1000 к.с. – с толкова разполага новият прототип на Тойота TS040 Hybrid, с който отборът на японската компания ще участва в тазгодишния шампионат за надпревари за издръжливост (WEC – World Endurance Championship), част от който е и 24 часа на Льо Ман.
Автомобилът, както и останалите в категория LMP1, е променен спрямо новите правила. Той е с хибридно задвижване. Основният бензинов двигател е 3,7 литра, като неговата мощност е 520 к.с. Допълнителните 480 к.с. идват от хибридната система. Прототипът е със задвижване на четирите колела: концепция, която Тойота не започна да развива, а към която се върна след използването й в Супра HV-R – първият хибрид, спечелил състезание за издръжливост (24 часа на Токачи през 2007 г.).
Новата хибридна система за WEC обаче е разработена специално от екипа, чиято база е в Кьолн (Германия) – TMG (Toyota Motorsport GmbH).
Новите правила са със специален фокус върху разхода на гориво. Със сегашните задвижващи системи трябва да се използва с 25-30% по-малко бензин в сравнение с 2013 г. Това се постига и с помощта на подобрена аеродинамика и управление на използваната енергия.
Разходът на гориво се „наблюдава” от дебитомери – одобрените от ФИА са тези на Gill Sensors, вече добре познати покрай разправиите между Ред Бул и представителите на федерацията във Формула 1.
Във WEC консумацията се определя от избраното от отбора ниво за възстановяема енергия. Тойота се спряха на вариант с 6MJ хибриден капацитет на обиколка за Льо Ман.
Хибридна система
Тойота избира вариант на хибридна система, какъвто има при Ауди, но е различен от този на Порше (те използват отработените газове за генериране на енергия, а не енергията при спиране). Запазена е мотор-генераторната група на задната ос (тя е на Denso) и добавен KERS на предната ос (на Aisin Aw).
При спиране мотор-генераторите и на двете оси събират енергия, която след това се трансферира посредством инвертор към кондензатора на Nisshinbo, а не към класическите литиево-йонни батерии. При ускорение функцията на мотор-генераторните групи се обръща и те работят като агрегати, които доставят допълнителни 480 к.с. мощност.
Техническият директор на тима Паскал Васлон обяснява, че са били обмислени всички възможности:
– В крайна сметка нашите изчисления показаха, че 1 кг тегло от хибридна система тип KERS е по-ефективен, отколкото 1 кг от система, задвижвана от отработените газове. Хубаво е, че и Ауди стигнаха до същия извод. Да, системата няма по-висока енергийна ефективност. Придобиването на 1 мегаджаул енергия от изгорелите газове е по-леко, отколкото същия процес при KERS, но използването на спирането е по-добро от гледна точка на времето за обиколка. Ако се използват отработените газове, се губи енергия при тяхното компресиране. Загубите просто са по-големи. С KERS възстановяваш енергия, която иначе се разпръсква и губи.
Изборът на кондензатор за съхранение на енергията пък е продиктуван от недоверието на Васлон към литиево-йонните батерии. Той има съмнения, че такъв пакет (какъвто е избран от Порше например) може да издържи натоварването за дълъг период от време, изисквано в 24 часа на Льо Ман.
Хибридната система е разработка на специализирания спортен департамент в техническия център в Хигашифуджи. Инженерите там са концентрирани върху проекти за автомобилния спорт, но в същото съоръжение се раждат технологиите и за серийни модели, така че трансферът от пистата към пътя се осъществява безпрепятствено.
– Хибридната система бе значително преработена заради новите правила. Те изискват сериозно намаление разхода на гориво. Целта бе да се запази мощността, тъй като искаме да сме конкурентоспособни. Опцията да се намали консумацията чрез по-ниска мощност не е добра. Разгледахме различни възможности, но най-удачният вариант за нас бе да увеличим обема на мотора, за да подобрим топлинната ефективност, като същевременно осъвременим хибридната система. Обмислихме по-висок хибриден капацитет, но се спряхме на 6 мегаджаула (вариантите са от 2 до 8 MJ – б.а.) – по-високата стойност имаше негативен ефект върху времето за обиколка заради твърде голямото тегло. Мотор-генераторът на задната ос не бе достатъчен за възстановяването на толкова голямо количество енергия, поради което и се върнахме към хибридната концепция с постоянно задвижване, разработвана в периода 2007-2011 г. С наличните сега 1000 к.с. постигнахме много впечатляваща стойност и представяне, като освен това запазихме системата в желаните теглови граници – обясни генералният мениджър на моторспорт отдела в Хигашифуджи Хисатаке Мурате.
Шаси и аеродинамика
Шасито на TS040 е разработено и произведено от екипа в Кьолн под ръководството на техническия директор Паскал Васлон. Промените са много сериозни и при него – максималната ширина например е намалена с 10 см, въведени са редица осигурителни подсистеми.
Особено внимание е обърнато на въздушния поток и поведението му около автомобила. Целта да се намали максимално въздушното съпротивление продължава да се гони и при TS040, като вече служи и за допълнително редуциране разхода на гориво. В същото време се търси увеличение на сцеплението, за да се компенсира намалената с 5 см (в сравнение с 2013 г.) ширина на гумите.
Особено важно място, както винаги, заемат аеродинамичните изследвания. Тръбата на Тойота в Кьолн е сред най-популярните в автомобилния спорт и често там се изпитват и други коли. Ферари например провеждаха тестове именно в базата на японския тим, докато осъвременяваха собственото си съоръжение в Маранело. Проектът за TS040 Hybrid не е изключение – той е преминал интензивни проби в тунела, резултатът от които е аероефективен дизайн. Компонентите освен това са много леки благодарение на напредналите композитни технологии и производствени процеси.
– Започнахме проучванията и симулациите си веднага, след като ACO (Automobile Club de l’Ouest) обявиха първите детайли от новите правила – в средата на 2012 г. – коментира Васлон. – През миналия сезон отделихме сериозна част от наличните си ресурси за развитието на TS040 Hybrid (но след провеждането на 24 часа на Льо Ман – б.а.). Като аеродинамика и концепция на шасито TS040 е сериозна еволюция на TS030 Hybrid, като при разработката са взети предвид новите изисквания за размерите. Освен това сме приложили уроците, научени през последните две години във WEC. Нови правила винаги означава ново предизвикателство. Първото бе да променим толкова много неща за такъв кратък период от време – и по шасито, и по задвижващата система. Трябваше да направим по-сложен автомобил с повече хибридни елементи и в същото време да смъкнем 45 килограма от теглото. Задачата ни създаде доста главоболия, но използването на достатъчно леки материали и ефективната оптимизация на дизайнерските и производствените процеси помогнаха за постигането на целите ни.
Виртуална реалност
В TMG разчитат и залагат много на дългогодишния си опит в различни шампионати. Методите на работа са изпипвани десетилетия наред и за последното творение на инженерите в Кьолн – TS040 – е използвана технология, благодарение на която проектокомпоненти са изпитвани посредством реални данни от писта. Специален софтуер оптимизира дизайна спрямо получените резултати и по този начин се пести както време, така и безкрайни часове работа на хората в центъра.
Подобни методи са дори по-ефективни и полезни на такъв етап от развитието, отколкото реалните тестове на писта. Причината е проста: истинската тренировка означава, че частите – а те никак не са малко, когато автомобилът все още се разработва – трябва да са реално произведени, което означава значителни допълнителни средства. Посредством компютърните технологии това се спестява и до трасе достигат само няколко, максимално оптимизирани варианта. Процесът продължава и по време на самия сезон, когато постъпва все повече нова информация при участието на колите на различни конфигурации.
Пилоти
Пилотският състав на Тойота е същият като през миналия сезон, но в двата екипажа има едно разместване – Никола Лапиер и Стефан Саразен се размениха. Така автомобил №7 ще бъде управляван от Саразен, Алекс Вурц и Казуки Накаджима, а в №8 ще са Лапиер, Антъни Дейвидсън и Себастиен Буеми. Майк Конуей е резервен пилот.
От момента на излизане на писта на новия прототип (на 21 януари) пилотите направиха над 22 000 км тестове.
– Задвижващата система е феноменална, невероятно мощна – заяви Вурц. – Позволява ни да ускоряваме по-добре, усещането е като в ракета! Разработването на хибридна система и задвижване на четирите колела не е леко, защото не само трябва да контролираш генерирането на енергия, но и използването й след това в зависимост от скоростта, завоя, състоянието на автомобила. Не ми харесват правилата за по-тесни гуми, по-ниска мощност на агрегата и икономия на гориво. Знам, че вървим в такава посока в името на нещо добро, но като пилот предпочитам широки гуми и максимална мощност. В модерния свят обаче се налагат промени.
Саразен отбеляза, че екипът няма проблеми с издръжливостта на TS040 Hybrid от самото начало на тестовете. Съекипникът му Накаджима вероятно отново ще е най-заетият пилот от всички: освен във WEC той кара още в японските шампионати Супер GT и Супер Формула. Три различни серии са сериозно изпитание и за нервите, и за физиката на един състезател, но Казуки смята, че няма да има проблем. Що се отнася до TS040, то новият прототип сам по себе си е предизвикателство:
– Сега трябва да караме по различен начин. Преследването на добро време за обиколка остава, но се налага да мислим за разхода. Иначе развойната работа премина чудесно и TS040 има обещаващ потенциал. Надяваме се, че ще можем да се борим за победи от самото начало на първенството. Освен това тази година ще карам на третия си Льо Ман. В Япония казваме, че третият път е най-важен – дано се окаже истина през юни.
Целта на целия тим е да направи последната крачка напред, смята и Дейвидсън. Англичанинът останал впечатлен от нивото на детайлите в новия прототип на Тойота, когато го видял за първи път.
– Колата е малко по-различна от миналогодишната. Позицията на пилота е друга, има доста повече видимост и това малко ни улеснява живота (Антъни е висок едва 1,63 м – б.а.). Заради по-тесните гуми и намаляване ширината на самата кола със 100 мм автомобилът е малко по-нервен и с по-ниско аеропритискане. Всъщност и механичното сцепление е по-малко заради гумите, като в същото време е редуцирано челното съпротивление, така че скоростта на права е подобрена – обясни Дейвидсън.
(Материалът е публикуван в брой 171 на списание ClubS1 от 2014 г.)
