Fotki:

Dragstery
Autor: Piotr Roszczenko
Źródło: Młody Technik 10/1985 <http://www.mt.com.pl>

Amerykanie są narodem, który lubi się bawić. Nie byliby więc sobą, gdyby i
na temat samochodu nie wymyślili przynajmniej 150 różnych zabaw. Jedną z
nich są popularne w Stanach Zjednoczonych, a ostatnimi laty i w Wielkiej
Brytanii, wyścigi dragsterów. Regulamin zawodów jest bardzo prosty - należy
w jak najkrótszym czasie przejechać ze startu stojącego dystans 1/4 mili,
czyli 402 m. Najbardziej popularne są dragstery Top Fuel. Mają one bardzo
charakterystyczną sylwetkę: długie, niskie nadwozie wykonane z rur, małe
koła przednie i po-
tężne tylne, pomiędzy którymi jest umieszczony równie wielki silnik. Jak
doszło do powstania tak dziwnej konstrukcji?
Fakt, że same zawody polegają w istocie na jednej prostej czynności
przejechania kilkuset metrów sprawił, że powstały pojazdy ściśle
specjalizowane, zdolne tylko do możliwie szybkiego przebycia zadanego
dystansu i do niczego więcej. Nie są one zdolne skręcić, czy nawet pojechać
dalej. O normalnym ruchu drogowym nie ma w ogóle mowy.
Jakie warunki musi spełnić dragster? Osiągnięcie wysokich przyspieszeń
zapewniają: mała masa pojazdu (ok. 500 kg) oraz wysoka moc silnika
dochodząca do 1840 kW (2500 KM). Te dwa warunki sprawiają, że dragster to
praktycznie silnik na kołach, przy czym koła przednie to mało istotne
podpórki. Natomiast koła tylne są niezwykle ważne - to one przenoszą
ogromną moc silnika na powierzchnię toru. Na nich wiec spoczywa prawie cały
ciężar samochodu. Dodatkowo są one dociskane w czasie jazdy przez płat
dociskowy - spoiler, który góruje nad całą konstrukcją.
Styliści zajmujący się projektowaniem pięknych nadwozi niewiele mają tu do
roboty. Nadwozie dragstera pełni funkcje ściśle użytkowe, a najlepiej,
gdyby go w ogóle nie było - wszak to dodatkowa masa. Trzeba jednak połączyć
jakoś oś przednią z osią tylną, posadzić gdzieś kierowcę oraz zapewnić mu
bezpieczeństwo. Do tego dodamy możliwie prosty, lekki i skuteczny układ
hamulcowy - i dragster gotowy.
Nie od razu jednak pojazdy te przybrały kształt taki, jak widać na
zdjęciach. Początkowo silniki były montowane w układzie klasycznym - za
kołami przednimi, ale przed kierowcą. Nie było to jednak bezpieczne.
Nierzadko zdarzało się, że silniki wybuchały, pluty ogniem, fruwały części
z uszkodzonych skrzyń biegów, leciały krople gorącego oleju. Za każdym
razem kierowca boleśnie odczuwał to na własnej skórze. Obecnie więc w
klasie Top Fuel spotyka się wyłącznie napęd centralny - silnik znajduje się
między zawodnikiem a osią tylną. Oprócz bezpieczeństwa, zapewnia takie
rozwiązanie lepszy rozkład masy pojazdu na osie oraz bardziej opływowy
kształt nadwozia.
Postęp techniki sprawił, że obecnie rekordziści klasy Top Fuel odległość
ćwierć mili pokonują w czasie ok. 5,5 s, na mecie osiągając ponad 400 km/h.
Szybkość 160 km/h uzyskują w czasie pierwszych dwóch sekund, przejeżdżając
w tym czasie poniżej 50 m. Na kierowcę działa wtedy średnie przyspieszenie
2,3 G (2,3 przyspieszenie ziemskie). Nawet najlepsi kierowcy utrzymują, że
w tym czasie wszystko dzieje się tak szybko, że nie nadążają reagować.
Osiągnięcie takich wyników umożliwiają specjalne technologie, które
sprawiają, że dragster niewiele ma wspólnego z normalnym samochodem. Na
przykład nadwozie - jest zbudowane z rur ze stali stopowej molibdenowej
stosowanej w lotnictwie. Kratownice są wykonane w formie długich trójkątów
tworzących ściany boczne. Są one ze sobą połączone za pomocą tylnej osi,
kadłuba silnika, przegrody pancernej między kierowcą a silnikiem oraz
przedniej osi.
Odległość między osiami wynosi około 5,8 m. Oś przednia jest wykonana ze
specjalnie wygiętej rury i tak umocowana, by mogła się obracać. Dwa długie
pręty zapewniają resorowanie, ale nie ma żadnych amortyzatorów, które by
tłumiły drgnia. Koła przednie, aby były jak najlżejsze, są albo szprychowe,
lub jak na rysunku, pełne, wykonane z aluminium. Na nich są montowane opony
motocyklowe.
Tylna oś jest umocowana bezpośrednio do nadwozia, resorowanie zapewniają
tylko potężne opony. Mają one bardzo ciekawą budowę: w środku opony
zewnętrznej mieści się druga. Zadaniem jej jest chronić obręcz przed
kontaktem z betonem w przypadku przedziurawienia opony zewnętrznej.
Ciśnienie powietrza w jej wnętrzu wynosi 0,24 MPa (2,4 kG/cm2). Opona
zewnętrzna jest napompowana znacznie słabiej - tylko do 0,03 MPa (0,3
kG/cm2). Mocniej nie można jej napompować, gdyż jest bardzo rozciągliwa.
Dzięki temu, gdy rośnie prędkość obrotowa kół, powiększa ona swą średnicę.
Daje to efekt jakby dodatkowej przekładni o zmieniającym się w sposób
ciągły przełożeniu - w niewielkim oczywiście zakresie.
Dragstery klasy Top Fuel są wyposażone z reguły w aluminiowe silniki. Są to
przeróbki silników o pojemności od 7 do 8,4 l spotykanych w samochodach
seryjnych. Silnik taki powinien mieć grube ścianki w bloku cylindrów, aby
miał dostateczną sztywność, która pozwoli rozkręcić silnik do ponad 10 000
obr/min. W aluminiowy blok są wprasowane stalowe tuleje cylindrowe. Tłoki i
korbowody są wykonane ze stopów aluminium, przy czym tłoki mają mniejsze
średnice niż to zazwyczaj się stosuje. Zapobiega to tarciu ścianek tłoka o
cylinder. By dodatkowo się przed tym zabezpieczyć, niektórzy konstruktorzy
stosują teflonowe wkładki na powierzchni tłoka.
W czasie zawodów silnik pracuje bardzo krótko - kilka sekund - nie jest
więc istotne chłodzenie go, kanały wodne w kadłubie silnika pozostają więc
puste. Natomiast w głowicy - która jest punktem newralgicznym - znajduje
się kilka litrów wody.
Od góry do silnika jest przymocowana sprężarka, a na niej jest umieszczona
obudowa wlotu powietrza - tak, że otwór znajduje się nad głową kierowcy.
Pomimo, że w sporcie samochodowym triumfuje turbodoładowanie - czyli układ,
gdzie sprężarka jest napędzana przez turbinę poruszaną gazami spalinowymi -
dragstery korzystają z innego rozwiązania. Dla nich te metoda jest zbyt
powolna. Znacznie lepsze wyniki daje napęd sprężarki bezpośrednio od wału
korbowego silnika za pomocą paska zębatego.
Za plecami kierowcy, chroniony przez płytę pancerną, znajduje się niewielki
- około 20-litrowy - zbiornik paliwa. W czasie zawodów znajduje się w nim
nie etylina, ale specjalna mieszanina nitrometanu (80%) i metanolu (20%).
Potowa paliwa dostarczana jest do sprężarki, powodując wybuchowe
doładowanie, a połowa jest kierowana do wtryskiwaczy przy każdym z
cylindrów. Tuż przed samym startem 18 l zużywane jest na rozgrzanie silnika
i opon, zaś w czasie samego wyścigu - reszta, czyli 2 l.
Napęd z silnika do skrzyni biegów jest przenoszony przez wielotarczowe
sprzęgło. Umieszczono je w stalowej obudowie. Chroni to kierowcę przed
odłamkami lecącymi z rozerwanego sprzęgła. Początkowo dragstery miały
jednobiegową przekładnię. Obecnie są stosowane dwubiegowe - umożliwiło to
zejście poniżej granicy 7 s. Zmiana biegu następuje po mniej więcej 1/3
przejechanego dystansu.
Opisywane pojazdy są wyposażone w dwa układy hamulcowe działające
niezależnie od siebie. Pierwszy - tradycyjny - składa się z hamulców
tarczowych umieszczonych w tylnych kołach. Uruchamianie odbywa się dźwignią
ręczną poprzez układ hydrauliczny. Używa się ich tylko podczas startu - do
utrzymania pojazdu na linii startu. Do zatrzymania dragstera po biegu służą
spadochrony, uszyte w formie krzyża równoramiennego o średnicy ponad 3 m i
wyciągane przez małe spadochroniki.
Zupełnie inaczej niż w zwykłym samochodzie wygląda pomieszczenie kierowcy.
Siedzi on w klatce rur, przed nim i za nim znajdują się pancerne grodzie,
nad głową pałąk bezpieczeństwa chroniący zawodnika w przypadku wywrotki.
Poniżej małej kierownicy znajduje się zawór paliwa i włącznik zapłonu.
Pedały są tylko dwa - prawy do "gazu", lewy do sprzęgła. Dźwignia ręcznego
hamulca mieści się po prawej stronie, obok dźwigni zwalniającej
spadochrony. Lewa ręka obsługuje skrzynię biegów.
Gdy już wiemy, jak zbudowany jest dragster, przyjrzyjmy się samym zawodom.
Najpierw w boksie na chwilę włączany jest silnik, by rozgrzał się.
Następnie pojazd jest "rozpychany" do prędkości 70 km/h przy włączonym
sprzęgle - ma to na celu podniesienie ciśnienia oleju w silniku.
Jednocześnie kierowca wciska pedał przyspieszenia i czeka, aż paliwo
wypłynie z rur wydechowych - jest to znak, że układ paliwowy został
wypełniony paliwem. Teraz można włączyć zapłon i uruchomić silnik. Po
chwili dragster wraca na pole startowe i zatrzymuje się. Szybko jest
usuwany tylny zderzak i pokazywany kierowcy - upewnia go to, że ta belka
nie zniszczy spadochronów hamujących, gdy będą się rozwijały.
Zanim dragstery staną na starcie, następuje seria próbnych rozruchów. W ten
sposób rozgrzewa się silnik, sprzęgło i opony do odpowiedniej temperatury.
Na linii startu kierowca utrzymuje pojazd na półsprzęgle, silnik kręci się
z prędkością 6 000 obr/min, a w miejscu trzyma go hamulec ręczny. Gdy
zapala się zielone światło - START -kierowca zwalnia hamulec, puszcza
sprzęgło i "dusi gaz". Po chwili prawą rękę przenosi na kierownicę, a lewą
zmienia bieg na wyższy. Tuż przed końcem biegu zawodnik naciska dźwignię
zwalniającą spadochrony - minie sekunda nim się rozwiną. Po minięciu linii
mety wciska pedał sprzęgła i puszcza pedał przyspieszenia. Odcina dopływ
paliwa, liczy do pięciu i wyłącza zapłon. Wyścig skończony - minęło 12
sekund...

Piotr Roszczenko