Вселенная родилась в одном гигантском взрыве. Бог (законы природы, космический суперразум, маленькие зеленые человечки – ненужное зачеркнуть) запалил огромную свечу зажигания, и в котле по имени «Вселенная» шарахнуло не по детски. Огромное количество космической срани, состоящей из пыли и водорода, разлетелось на многие миллионы световых лет, и она в итоге слиплась в планеты и звезды. Одним словом, «Большой Взрыв» («БВ») породил все, что нас окружает, включая нас самих. Такова одна из теорий сотворения вселенной. Но самое поразительное, что в гоночных технологиях «Большой Взрыв» (только чуть-чуть поменьше) действительно произвел колоссальную революцию, плоды которой можно наблюдать в MotoGP, BSB, и даже в некоторых серийных спортбайках.

Издавна (1) перед инженерами и механиками стояла проблема. Получать большие абсолютные значения мощности все уже умели, но вот сделать эту мощность доступной оказалось сложнее. Дело в том, что с повышением мощности перед пилотами все острее вставала проблема пробуксовок, особенно при выходе из поворотов, и повышенный износ резины. Это подтверждали и данные телеметрии: мотоциклы легко срывали задние колеса в пробуксовку, из-за чего многие гонщики попросту не открывали газ на полную, порой ни разу за гонку!
Однако не все мотоциклы одинаково подвержены этой проблеме. Больше всего скользили аппараты с рядными «четверками», меньше – с V-образниками. По этой причине многие фирмы в MotoGP и остановились на V-образной схеме.

Однако так поступили не все. Дело в том, что V-образник хоть и позволял немного раньше открывать газ, у него были и существенные недостатки. Такие двигатели ощутимо длиннее «рядников», что приводило к необходимости удлинять базу, из-за чего мотоцикл терял проворность в поворотах. Стоимость V-образных двигателей значительно выше, чем рядных – для бюджета команды это немаловажный фактор. Наконец, стоимость обслуживания V-образных моторов также выше. Видимо, эти факторы и сохранили жизнь рядным двигателям. Но проблемы с характером и, как следствие, с пробуксовками, остались. Именно тогда, в девяностых, и родилась мысль: нельзя ли совместить в одном двигателе преимущества «рядников» и «V-образников»?

В то время никто толком не понимал, почему V-образные двигатели позволяли пилотам раньше и больше открывать газ при выходе из поворотов. Позже данные телеметрии и расчеты помогли уяснить, почему мощность V-образных моторов проще дозировать. Давайте и мы с вами попробуем смоделировать типичную гоночную ситуацию – выход из медленной «шпильки» на литровом спортбайке с рядной четверкой. Первая передача, десять тысяч на тахометре. Общее передаточное число (первичная передача + первая передача КПП + главная цепная передача) при этом приблизительно равно десяти, т.е. на каждые десять оборотов коленвала приходится один оборот заднего колеса. В четырехтактном двигателе рабочий цикл соответствует 720 градусам, т.е. двум оборотам коленвала. Значит, за десять оборотов коленвала в одном цилиндре произойдет пять взрывов. Умножаем на четыре цилиндра и получаем 20 взрывов на оборот заднего колеса.

Длина окружности заднего колеса приблизительно равна двум метрам. Значит, на каждый взрыв приходится десять сантиметров поверхности покрышки – как раз длина среднего пятна контакта. В случае двигателя с равными интервалами между взрывами (классическая рядная «четверка») получается, что во время пробуксовки каждый последующий взрыв происходит как раз тогда, когда новая порция резины готовится сменить проскользнувшее пятно контакта, таким образом, не давая покрышке вновь обрести сцепление с асфальтом! Очевидно, что с ростом оборотов эта ситуация только ухудшается.

Совсем другое дело – V-образные двигатели. В случае двигателя V-4 с углом между цилиндрами 90 градусов (например, Ducati Desmosedici) количество взрывов на оборот заднего колеса останется тем же (20), но на длину первого (условно) пятна контакта будет приходиться два взрыва. А вот на протяжении последующего пятна контакта взрывов не будет вообще! За время этого затишья у резины гораздо больше шансов возобновить надежное сцепление с асфальтом, что и позволяет гонщикам быть щедрее с «газом» при выходе из поворотов. Именно этот двойной взрыв и назвали «Большим».

Для тех, кому не хочется погружаться в дебри технологии «БВ», ее суть проще понять, представив себе работу ABS – антиблокировочной системы торможения. Чтобы предотвратить блокировку (читай – пробуксовку) колес при энергичном торможении, тормозное усилие подается импульсами, в промежутках между которыми колеса получают шанс вновь обрести сцепление. Технология «Большого Взрыва» – та же система ABS, только наоборот, то есть уменьшает пробуксовку не при торможении, а при ускорении. Гонщики при выходе из поворотов должны балансировать мощностью двигателя в узком, как лезвие бритвы, диапазоне. Если мощность будет меньше, гонщик потеряет время. Если больше – может возникнуть неконтролируемый снос заднего колеса, который в лучшем случае приведет к потере времени, а в худшем – к падению. Мощность от двигателя передается на заднее колесо не сплошным потоком, а импульсами. Если импульсы идут слишком часто, то они будут препятствовать резине сохранять контакт с дорогой, усложняя задачу пилота. Но если раздвинуть эти импульсы так, чтобы между ними образовались промежутки, то у задней покрышки появится больше возможностей восстановить надежное сцепление, а гонщику станет проще поддерживать оптимальную мощность.

Какой же промежуток между «взрывами» будет оптимальным с точки зрения силы сцепления задней покрышки с дорогой? Это и есть самый большой секрет технологии «БВ». До сих пор никому точно не известно, какой угол между взрывами в Yamaha M1 или Kawasaki ZX-RR. Но что самое интересное, даже в мотоциклах с V-образными двигателями, если верить слухам в паддоках, угол между взрывами не обязательно равен углу развала цилиндров. Специалисты считают, что в случае Honda RC211V между “Большими Взрывами” вероятны такие диапазоны углов, как 75,5-284,5 градусов и 104,5-331 градус. В случае Yamaha M1 называют такие углы, как 180-540, 105-255, 255-465, 90-270 и 270-450 градусов. Угол между взрывами внутри пары, образующей «БВ», скорее всего, находится в районе десяти градусов. Однако пока все это только догадки.

Разобравшись с теорией гоночного мироздания, давайте выясним, как можно организовать «Большой Взрыв» в соответствии с техническими нормами MotoGP. Самый простой способ – использовать V-образные двигатели. Так сделали Honda, Suzuki и Ducati. Но как мы уже выяснили, этот путь не лишен недостатков. Второй способ – заставить рядную «четверку» работать, как V-образную. Этим путем пошли Yamaha и Kawasaki. Для того, чтобы добиться эффекта “БВ” в рядном двигателе, конструкторам пришлось кардинально модифицировать их коленвалы, благо технормами MotoGP это разрешено.

Коленвал «рядника» практически превратили в V-образный (за исключением того, что каждый шатун располагается все также на отдельной шейке, а не попарно, как в V-4, и подшипников не три, а пять), и установили в старый картер с рядным расположением цилиндров. Появившиеся вибрации погасили балансирным валом. Такой двигатель очень легко распознать по характерному звуку: он не воет, как классические рядные «четверки», а ворчит почти как V-4. Видимо за этот звук в паддоках его назвали «Growler» – «Ворчун».

Другая гоночная серия, где также применяют «БВ» – Британский Супербайк. Но в BSB все гораздо сложнее, так как в соответствии с технормами модификация коленвала не допускается. Однако команда Virgin Mobile нашла способ обойти это ограничение в своем Yamaha YZF-R1. В соответствии с все теми же нормами, запрещающими «играть» с коленвалом, изменение распредвалов допускается. Значит, изменив порядок работы клапанов и соответствующим образом перепрограммировав систему зажигания, можно поменять очередность работы цилиндров обычной рядной «четверки». Если отбросить дублирующие друг друга или откровенно бесполезные варианты, то останется два способа имитировать «БВ» в двигателе с обычным 180-градусным коленвалом:

Бум-180-БумБум-180-Бум-180-Пауза(180)

БумБум-180-БумБум-180-Пауза(360)

Первый вариант создает меньшие нагрузки на поршневую группу и шестерни, но при этом «Большой Взрыв» получается менее эффективным, и заднее колесо при ускорениях из поворотов проскальзывает лишь немного меньше обычного. Второй вариант, наоборот, больше нагружает внутренности двигателя, но эффективнее препятствует пробуксовкам. Какой именно из этих двух вариантов применила команда – пока секрет. Но, судя по отзывам Шона Эмметта, пилота команды Virgin Mobile, управлять супербайком с имитацией «БВ» стало проще, и благодаря этому нововведению удалось буквально из воздуха найти в среднем около двух секунд на круге, а также чувствительно продлить жизнь задней покрышки.

Как ни странно это звучит, «Большой Взрыв», хоть и частично, нашел применение в обычных дорожных мотоциклах достаточно давно. Все, кто предпочли V-образные двигатели рядным, автоматически приблизились к технологии «БВ», но до сих пор не зная научного объяснения этого эффекта, просто радовались более мягкому нраву своих мотоциклов и могли подолгу беседовать о неповторимом характере их моторов. Были попытки внедрить что-то на подобии «БВ» и в рядные двигатели. Неизвестно, совпадение ли это или нет, но Yamaha еще в девяностых годах выпустила в свет два мотоцикла с рядными двигателями, в которых угол коленвала был отличен от 180 градусов. TDM850 и TRX850. Сейчас трудно понять, зачем потребовалось внедрять подобие «БВ» в двигатель мощностью всего 73 л.с. Возможно, это была проба пера конструкторов, которая в 2004 году воплотилась, наконец, в лучший мотоцикл королевского класса.

Мы, мотоциклисты, живем в очень интересное время. Если верить знатокам, именно сейчас наступил «золотой век» мотоцикла. Технологии, которые еще два-три года назад были доступны только лучшим гонщикам планеты, теперь в свободной продаже. В погоне за совершенством конструкторы выдавливают из железа все до последней капли. И технология «Большого Взрыва» – лучшее тому подтверждение, потому что она, по сути, результат глубокого анализа биения «сердец» современных мотоциклов. Ученые и инженеры смогли расшифровать фундаментальный ритм двухколесной машины. Куда гоночные технологии придут через два-три года, известно одному Богу. А нам остается наслаждаться этими плодами, пока есть возможность.

(1) Но все же чуть позже того момента, когда Господь сотворил мотогонки и увидел, что это обалдеть как хорошо.

Антон Барсуков, фото автора.
Великобритания, 2005г.