Нула до 550 км/ч за 3,7 секунди: Top Fuel е най-бруталната форма на автомобилен екстремизъм

08 Aug 2025

 

Аритметиката е сравнително проста и се базира единствено на физичните закони... Ако приемем, че автомобил с тегло приблизително 1000 килограма и отчайващо аеродинамично съпротивление изминава четиристотин метра от място за 3,7 секунди, достигайки скорост 550 км/ч в края на отсечката, то мощността на двигателя на този автомобил би следвало да достига 11 000 к. с. (словом единайсет хиляди). По същите сметки излиза, че в рамките на отсечката въртящия се със скорост 8400 оборота в минута колянов вал на двигателя ще успее да се завърти само около 600 пъти, но това няма да попречи на 8,2-литровата машина погълне около 50 литра (заедно с подготовка), а често и доста повече гориво. При движение и напълно отворена дроселова клапа разходът е около 5,7 л на секунда. А резултат на още една проста сметка става ясно, че според стандартната мярка за консумация на гориво средният разход на този автомобил е около 6200 л/100 км. Словом – шест хиляди и двеста литра...

В тези цифри няма никаква фантастика и те не са плод на бълнуванията на подпийнал двигателостроител. Това са големи, но съвсем реални стойности от света на съвременния драг рейсинг. Едва ли би било коректно да окачествим участващите в надпреварите за максимално ускорение машини като състезателни болиди, тъй като обвитите в синкав дим сюрреалистични четириколесни творения са несравними дори с каймака на съвременните автомобилни технологии, прилагани във Формула 1. Затова ще използваме популярното название „драгстери” – безспорно интересни по свой, уникален начин автомобили, даряващи с неповторими усещания както на феновете встрани от дългата четвърт миля писта, така и пилотите, чийто тела са подложени на невероятното стремителното ускорение от 5 g. Следващият път, когато ускорявате с електрически автомобил и преживеете „онзи невероятен тласък“ си помислете какво преживяват тези хора, защото ускорението от 0 до 100 км/ч става за 0,7 секунди.  

Този вид драгстери са може би най-известната и най-впечатляваща с характеристиките си разновидност на популярния в САЩ моторен спорт, числящ се към класа с многозначителното название Top Fuel. В основата за това название стоят екстремните характеристики на химическото съединение нитрометан, което адските машини използват в качеството на гориво за своите двигатели. Под въздействие на тази експлозивна смес моторите работят в режим на непосилно претоварване и се превръщат в купчина непотребен метал само след няколко състезателни отсечки, а поради неподлежащата на озаптяване склонност на горивото към детонации при огромното налягане на пълнене, звукът от тяхната работа наподобява истеричния рев на звяр, броящ последните мигове от живота си. Процесите в двигателите могат да бъдат сравнени единствено с абсолютен, неконтролируем хаос, граничещ със стремеж към физическо саморазрушение. Обикновено още към края на първата четвърт миля някой от цилиндрите излиза от строя. Мощността на използваните в този лудешки спорт двигатели теоретично достига 11 000  к.с., но на практика, едва ли има динамометричен стенд на света, който може да ги измери. Издевателството над машините наистина надминава всички граници на  инженерния екстремизъм...

Защо нитрометан?

Интересни са и свойствата на използваното гориво съдържащо основно нитрометан (примесен с 10 процента балансиращ октановото число метанол), което без съмнение е най-потентната субстанция, използвана в която и да е форма на автомобилна състезателна дейност. „Потентна“, не като калоричност, а защото включва не само осигуряващата енергия въглеводородна част, а и кислород, давайки възможност за усвояване на по-големи количества енергийна част. За какво става дума? На всеки въглероден атом в молекулата му (CH₃NO₂) се падат по два кислородни атома, което означава, че горивото носи със себе си голяма част от необходимия за изгарянето си окислител. Поради същата тази причина енергийното съдържание на литър нитрометан е по-ниско от това на литър бензин, но при едно и също количество свеж въздух, което двигателят може да всмуче в горивните камери, при изгарянето си нитрометанът би осигурил значително по-голямо сумарно количество енергия. Това е възможно именно защото, (извинявайте за повторението), самият той съдържа в състава си кислород и поради това може да окисли по-голяма част от въглеводородните съставки на горивото. За да стане по-ясно, ето няколко просто числа – нитрометанът има около 4 пъти по-ниска енергийна стойност от бензина, но с едно и също количество въздух може да бъда окислено 7,6 пъти по-голямо количество нитрометан, отколкото бензин. В края на краищата крайната реализирана енергия е значително по-голяма.  

Чудовищен компресор

Всеки бегло запознат с процесите на горене в автомобилния двигател знае, че същинският проблем при „изстискването” на повече мощност от един двигател с вътрешно горене не се състои в увеличаването на дебита на постъпващото в камерите гориво – за целта отдавна се грижат достатъчно мощни хидравлични помпи, постигащи изключително високо налягане. Истински сложната задача се състои в осигуряването на достатъчно количество въздух (респ. кислород), който да окисли въглеводородите и да гарантира максимално ефективно горене. Именно поради тази причина в топлигата на драгстерите се използва нитрометан, без който при двигател с работен обем 8,2 литра би било напълно немислимо постигането на резултати от подобен порядък.

Средната стойност на въртящия момент достига смразяващите 10 000-13 000 нютонметра, а средната стойност на налягането в цилиндрите надвишава 400 бара (само Бог знае колко е пиковото налягане). Вероятно вече сте забелязали, че в цялата тази аритметика има нещо странно... Работата е в това, че за да постигне споменатите екстремни стойности, всяка секунда работещият с 8400 об./мин двигател трябва да всмуква ни повече, нe по-малко от 1,4 кубически метра свеж въздух. Има само един начин това да се осъществи и той се нарича принудително пълнене. Главната роля в случая се изпълнява от огромен класически механичен агрегат тип Roots, благодарение на който налягането в колекторните тръби на драгстерния двигател (базиран на праисторическия Chrysler Hemi Elephant) достига стряскащите 5 бара. Конструкцията е базирана на машина, използвана за двутактови дизелови корабни двигатели на GM.

За да добиете по-образна представа за какви натоварвания става въпрос в случая, ще дадем за пример една от легендите на златната ера на механичните компресори – 3,0-литровия състезателен V12 на Mercedes-Benz W154. Мощността на тази машина е възлизала на 468 к. с., но трябва да се има предвид, че задвижването на компресора е отнемало колосалните 150 к. с., без той да може да достигне споменатите 5 бара. Ако сега прибавим в сметката въпросните 150 к. с., ще достигнем до извода, че W154 е разполагал реално с невероятните за времето си 618 к. с. Сами можете да прецените каква реална мощност постигат двигателите в класа Top Fuel и каква част от нея поглъща задвижването на механичния компресор. Разбира се, далеч по-ефективна в случая би била употребата на турбокомпресор, но неговата конструкция не би могла да се справи с екстремното термично натоварване от страна на отработилите газове.

Големият слон на Chrysler  

Блокът на двигателя няма охладителни канали, а това позволява повишаване на структурната му здравина. Охлаждането става в известна степен благодарение на системата за смазване, но най-вече поради факта че в двигателя се изливат огромни количества горивна смес, която охлажда мотора при изпаряване. Нитрометанът консумира много топлина при изпаряването си, а освен това позволява работа с много богати смеси. Температурата на газовете към края на отсечката достига 980 градуса, а поради използването на богати смеси част от горенето продължава в изпускателните колектори и прави състезанието още по-впечатляващо. По време един цикъл на състезание, включващ загряване, бърнаут, ускоряване и изминаване на четвърт миля двигателя може да изгори от 45 до 86 литра гориво, благодарение на помпа с капацитет от 380 литра на минута. След всичко казано става ясно защо едно ускоряване на Top Fuel драгстер струва около 15 000 долара.  

Болидите от Top Fuel нямат многостепенна трансмисия, но единственото предавателно число е такова че позволява достигане на скорост от 550 км/ч. Ролята на междинно звено за бърнаут и потегляне поема уникален многодисков съединител с дискове от синтерована стомана, чиято температура при ускоряване достига 2200 градуса. Победата в надпреварата зависи в голяма степен от неговата настройка, защото той се задейства автоматично – пилотът не го управлява при потегляне. Що се касае до гумите  използвани за тези болиди и подготовката им...това е една друга тема. 

Текст: Георги Колев    

 

• Tweet
• Pin it
• Share