктор «Лего». В корпус Dana 44 от Jeep Wrangler Rubicon уместили главные пары с отношением 4,56:1, блокируемые дифференциалы с пневматическим приводом и усиленные полуоси. Крестовины карданных шарниров управляемых колёс в переднем мосту тоже заменили на усиленные. Теперь появилась необходимость увеличить прочность карданов, что и было сделано. Получившаяся в результате трансмиссия с передаточным отношением 19,6:1 легко проворачивает колёса 37×13,5R17 и с приемлемой динамикой разгоняет машину до скорости 137 км/ч.
Подвеска машины для езды по камням должна обеспечивать очень длинные ходы колёс в вертикальном направлении. Стандартные детали для этого не годятся. Сайлент-блоки приходится заменять на специальные шарнирные подшипники (их называют ШС — шарнирное соединение). ШС, в отличие от сайлент-блоков, обеспечивают без дополнительной нагрузки очень значительные относительные угловые перемещения деталей. Да и прочнее они намного. Конечно, замене подлежали и упругие элементы (пружины и амортизаторы), и рычаги подвески, и вся конструкция заднего направляющего аппарата. Вместо верхних параллельных рычагов и тяги Панара тут установлен А-образный рычаг. В сочетании с регулируемыми по жёсткости амортизаторами c выносными бачками всё это делает Jeep машиной двойного назначения: амортизаторы выдерживают жёсткие режимы достаточно длинных скоростных рейдов, а диапазон регулировок позволяет легко и быстро переходить от неспешного «скалоползанья» к внедорожным гонкам.
В модифицированной подвеске TJ амортизаторы обеспечивают вертикальный ход колеса 445 мм. Сзади столько и нужно, а для передней подвески — избыточно, поскольку при больших ходах резко возрастает нагрузка на рулевой механизм. Ограничивают ход передней подвески до 318 мм очень простым способом — с помощью стропы. Интересно, что после всех переделок ходовой части длина базы машины осталась неизменной.
Переделки рулевого управления и тормозов оказались минимальными. Штатные рулевые тяги просто заменили более прочными. С тормозами возились больше. Передние механизмы заменили более «хваткими», а из гидрораспределителя (это специальный клапан, обеспечивающий в стандартном режиме некоторое запаздывание усилий в задних тормозах) убрали рестриктор, ограничивающий подачу жидкости в задний контур. Мало того, задний контур разделили на две независимые магистрали, чтобы получить возможность подтормаживания каждого заднего колеса в отдельности, почти как на багги.
Практика соревнований полностью подтвердила правильность теоретических расчётов. «Универсальный» TJ оказался хорош своей сбалансированностью и разумным компромиссом конструктивных противоречий. Разумеется, использовать его как экспедиционную машину не имеет смысла, но участие в разнообразных внедорожных фестивалях и гонках самого разного характера уже показало приемлемость такой машины «на все случаи жизни».
Словарик к статье
А-образный рычаг — элемент зависимой подвески, заменяющий классические продольные тяги и тягу Панара. А-образный рычаг образует своего рода треугольник с основанием на раме или кузове автомобиля и вершиной в середине моста. Позволяет совместить большой вертикальный ход подвески с высокой жёсткостью в поперечном направлении.
Багги — лёгкий открытый автомобиль с пространственной рамой вместо кузова для гонок по пересечённой местности. Как правило, обладает большими ходами подвесок.
Блокировка дифференциала — устройство, заставляющее ведущие колёса вращаться с одинаковой скоростью независимо от их сцепления с поверхностью.
Геометрическая проходимость — совокупность размеров, углов и соотношений, характеризующая возможность двигаться по сильно пересечённой местности без касания препятствий корпусом автомобиля.
Главная пара (передача) — элемент ведущего моста, служащий для передачи крутящего момента от приводного вала к полуосям.
Каркас безопасности — силовая пространственная структура внутри салона либо снаружи автомобиля, защищающая экипаж от складывания стоек крыши при перевороте.
Оттормаживаться (жарг.) — иногда используется в значении «резко тормозить», однако чаще этому слову придаётся смысл «тормозить перед поворотом или препятствием, контролируя вращение колёс, с целью усиления сцепления передних колёс с дорожным покрытием».
Пневмопривод блокировки — механизм включения блокировки дифференциала с помощью сжатого воздуха от бортового компрессора или баллона высокого давления.
Подвеска зависимая и независимая — совокупность деталей и узлов, связывающих раму (или кузов) с опорными элементами. Предназначена для снижения динамических нагрузок во время движения автомобиля. В зависимой подвеске колёса одной оси между собой связаны жёсткой балкой, в независимой такой связи нет. Зависимая конструкция, как правило, обеспечивает больший вертикальный ход и механическую прочность, независимая — лучшую управляемость.
Раздаточная коробка — элемент трансмиссии, распределяющий крутящий момент между ведущими осями.
Ралли — вид автомобильных гонок по дорогам общего пользования.
Ралли-рейд — вид автомобильных и мотоциклетных гонок по пересечённой местности на длинные дистанции. В маршрут включаются как грунтовые дороги, так и бездорожье.
Рок-кросс — автомобильные соревнования на сильно пересечённой каменистой местности с общим стартом. На трассе скоростные участки чередуются с каменными завалами. Победителем заезда становится первый финишировавший. Этот вид спорта появился и развивается в Соединённых Штатах.
Рок-кроулинг — автомобильные соревнования на сильно пересечённой каменистой местности, связанные с преодолением особо сложных искусственных или естественных препятствий. Результат зависит не столько от скорости, сколько от точности прохождения ворот и отсутствия штрафных очков. Развивается главным образом в США. В Европе похожие по принципу соревнования называются «триал».
Рок-рейсинг — автомобильные соревнования на сильно пересечённой каменистой местности. Отличается от рок-кросса индивидуальным стартом и зачётом по лучшему времени. Вид спорта появился и развивается главным образом в Соединённых Штатах.
Сайлент-блок — деталь шарнирного соединения, предназначенная для гашения относительных колебаний его элементов и передачи нагрузок, в том числе ударных. Чаще всего сайлентблок состоит из двух вставленных одна в другую цилиндрических металлических втулок с упругой вставкой между ними. Пределы относительных угловых перемещений деталей, скреплённых сайлент-блоком, невелики — от 1 до 10 градусов. При бóльших углах или при экстремальных нагрузках происходит разрушение эластичной вставки. В связи с этим на спортивных автомобилях часто вместо сайлент-блоков используют ШС (см. ниже)
Споттер — ассистент пилота на трассе рок-кроулинга. Находится снаружи автомобиля. Подсказывает траектории, расстояния до препятствий и т.п. В случае опасности переворота может помочь удержать автомобиль собственной физической силой и массой — как правило, при помощи троса, зацепленного за верхнюю точку машины.
Триал — общее название видов спорта, связанных с преодолением особо сложных искусственных или естественных препятствий на автомобиле (или другом транспортном средстве). От рок-кроулинга отличается правилами начисления штрафных очков, использованием не только скальных, но и грунтовых трасс, а также запретом на помощь ассистента, находящегося вне автомобиля.
Тяга Панара — элемент зависимой пружинной подвески, препятствующий боковому смещению автомобильной оси. Шарнирно соединяет один конец моста с рамой или кузовом автомобиля по противоположному борту.
Уши (крыша) (жарг.) — опрокидывание или переворот автомобиля во время спортивного заезда.
Фильтр нулевого сопротивления — воздушный фильтр, минимально препятствующий прохождению потока воздуха во впускную магистраль двигателя и тем самым не снижающий его мощность.
Ход подвески — максимальная величина вертикального перемещения колеса при сжатии упругих элементов подвески.
ШС — стальное шарнирное соединение повышенной жёсткости без применения резины, полиуретана и иных материалов. Используется в подвесках спортивных автомобилей.
V8 — конструкция двигателя внутреннего сгорания, в котором восемь цилиндров распределены в две группы, расположенные под углом друг к другу. Один из наиболее распространённых типов двигателей для американских полноразмерных пикапов.
