Как работает драгстер?

Зелёный свет, высвечивает небольшой ряд янтарных огней вокруг трека, который означает момент старта пары драгстеров. И вот два невероятно мощных автомобиля необычно вытянутой формы стартуют, оставляя пламя позади себя, с бешеным ускорением. При этом, есть большая вероятность, что один из них может взлететь при малейшей ошибке в расчёте аэродинамики. А уж мощность в 10 тысяч лошадок этому способствуют идеально. Ускорение до сотни менее чем за полсекунды нагружают пилота драгстера до 4G.

Расстояние, на которое стартуют драгстеры, варьируется в зависимости от конкретной серии гонок. Чаще всего оно составляет 1000 футов (304,8 м), но в разных типах гонок может составлять до 800 метров.

Главный фактор, который отличает Top Fuel драгстеры от других гоночных автомобилей - это то, что они считаются самыми быстрыми и мощными автомобилями на планете. На самом деле, только один из восьми цилиндров в двигателе производит порядка 1000 лошадиных сил - это столько же, сколько в автомобиле Формулы-1 во всём двигателе.

Все драгстеры достигают огромной мощности от двигателей примерно от 6,5 до 8.2 литров рабочего объёма. Причём, максимальный рабочий объём, установленный организаторами драг-рейсинга - 8,2 литра. Ничего удивительного, не правда ли?! Но нагнетатели и особый тип топлива делает их способными развить около 8 000 лошадиных сил. Впрочем, по некоторым оценкам, мощность всё же достигает всех 10 000 лошадиных сил - и есть веские основания для таких расхождений и неточностей. Дело в том, что двигатели драгстеров не могут быть измерены с помощью динамометра - прибора, который оценивает мощность и крутящий момент автомобиля. Таким образом, количество мощности Top Fuel драгстеров рассчитывается с помощью математических уравнений, которые могут оставить место для дискуссий.

Двигатель перед заездом драгстера

Двигатели драгстеров используют, конечно же, не бензин, не метан и уж точно не дизельное топливо. Они нуждаются в нитрометане - особом виде топлива, которое при горении выделяет очень много энергии - гораздо больше, нежели бензин. Более того, концентрация и состав топлива изготавливается специально для драг-рейсинга. Это сложный баланс, требующий тонкой настройки и самой машины. И все эти усилия только ради того, чтобы гонщики, едущие на ранее неслыханных скоростях и разгонах, как можно быстрее прошли эти чёртовы четверть мили!

Люди, которые строят двигатели для драгстеров - инженеры, механики и любительские драг гонщики по всему миру - в конце концов, пришли к выводу, что смесь из нитрометана является лучшим видом топлива для этих конкретных типов двигателей. Нитрометан - это опасное летучее вещество, которое часто используется для пестицидов, производства лекарственных средств, тяжёлой очистки растворителей и даже ракетного топлива. Так или иначе, немцы в 1930-е годы и американцы в 1940-е независимо друг от друга обнаружили, что нитрометан может также использоваться в гоночных автомобилях. Результаты таких выводов были зачастую плачевны - гонщики нередко погибали из-за взрывов гоночных автомобилей. Но инженеры не останавливались и продолжали делать опыты по использованию нитрометана в ДВС.

Взрыв двигателя драгстера

Нитрометан очень опасен. Если двигатель драгстера не работает должным образом, и несгоревшее топливо не полностью сгорит в двигателе за первый цикл сгорания, то оно может взорваться с силой, достаточно сильной, чтобы разорвать головку цилиндров или блок двигателя. Нитрометан также может взорваться от небольшого нагрева или сотрясания. Это одно из объяснений того, почему у драгстеров сзади выходит много пламени из выхлопных труб - несгоревшее топливо нагревается, когда выходит через выхлопную систему и воспламеняется, когда вступает в контакт с атмосферой.

Двигатель, который работает на нитрометане, как правило, имеет гораздо меньше компрессию, чем бензиновый двигатель (что на первый взгляд противоречит здравому смыслу). Но объяснение этого кроется в том, что, в отличие от бензина, нитрометан сам содержит кислород, так что двигателю не нужно такое большое количество воздуха для цикла сгорания, что позволяет ему работать при более низком сжатии. Тем не менее, двигатель и его компоненты находятся под таким колоссальным давлением, что все соединения должны быть тщательно проверены на регулярной основе.

В настоящее время Top Fuel драгстеры работают на смеси, которая 90 процентов состоит из нитрометана и на 10 процентов - из метанола. Метанол помогает подавить детонацию, что делает топливо более стабильным.

Нитрометан можно смешать ещё и с третьими веществами, кроме метанола, чтобы помочь повысить свой энергетический потенциал, но такая тактика запрещена большинством организаторов гонок. Отчасти такой запрет стоит, потому что другие топливные смеси являются более опасными.

А вот системы охлаждения двигателей драгстеров вовсе нет. Двигатель попросту не успевает нагреться до разрушительных температур за короткое время заезда. А отсутствие рубашки охлаждения внутри блока двигателя обеспечивает значительное увеличение его прочности.

Автомобили-драгстеры стартуют и достигают скорости 100 километров в час менее, чем за полсекунды, а 160 километров в час - менее, чем за секунду. Это делает их самыми быстро ускоряющимися машинами в мире, а также самыми быстрыми в принципе. Мощность от двигателя достигает колёс в безудержных размерах за доли секунды - около 15 доли секунд, если быть точными. На момент старта водители драгстеров выдерживают нагрузку, аналогичную космонавтам во время запуска космического корабля. И почти также быстро они должны остановиться. После пересечения финишной линии водитель нажимает на кнопку, которая развёртывает два парашюта позади автомобиля, и интенсивное сопротивление ветра замедляет автомобиль с минимальным риском дополнительного механического разрушения.

Зрителям драг-рейсинга советуют носить защиту органов слуха, когда они смотрят заезд драгстеров. Шум, который производят моторы, способен даже разрушить слабые барабанные перепонки при близком нахождении от работающего на максимальных оборотах драгстера.

Драгстеры по сути считаются самыми громкими гоночными автомобилями, частично из-за способа установки двигателя. Если бы этот двигатель был хотя бы под капотом, как в обычном автомобиле, то по крайней мере была бы некоторая изоляция, чтобы заглушить звук. Но увы, у автомобилей нет даже глушителей.

Один из организаторов гонок драг-рейсинга - NHRA - однажды позволил команде сейсмологов встать на стартовой линии для измерения уровня сейсмической активности, также, как если бы они измеряли землетрясение. В результате измерений две машины создали активность с рейтингом 2,3 балла по шкале Рихтера. Это эквивалентно незначительному землетрясению, которое чувствуют многие люди.

Что касается звуковой силы драгстеров, то по оценкам экспертов , эти автомобили могут издавать рокот, достигающий более 150 децибел - уровень , который может привести к физическому повреждению барабанной перепонки. Для сравнения, типичный рок-концерт генерирует около 100-120 децибел.

На сегодняшний день нет никаких признаков спада популярности драг-рейсинга в ближайшее время. На самом деле, в течение всего последних нескольких лет сами автомобили стали ещё гораздо более мощными.

Ещё о двигателях драгстеров - живут они примерно 3 минуты, после чего их ждёт целая реконструкция - меняется очень многое - от свечей зажигания до прокладок.

И напоследок наиболее интересные факты о драгстерах, в которые сложно поверить сразу.

• В режиме максимальной нагрузки двигатель драгстера расходует более 5 литров нитрометана в секунду. Для сравнения, огромный Боинг потребляет примерно столько же.
• Свечи зажигания в двигателях драгстеров одноразовые. Более того, они не доживают до конца 3-хминутной гонки. Сначала происходит разогрев мотора, потом притирка, и в это время свечи ещё далеко не изношены. В конце трёхминутки - в последние 5 секунд с момента старта до момента пересечения финишной линии, свечи убиваются уже в первой половине гонки, а воспламенение происходит уже за счёт компрессии.
• Шины ведущих колёс драгстера обычно увеличиваются в диаметре к конце гонки на 15-25% из-за нагрева и износа. Шины, кстати, одноразовые, как и свечи.
• Мощности стандартного двигателя V8 от какого-нибудь спортивного автомобиля не хватит, даже чтобы просто провернуть двигатель драгстера.
• Драгстер наберёт скорость в 450 км/час быстрее, чем Вы прочитаете этот факт.
• В среднем один заезд драгстера обходится его команде примерно в $5 000.
• Коробки передач у драгстеров нет, а передачу момента от двигателя к колёсам обеспечивает 4-5-ступенчатое сцепление.