В борьбе за скорость, 1988

Кому не знакома эмблема автотранспорта — крылатое колесо! Она сразу же напоминает о стремительности движения, однако мало кому известно, что нет у скорости большего врага, нежели колесо! И особенно ярко проявляется это противоречие у гоночных автомобилей — в основном у тех, которые по принятым в автоспорте правилам имеют открытые колеса.

Как известно, аэродинамическая сила сопротивления при движении пропорциональна поперечному сечению автомобиля, квадрату скорости воздушного потока и коэффициенту лобового сопротивления. Ясно, что при заданной скорости конструкторам приходится работать над уменьшением миделя и улучшением обтекаемости машины. Однако на гоночных таким способом существенно уменьшить мидель и коэффициент лобового сопротивления не удастся. Дело в том, что громадные колеса существенно «портят» аэродинамику автомобиля, причем доля лобового сопротивления колес составляет от 60 до 90% полного сопротивления всей гоночной машины. Невероятно, но факт: у современного гоночного суперавтомобиля обтекаемость в 2- 2,5 раза хуже, чем, например, у «Москвича» или «Запорожца»! Ведь чем мощнее двигатель на машине, тем большего размера приходится делать ведущие задние колеса, чтобы эффективнее использовать мощность мотора. Но при этом увеличивается миделевое сечение всего аппарата. И чем выше скорость, тем шире приходится расставлять передние колеса, чтобы сохранить управляемость — и это опять увеличивает лобовую площадь автомобиля.

Известно также, что колеса — а особенно передние, вращаясь, турбулизуют, завихряют набегающий поток, что, в свою очередь, ухудшает обтекание корпуса и, в частности, заднего антикрыла. И, наконец, верхние точки колес, двигаясь со скоростью вдвое большей, нежели сам автомобиль, вносят свои — 5-10% в общее аэродинамическое сопротивление.

В конце 60-х годов конструкторы пришли к мысли о необходимости хотя бы частично спрятать передние колеса в аэродинамическую тень за обтекателями в носовой части кузова и за счет этого придать кузову клиновидную форму. Но, к сожалению, стандарт на габариты носовой части запрещал делать ее выше 13-дюймового обода переднего колеса, и это во многом ограничивало эффективность таких обтекателей, поскольку верхняя часть шины оставалась в потоке воздуха. Придумать что-либо иное казалось невозможным, однако компромиссное решение найти все же удалось.

В 1972 году известный английский конструктор гоночных автомобилей Кен Тиррел подготовил к очеред- ному чемпионату мира машину класса «формула 1», называвшуюся несколько необычно — «Проект 34» и вызвавшую своего рода сенсацию. «Тиррел П-34» имел две передние оси с колесами весьма малого диаметра. Логика рассуждений конструктора была такова: полностью спрятать уменьшенное переднее колесо в аэродинамическую тень от выступа-обтекателя разрешенной правилами высоты, а ухудшение управляемости компенсировать установкой еще одной пары колес того же диаметра.

Решение оказалось весьма интересным, и оно доказало свое право на жизнь успешной эксплуатацией шестиколесной машины в течение ряда сезонов. Но, к сожалению, чуда не произошло. Особо крупных успехов на «Тиррел П-34» добиться не удалось.

Недостаток средств для всестороннего испытания новой схемы и для проведения гонок — вот основная причина невезения, сопутствующего автомобилю «Тиррел П-34». И еще одна причина — конструктор «лотусов» Чэмпен после изучения целого ряда аэродинамических схем сконструировал автомобиль, в аэродинамике которого использовался «эффект земли» — нечто вроде экраноплана наоборот. Это позволило резко увеличить скорость машины на трассе. Такие машины буквально в течение года вытеснили автомобили обычных схем. Однако «Тиррел П-34» пока еще не исчерпал свои возможности. Достоинства и недостатки его интересной схемы все еще являются предметом обсуждения, профессионалов-автостроителей, а запоминающийся облик этой стремительной машины нет-нет, да и мелькнет на страницах популярных и специальных журналов…

Предлагаем вниманию автомоделистов чертежи гоночного автомобиля «Тиррел П-34». Думается, что копиисты с удовольствием воспользуются ими для изготовления моделей различных классов: радиоуправляемых, кордовых, а также трассовых.

Напомним, что точные чертежи автомобилей «формулы 1», за редчайшим исключением, фирмами-изготовителями никогда не публикуются. И по печатным материалам об этих автомобилях более или менее точно удается установить только три параметра — базу и колею передних и задних колес. Именно поэтому и необходимо помнить, что чертежи машин класса F1, появляющиеся время от времени в моделистских журналах, чаще всего представляют собой «вариации на тему» фотографий в спортивной прессе.

Итак, «Тиррел П-34».

Передняя часть кузова этой машины имеет тоннель маслорадиатора и два воздухозаборника системы подвода охлаждающего воздуха к дисковым тормозам передних колес. Причем в качестве воздуховодов используются гофрированные рукава.

Передняя подвеска представляет собой весьма сложную пространственную стержневую конструкцию. Оси колес поддерживаются снизу мощными качающимися лопатообразными рычагами. Рычаги каждого борта соединяются между собой ромбовидной поперечиной, к которой крепится вертикальная штанга. Верхний конец штанги соединяется с поперечным торсионом. Нижние рычаги подрессорены амортизаторами со спиральными пружинами, соединяющими их с корпусом автомобиля. Верхние рычаги подвески — треугольные рамки, от вершин которых отходят продольные штанги, зафиксированные на боковинах корпуса, как и амортизаторы. Система рычагов позволяет при повороте задавать колесам первой и второй оси переднего моста одинаковые углы.

Корпус автомобиля — полунесущий. Хотя некоторые нагруженные элементы и установлены непосредственно на корпусе, тем не менее имеется мощный силовой трубчатый каркас. К нему крепятся двигатель (он включен в силовую схему) и продольные рычаги задней подвески.

Два топливных бака располагаются по бокам машины, перед радиаторами; маслобак — непосредственно за сиденьем гонщика. Кокпит автомобиля простой формы. Под обтекателями ретровизоров предусмотрены специальные окна для наблюдения за поведением передней подвески во время гонок. Воздухозаборник-шнорхель предназначен для забора охлаждающего входные патрубки воздуха — ведь по законам термодинамики мощность двигателя в значительной степени зависит от начальной температуры рабочего тела — в данном случае топливной смеси. На рисунках изображены несколько вариантов шнорхелей, хотя в некоторых гонках «Тиррел П-34» участ- вовал вообще без подобных устройств.

Задняя подвеска — по конструкции традиционна для 70-х годов. В ней нет массивных рычагов — они заменены хрупкими на первый взгляд штангами. Задняя (вертикальная) передает усилие на упругий элемент подвески — торсион. Кроме него, колесо подрессорено телескопическим амортизатором со спиральной пружиной. Элементы подвески закреплены на двигателе и корпусе дифференциала.

На автомобиле «Тиррел П-34» установлен весьма распространенный гоночный восьмицилиндровый дви гатель фирмы «Форд» с рабочим объемом 3000 см³. При копировании советуем обратить внимание на то, что входные патрубки цилиндров слегка наклонены к вертикальной оси, а их ряды смещены относительно друг друга. Выпускные трубы каждого цилиндра двигателя должны быть равной длины, что значительно усложняет их пространственное расположение.

Кузов гоночного автомобиля окрашивался, как правило, в синий (ультрамарин) цвет средней интенсивности, причем краска тщательно выполировывалась. К декору корпуса можно отнести желтую поперечную полосу с синим просветом. Колер полосы более всего близок цветущему одуванчику. Такой же цвет имели цифры номера. Рекламные надписи выполнялись белыми эмалями. Вверху и сзади кокпита, на бортике (над фамилией гонщика) изображалась марка — флаг Великобритании. Помимо шин, на машине были следующие резиновые элементы: тонкий бампер и рамки окошек кокпита. Неокрашенные детали — полированная нержавеющая сталь. Впускные патрубки двигателя и пробки бензобаков — хромированные. Металлические диски колес имели химическое покрытие иссиня-черного цвета. Центральные гайки передних колес и внутренние стержни телескопических амортизаторов анодированы в фиолетово-коричневый цвет. Руль и подголовник — черные. Приборный щиток темно-серый. Приборы с черными циферблатами и белой индикацией. Крышки блока цилиндров двигателя

и радиаторы — темно-серый неокрашенный металл. Марка двигателя выделяется более светлым тоном. Корпус дифференциала и коробки передач — некрашеное алюминиевое литье. Воздухозаборники дисковых тормозов задних колес — черные. Шлем гонщика — темно-голубой с красно-белыми «щеками». Комбинезон гонщика голубой, перчатки и ремни безопасности — светло-серые.

Перейдем к описанию модели. Несколько слов об идеях, заложенных в ее конструкцию. Как известно, трассовый автомоделизм предъявляет самые жесткие требования к используемым на моделях микроэлектродвигателям. Систематизируя результаты заездов, следует отметить, что лидеры чаще всего делают моторчики самостоятельно. Несколько отстают от них спортсмены, потратившие много сил и времени на поиски и приобретение двигателей зарубежного производства. Ну а тем, кто не вошел в сборные команды городов и республик, приходится довольствоваться электродвигателем ДК-5-19, своего рода «рабочей лошадкой» автотрассового моделизма. Именно под него проектировали мы модель-копию «Тиррел П-34».

Между прочим, скорость нашей модели при напряжении питания 12 В (передаточное число редуктора 1:3,8) всего лишь на 20% меньше, чем у моделей призеров всесоюзных соревнований.

Вторая особенность — это широкое использование фольгированного стеклогетинакса, который, как нам представляется, весьма перспективен для трассовых моделей: он легок, прочен, технологичен.

И третья особенность модели — так называемая полурамная конструкция. Такая модель обладает повышенной устойчивостью на виражах, а создание ее не отличается особой сложностью.

Основой модели является корпус, спаянный из пластин фольгированного стеклогетинакса. Все эти детали можно вырезать ножницами, а сложные контуры выпилить лобзиком. Края пластин аккуратно зачищаются шкуркой или напильником.

Сборка передней части корпуса начинается с того, что передняя площадка крепится пайкой к двум продольным балкам. Далее на эти детали сверху накладывается крышка корпуса и так же аккуратно припаивается к балкам. Теперь к боковинам припаиваются уголки, а к ним — гайки. На основании рамы размечаются отверстия, засверливаются, после чего боковины устанавливают на основание и, накрыв их сверху узлом из соединенных вместе балок и крышки, прихватывают в нескольких местах с помощью паяльника и припоя. Теперь основание можно снять и окончательно пропаять стыки по всей длине. Таким образом в центральной части модели образуются коробчатые элементы, обеспечивающие конструкции жесткость и прочность.

Передний мост может быть нескольких вариантов. На рисунках изображен, пожалуй, самый простой, с осями переднего моста из небольших гвоздей с доработанными шляпками. Фиксация колеса — с помощью шайбы с внутренней стороны диска. Удобнее всего припанвать се, проложив между шайбой и диском колеса бумажную шайбу, — после пайки она извлекается, и, таким образом, зазоры между шляпкой гвоздя и диском всех колес будут одинаковыми. Далее все оси припаиваются к распорной площадке, сама же площадка устанавливается между балок, снизу и фиксируется пайкой. К площадке крепится и контактно-направляющий узел.

Двигатель фиксируется в корпусе также с помощью припоя и паяльника на двух жестяных кронштейнах- подкосах. Опыт показывает, что эта операция проходит для двигателя безболезненно. Кому не по душе такой способ крепления электромотора, может воспользоваться традиционным хомутиком.

Сборка заднего моста сложности не представляет. После установки оси в подшипники диски колес на винчиваются до упора. С внешней стороны колеса фиксируются от отворачивания припаянными проволочными колечками. Втулка с тарельчатым зубчатым колесом устанавливается на оси так, чтобы в зацеплении ее с шестерней был оптимальный зазор. Фиксация — пайкой.

Несколько слов о пайке деталей из фольгированного стеклогетинакса. При соединении деталей встык старайтесь не пользоваться большим количеством олова. В таких случаях хорошо применять прокладки- усилители из тонкой медной проволоки. Детали из жести желательно делать с небольшими отбортовками и по возможности с достаточно большей площадью под паяный шов. В противном случае фольга может оторваться от гетинакса, а исправить названный дефект невозможно. Не следует слишком перегревать места спайки, это вызывает охрупчивание основы — стеклогетинакса, а также уменьшение прочности склейки фольги с основой. После пайки обязательно протирайте детали ацетоном и промывайте горячей водой.

Когда состыкованы все детали несущей части корпуса, на модель устанавливают элементы внешнего оформления кузова; имитация подвески, макет двигателя — все это изготавливается из пенопласта, бумаги, алюминиевой фольги, проволоки, кусочков полистирола и тому подобных материалов.

Мы надеемся, что опытные трассовики в полной мере оценят достоинства гоночного автомобиля «Тиррел П-34» как перспективного прототипа для создания надежной и высокоскоростной модели.

И. НИКОЛАЙЧУК


Передняя подвеска автомобиля
Схема механизма поворота передних колес

Конструкция трассовой модели-копии гоночного автомобиля «Тиррел П-34»:

1 — передняя площадка (фольгированный стеклогетинакс толщиной 0,5…0,8 мм), 2 — крышка корпуса (фольгированный стеклогетинакс толщиной 0,5…0,8 мм), 3 — токосъемник (оплетка бронированного кабеля), 4 — поводок (фторопласт), 5 — бандаж (медная проволока Ø 0,5 мм), 6 — шайба, 7 — распорная площадка (фольгированный стеклогетинакс толщиной 1 мм), 8 — гайка М2,5, 9 — шайба- прокладка, 10 — винт М2,5, 11 — продольная балка (фольгированный стеклогетинакс толщиной 1 мм), 12 — гайка М2, 13 — винт М2, 14 — уголок (белая жесть толщиной 0,3 мм), 15 — боковина (фольгированный стеклогетинакс толщиной 1 мм), 16 — фиксатор (белая жесть толщиной 0,5 мм), 17 — микроэлектродвигатель ДК-5-19, 18 — ведущая шестерня, 19 — стойка подшипника (белая жесть толщиной 0,5 мм), 20 — шина переднего колеса (микропористая резина), 21 — диск переднего колеса (дюралюминий), 22 — ось переднего колеса (гвоздь Ø 1,5…2 мм), 23 — упорная шайба, 24 — основание рамы (фольгированный стеклогетинакс толщиной 1 мм), 25 — диск заднего колеса (дюралюминий), 26 — шина заднего колеса (микропористая резина), 27 — кольцо-фиксатор (медная проволока Ø 1 мм), 28 — втулка (дюралюминий), 29 — шайба, 30 — подшипник (латунь), 31 — тарельчатое зубчатое колесо, 32 — втулка зубчатого колеса, 33 — задняя ось (проволока ОВС Ø 2 мм).


Источник: “Моделист-Конструктор” №4, 1988, 14-17 с.
Оцифровка: Андрей Колегов
Журнал: Моделист-Конструктор 1988-04.pdf