Костин Константин Александрович. Аэродинамика кирпича. Часть 2

Золотой век

Вот так, постепенно, мы добрались до второго знаменательного события конца далеких 1920х годов. А дело в том, что в 1928 году в семье богатого берлинского архитектора родился сын Лутц Коллани. Если эта фамилия просвещенному читателю знакома, то имя может вызвать некоторое недоумение... тому есть причина - много позже инженер поменяет имя на респектабельное Луиджи, а уж имя Луиджи Коллани, думается, знакомо всем, кто занимался дизайном автомобилей.

Однако первый грузовик, названный "ТРАК 2001", потрясший мир, автомобиль, после которого к конструктору начали обращаться не иначе, как "маэстро Коллани", появился лишь в 1977 году - инженеру было уже почти 50 лет! О неординарности, масштабе мысли маэстро можно судить даже по тому, что образ этого трака, да и имя конструктора, в том далеком 1977м прогремело даже в стране, где на то время были самые "поездатые" поезда в мире - Советском Союзе!

И, признаться, было отчего! Кабина грузовика на шасси "Fiat" представляла собой... как бы так выразиться - яйцо сложной формы. Благодаря системе люков и поднимающейся кабине можно было не только обслуживать агрегаты, но и менять коэффициент аэродинамического сопротивления автомобиля. А главное, можно было изменять высоту водительского места, то есть фактически менять автомобиль, обеспечивая безопасность при лобовом столкновении! Пространственная конструкция кабины и боковых обтекателей приварена к раме намертво, обслуживание происходит только через специальные лючки или снятую большую панель. Коэффициент аэродинамического сопротивления Сх, равный 0,40, для грузовика того времени был весьма мал. Для сравнения - Сх автомобиля ВАЗ-2108, примерно в то же время доводившегося в аэродинамической трубе компании "Porshe", составлял 0,47, а Сх ВАЗ-2112, до сих пор считающегося одним из лучших в своем классе по аэродинамическим показателям - 0,335! То есть Сх=0,40 - для тяжелого грузовика - ничтожно мало!

"ТРАК 2001" был оснащен V-образным 8-цилиндровым двигателем мощностью 350 л.с., позволявший автопоезду развивать 120 км/ч, при этом за счет улучшенной аэродинамики экономилась почти четверть топлива, таким образом каждый пятый автомобиль ездил бы на бесплатном горючем. Неофициальные переговоры с именитыми автостроителями никаких результатов не принесли, и Луиджи решил взяться за грузовики более серьезно, ибо недоработок в его "первой ласточке" хватало.

Ну, а пока маэстро творил второе яйцо, конкуренты тоже не отдыхали. Однако теперь конструкторы не пытались создать принципиально новый автомобиль, а "одевали" уже существующие траки в пластик для улучшения аэродинамических характеристик. Собственно, это были "боди-киты" для грузовых автомобилей.

Одним из таких "тюнинговых" траков был Bedford ТМ1 1978 года. Грузовик получил развитый спойлер, драгфойлер, дефлекторы на задних колесах, и подвижные вертикальные щитки для перераспределения боковых потоков воздуха. Со штатным 316-сильным двигателем "Detroit Diesel 8V-71" грузовик экономил до 8,2% топлива!

В том же году фирмы Mercedes, Fruehauf и Ackermann провели подобный эксперимент, про который позже сказали - 10% выигрыша во всем! И в самом деле - на 10% увеличилась погрузочная длина (за счет уменьшения межприцепного расстояния - благодаря особой конструкции поворотного механизма, что позволило увеличить длину прицепа, не выходя за разрешенные габариты), на 10% увеличился полезный объем (за счет переноса спального места на крышу), на 10% уменьшился вес кузовов (за счет применения легких сплавов) и на 10% уменьшился расход топлива благодаря всем этим мероприятиям.

И уже в следующем 1979м году взошла вторая звезда маэстро, построенная не в арендованном ангаре, а в специальной мастерской, которую он разместил в Швейцарии и назвал "Студией большегрузных автомобилей". За основу был взят мерседесовский самосвал 1729К с двигателем мощностью 240 л.с. Этот концептуальный тягач обеспечивал автопоезду коэффициент аэродинамического сопротивления, уже равный 0,38! Сцепка с грузом 26 780 кг разгонялась до 150 км/ч при расходе топлива 26,9 л/100 км!

Конструктивно грузовик был выполнен по такой же схеме - приваренные к раме каркасы и надетые сверху пластиковые панели. Вход-выход из кабины водителя осуществлялся через дверь, расположенную сзади, благодаря чему автомобиль казался более компактным, чем предшественник. Вообще, он имел довольно простую форму или простые формы входящих элементов и больше производил впечатление хорошей самоделки, нежели промышленного грузовика. Об этом говорит и примитивная передняя светотехника, и решетка радиатора, и неважно слепленные из пластилина основные поверхности.

Даже на взгляд самого Коллани второй грузовик оказался слабее первого, потому автор безо всяких угрызений совести продал его текстильной фирмой "Bartech" и благополучно похоронил память о неудаче.

В 1983 году на автомобильном салоне во Франкфурте была показана любопытнейшая "черепаха", на деле - прогрессивный седельный тягач "Steinwinter", созданный Манфредом Штайнвинтером - инженером и исследователем из Штутгарта. На разработку концепции этого трака ушло почти 20 лет, течении которых конструктор подбирал узлы и агрегаты для многотонных грузовиков, заглядывая даже в каталоги легковых автомобилей. И уж очень ему нравилась идея сверхнизкого грузовика фирмы "Bussing"...

Так родился проект грузовика высотой всего 1170мм! Стоит заметить, что фирма "Steinwinter LKW&Bus GmbH", которая, собственно, и собрала этот замечательный тягач, была организована с помощью администрация земли Баден-Вюртемберг, где, собственно, и расположен замечательный город Штутгарт - автомобильная Мекка Германии, Европейский Детройт... понятно, что гиганты автопрома не могли обойти стороной столь интересный проект, разрабатываемый прямо под боком, но, выбирая партнера, Штайнвинтер остановился на корпорации "Daimler-Benz".

Вместе с показом проходили конференции с докладами автора о смысле своей концепции. А основной смысл этой самой концепции - модульность грузовика с крайне малой погрузочной высотой, широкой гаммой двигателей и комфортом для водителя, автомобиль со способностью к очень быстрой смене профессии, пригодностью для создания целого семейства машин в двух-, трех- и четырехосном исполнении. При этом автор предполагал установку двигателей мощностью от 362 до 706 л.с. в зависимости от реальной транспортной задачи.

Плюсы такого решения, очевидны - при перевозке контейнеров автомобиль сам заезжал под контейнер и осуществлял погрузку также сам. При малой погрузочной высоте, имея над "головой" полуприцеп, можно использовать менее мощные погрузчики, не высокие пандусы на складах и так далее по многим пунктам. К тому же, благодаря использованию того пустого пространства, что образовалось на месте кабины грузовика, можно было, не выходя за пределы дозволенных габаритов, увеличить полезный объем полуприцепа до 150 м. куб.! Хотя... выигрыш в аэродинамике оставался под сомнением - ведь, хотя сам тягач обладал достаточно малым коэффициентом лобового сопротивления, оставался "кирпич" полуприцепа над головой водителя. Впрочем, и эта проблема решалась путем изготовления специальных "вагонов", или, в крайнем случае - оборудованием серийных аэродинамическими накладками!

Нельзя не упомянуть про интерьер "Steinwinter'а": кроме двух штатных анатомических кресел фирмы "Recaro" для водителя и пассажира имелось комфортабельное место для сна, расположенное между креслами, шкаф для одежды и многое другое, но самое главное, абсолютно ровный пол (то, к чему стремятся современные конструкторы), так как двигатель расположен в базе. И, уж конечно - полностью электронное управление, климат-контроль... даже приборная панель была не аналоговой, как в большинстве грузовых автомобилей до начала ХХI века, а полностью цифровой!

Собственно, тягач, изготовленный немецкой фирмой "Drogmoller", отличался, кроме всего прочего, независимой пневматической подвеской всех колес, антиблокировочной тормозной системой и самоблокирующимся межколесным дифференциалом - те решения, которые и сегодня считаются новаторскими! В своей "топовой" версии, с 706-сильным двигателем "Daimler-Benz" и 16-ступенчатой (!) коробкой передач ZF, автопоезд с двадцатью тоннами груза развивал скорость до 150 км/ч!

Согласно расчетам очень авторитетной фирмы "Dekra", эксплуатация даже одного такого трака была выгоднее на 250-300 тыс. "дойче-марок", Манфред Штайнвинтер даже достиг предварительной договоренности о производстве автомобиля с такими компаниями, как "DAF", "Isuzu", и, уж конечно, "Daimler-Benz"... но после испытательного пробега всего в 3000 км начали вылезать неприятности с пластиковыми деталями, неуправляемой задней осью, из-за которой тягач легко входил в занос, и многие другие эксплуатационные проблемы, и проект заглох.

Вообще же, 80е годы ХХ столетия были золотым веком для "аэродинамических кирпичей". Казалось, всего за десятилетие, прототипов обтекаемых траков было создано больше, чем за всю прошедшую историю грузового автомобилестроения!

Отечественные конструктора так же не оставались в стороне. Чего стоил один только прототип МАЗ со звучным именем, "Перестройка"! Автомобиль на самом деле поражал своими техническими решениями - низким передним бампером, отсекающим воздушный поток, обтекаемыми кожухами не только на задних, но и на передних колесах, кабина с высоким драгфойлером как бы начинала тело грузовика с активного радиуса, а вплотную к кабине начинался... тент. А как же он поворачивал? Вопрос? Внутри передней тележки находится двигатель с подвеской, они-то и выполняют роль "рулевых". Машина имела независимую пневматическую подвеску всех колес и оригинальную схему рулевого управления. Такое решение обеспечивало автопоезду превосходную управляемость: даже при максимальной скорости - 120 км/ч - он был способен уверенно проходить крутые повороты. Бельгийский журналист Фил Ван Дорен познакомился с этой машиной и назвал ее "таинственной звездой салона".

К слову, примерно в это же время (в 1988 году) к серийному выпуску в г. Набережные Челны готовился седельный шоссейный тягач КамАЗ-5415 с низким передним бампером и спойлером - в задней верхней части кабины, для перенаправления воздушных потоков над полуприцепом. К сожалению, кризис 1991-93 годов помешал выпуску этого уникального автомобиля.

За океаном все обстояло гораздо серьезнее - испытание очередного прототипа привело к постройке целого нового завода (пожалуй, единственный пример в истории)! А дело в том, что в 1986 году был испытан седельный тягач GM Phantom, оснащенный двигателем Dedec Diesel новой серии "60": рядным шестицилиндровым четырехтактным (в отличие от двухтактных(!), выпускавшихся ранее). Автомобиль был построен на шасси Сhevrolet Astro, но с большими изменениями. Лобовое стекло получило больший наклон, на передке появился мощный спойлер, на крыше развитый драгфойлер, а по бокам защитные кожуха.

Боковые зеркала этого трака присутствовали лишь из-за требований законодательства - в основном для заднего обзора использовались небольшие видеокамеры. Немаловажный факт - автомобиль так и не был окрашен, только покрыт грунтовкой, потому что главной целью его разработки было сравнение расхода топлива у очень близких по параметру двигателей (включая и новый, серии "60") при вождении автомобиля неопытным(!) водителем - почти самый объективный показатель. И вот - при силовой установке DDA 60 расход составил 30 л/100 км против 41,1 л/100 км с двигателем "Cummins L10"! Учитывая, что оба двигателя имел одинаковую мощность - 300 л.с., соответственно, результат - экономия более 25% топлива - налицо! Результатом испытаний стало решение постройки нового завода для выпуска двигателей серии "60".

В конце тысячелетия

Начало 1990х годов было ознаменовано появлением на международной арене первого Японского "обтекаемого" прототипа - Mitsubishi МТ-90Х. Автомобиль имел кузов такого же сечения, как и головная часть, и благодаря особенностям конструкции, в первую очередь дизайна, автомобиль получил такие технические данные, которые простому грузовику и не снились. Например, его коэффициент лобового сопротивления составлял всего 0,38! А помимо этого, снизился аэродинамический шум, как снаружи, так и внутри. Кроме того, принимая во внимание интегрированный в кабину драгфойлер, на своем "мостике" водитель мог стоять во весь рост, впрочем, как и в грузовом отсеке, который сообщался с кабиной.

Помимо этого, свой очередной, третий по счету, прототип представил небезызвестный Луиджи Коллани. Неизменное "яйцо" - ВИЖН 2005 построенное на базе грузовика Mercedes Benz 1844LS с двигателем мощностью 435 л.с., имело коэффициент лобового сопротивления уже 0,32! А это - уже показатель, приближенный к современным легковым автомобилям, а расход топлива - всего 23,2 л/100 км.

Впрочем, это и не удивительно - третий трак был проработан более серьезно - только на проектирование ушло около пяти лет, и столько же - на изготовление. Кстати, этот автомобиль был выпущен впоследствии не в одном экземпляре: менялись блоки фар, вертикальные пилоны, поддерживающие кабину водителя также "двигались".

Кроме того, тягач имел электронно-пневматическое переключение передач, системами АБС, ПБС и так далее. Кроме того, кабина была подрессорена (как у "Renault Magnum" - грузовика года 2000).

Несмотря на тяжелое социально-политическое положение в бывшем Советском Союзе, и распадом дизайнерской группы института НАМИ (в частности, ушли Д. Парфенов и Г. Хаинов), в середине 90х появился прототип НАМИ-0295 "Русь". Кроме уже ставшего традиционным аэродинамического пакета, тягач был оснащен передовым рядным шестицилиндровым дизельным двигателем с турбонаддувом и промежуточным интеркулером развивал мощность 450 л.с. и имел нейтрализатор отработавших газов! Кроме всего прочего, старейший автомоторный институт в России, применил при создании трака те решения, без которых сегодня нельзя представить ни один современный тягач - пневматической подвеской, постоянным приводом на все колеса, дисковыми передними и задними тормозами, автоматическим механизмом отслеживания нагрузки на сцепное устройство и коробкой передач с электронно-пневматическим переключением.

Дальнейшим развитием "Руси" стал "Тайфун", выполненный на шасси того же НАМИ-0295, но уже в трехосном варианте. Внешне автомобиль отличался лишь двумя вместо одной, разнесенными задними осями, благодаря чему груз распределяется по платформе с более равномерным давлением и новым передним спойлером, обеспечивающим обтекание передка правильным воздушным потоком.

Траки ХХI века в ХХI веке

На протяжении почти сотни лет цифра "2000" в названии автомобиля, самолета, пистолета, кухонного комбайна - чего угодно, указывала на смелость и прогрессивность конструкции, взгляд в будущее, намек на свое видение этого таинственного "завтра"... но, вот, отгремел миллениум, и та номер года, наступления которого так долго ждали, который казался таким далеким, означал уже не будущее, а сегодняшний, позже - и вовсе вчерашний день.

И, конечно, новой красивой цифрой, означающей новизну технических взглядов, стала "3000". Одним из первых в названии своего очередного (четвертого по счету!) прототипа использовал бессменный гений "биодизайна" - Луиджи Коллани, продемонстрировав в 2001 году "DAF Aero 3000", показав, что формы, впервые показанные больше двадцати лет назад, могут быть современными и в новом веке! Яйцо бессмертно!

Верхняя часть осталась практически без изменений - тот же "обтекатель" звездолета с трехлопастным дворником. Наибольшие изменения претерпел нижний пояс - передок организует проходящий поток, воздухозаборник гарантирует оптимальный проход воздуха для охлаждения радиатора, а особые крылья-"выштамповки" по бокам направляют его вокруг кабины по бокам кузова. Продумана даже аэродинамика колесных дисков - они служат, одновременно, "улиткой" для охлаждения тормозов.

В 2005 году "Фаберже грузовиков" лишний раз доказал, что история развивается по спирали, представив на суд публики свой пятый по счету трак, построенный, как из два из четырех предыдущих, на шасси "Mercedes", выполненный по заказу фирмы "Шпитцер", которая занимается перевозкой силоса. Этот автомобиль уже имел совершенно фантастический показатель расхода топлива - 20,9л/100км!

По словам самого Коллани, этот седельный тягач не входил в его планы, но после изготовления и показа предыдущего концепта он ни одного дня не мог провести без мыслей о новом, уже таком осязаемом, но еще не в металле и пластике, грузовике. Нашелся и спонсор...

Фирменные "фишки" маэстро, по которым можно узнать любой из траков дизайнера, остались на месте - яйцевидная кабина, "тарелка" лобового стекла, трехлучевой дворник... лишь передний воздухозаборник стал похож на пасть рыбы, два небольших воздухозаборника в передней части кабины, по ее бокам - на глаза рыбы, а обтекатель колес полуприцепа - на... рыбий хвост! Словом, "биодизайн" достиг своей высшей стадии!

70 лет прогресса

За семьдесят лет изысканий оптимальной, с точки зрения аэродинамики, формы грузового автомобиля, инженеры перепробовали многие приемы, но вернулись, в итоге, к тем же округлым, плавным формам, что и Румплер 1929 года! Это и дань моде, и наилучшая плоскость для обтекания воздушными потоками.

К сожалению, ни один из описанных автомобилей не дошел до конвейера, и неудивительно! Траки Коллани, даже тридцатилетней давности, и сегодня выглядят слишком авангардно, но, с другой стороны, внешность грузовиков "Ford Turbine Truck", "Bedford" TM1, НАМИ-0295 сегодня - вполне привычна. КамАЗ-5415 - и тот выглядит современно, а его тезка с индексом 5320, выпускающийся до сих пор - самым настоящим анахронизмом!

Сегодня производство "обтекаемых" грузовиков до сих пор обходится гораздо дороже, чем получаемая экономия на топливе. Экономику и моду завтрашнего дня предсказать сложно, и, возможно, через десяток лет образ "яйца" Коллани на магистралях будет таким же привычным, как сегодня образы DAF 95XF, или "Renault Magnum"?

(с) 2008 Костин К.А.

PS. Признаться, многие открытия в этой статье меня самого повергли в состояние глубокого шока, и, пожалуй, наибольшее удивление вызвало отличие информации в сегодняшней литературе, и изданиях тех лет. Авторы расходятся в мнениях не только авторов и названий автомобилей, но, даже времени их создания! К примеру, в одной из публикаций 2003 года автор утверждает, что "Steinwinter" был разработан и впервые представлен публике в 1988 году! Однако, тогда совершенно непонятно, откуда статья про этот грузовик (с фотографиями!) в журнале "За рулем" 1985 года, и в итальянском "Quattroruote" за 1984 год? Причем, и в том, и в другом издании указан год изготовления тягача как 1983? Словом, на мой взгляд, гораздо предпочтительнее верить литературе двадцати-, тридцати- и, даже пятидесятилетней давности, чем современным источникам информации.

Комментарии: 2, последний от 24/04/2009. © Copyright Костин Константин Александрович (kka@bk.ru) Размещен: 26/12/2008, изменен: 09/07/2009. 22k. Статистика. Статья: История, Изобретательство Статьи на автомобильные темы Иллюстрации/приложения: 16 шт.		Оценка: *7.8111** Ваша оценка:
Аннотация: Как-то так повелось, что дизайну грузовых автомобилей конструктора уделяли гораздо меньше внимания, чем дизайну легковых. Несколько иначе дело обстоит с грузовыми автомобилями. Грузовики - это рабочие лошадки, которые должны перевозить - грузы, какое-либо спецоборудование на шасси того же грузовика, наконец - взвод солдат. Внешний вид не имеет определяющего значения - в меру симпатичный кирпич, да и ладно. Определяющие характеристики трака - грузоподъемность, мощность двигателя и эргономика органов управления... все?

Костин Константин Александрович: другие произведения.

Аэродинамика кирпича. Часть 2