 В 2016 году команда инженеров и авантюристов поедут в южноафриканскую пустыню и попытаются стать первыми людьми, способными разогнать машину до скорости 1000 миль в час. Британский автомобиль, Bloodhound SSC, разработан, чтобы превзойти современный рекорд скорости в 763 миль в час и стать самым быстрым автомобилем, когда-либо построенным.
Что удивительно - эта невероятная цель даже не является главной целью проекта. Прорыв рекорда скорости не является чем-то новым для Великобритании, которая удерживала титул на протяжении 79 из последние 100 лет - и непрерывно в течение последних 32 лет, в последнее время с Thrust SSC, управляемым Энди Грином. Но когда Грин, наряду с предыдущим держателем рекорда Ричардом Ноблом и тогдашним министром науки Лордом Дрейсоном, запустили в 2008 году Bloodhound, их целью было вдохновение нового поколения на решения проблемы, чтобы заложить их большой талант в области науки, технологии, инженерии и математики.
Другая цель, конечно, заключалась в том, чтобы бросить вызов инженерам страны, желающим завершить проект мирового класса. Но как вы начнете проектировать и строить автомобиль, который будет нестись с такой безумной скоростью? Есть три основные вещи, которые следует рассмотреть. Достаточно ли он скользкий? Достаточно ли он мощный? И достаточно будет сильным?
Любой будет знать, что в движущемся воздухе есть великая сила. Это нормально, если вы имеете дело с потоком воздуха, но в случае с Bloodhound мы будем пытаться толкать его на скорости быстрее, чем скорость звука. Перемещение объекта в воздухе создает огромное количество силы сопротивления, и чем больше площадь лобовой поверхности объекта, тем выше будет это сопротивление.
Thrust SSC используется два реактивных двигателя, чтобы обеспечить питание. Они работают посредством высасывания воздуха из переда, сжимая его, сжигая топливо, и выводя воздух через заднюю часть, чтобы создать тягу. Этот вид дизайна нуждается в большой лобовой площади, чтобы реактивные двигатели молит провести достаточно воздуха. Но анализ показал, что подобный дизайн никогда позволит достичь скорости 1000 миль в час. Фронтальная зона будет генерировать столько сопротивления, что вы никогда не сможете производить достаточно энергии с учетом современных технологий, чтобы противостоять ей. Вместо этого они должны были создать автомобиль с меньшей лобной областью, и это требовало использование двигателя ракеты (об этом позже).
Чтобы проверить аэродинамику, в университете Суонси была запущена компьютерная модель, использующая систему, известную как вычислительную гидродинамику. Это позволило команде понять, как форма автомобиля будут реагировать на воздушный поток над кузовом при низких скоростях (дозвуковых), по мере приближения к звуковому барьеру (околозвуковых), и высоких скоростях (сверхзвуковых). В результате, они смогли имитировать более 150 проектов для того, чтобы иметь стабильный автомобиль на любой скорости.
Из-за необходимости небольшой лобной области, использование двух реактивных двигателей было бы невозможным. Решение заключалось в объединении одного реактивного двигателя с мощью ракеты. Ракеты могут производить невероятную силу либо посредством сжигания смеси жидкого топлива и жидкого кислорода, либо посредством использования взрывоопасной смеси твердого топлива и окислителя. Проблема с обеих этих моделей заключается в химических веществах. Жидкий кислород управляется с трудом и должен храниться при температуре -182° С.
Ракеты на твердом топливе после запуска не могут быть остановлены, пока они не израсходуют все топливо. Поэтому снова был необходим третий путь.
Они выбрали гибридную ракету, которая использует очень чистый пероксид водорода в качестве окислителя и резиновый гран в качестве топлива. Это означало, что они могли выключить поток окислителя и остановить взрыв, производя управляемую ракету.
Но это создавало еще одну проблему: как получить окислитель в ракете. С раствором, подходящим для установления рекордной скорости, они использовали мощный спортивный автомобиль Jaguar для питания топливного насоса, который способен доставить 1000 литров перекиси к ракете в течение 20 секунд. Вместе этих трех двигателей должно быть достаточно, чтобы развить скорость до 1000 миль в час.
Другая проблема заключается в том, что все компоненты автомобиля подвергаются огромному давлению. Например, внешние колеса вращаются так быстро, что они генерируют силу, в 50000 раз превышающую силу тяжести Земли. Это означает, что каждый грамм материала имеет эффективную массу 50 кг. Между тем, вал, который приводит в движение топливный насос, должен нести значительный крутящий момент при перемещении жидкости, которая может привести к эрозии множества материалов.
Для преодоления этих проблем, колеса были выкованы из одного блока высококачественного алюминия. Это обеспечило, что зерна металла, составляющие блок, были выровнены, уменьшая шансы дефекта или разрыва. Тело оболочки автомобиля было изготовлено из углеродного волокна, чтобы обеспечить легкую, но при этом невероятно прочную структура. И приводной вал топливного насоса изготовлен из Custom 465, материала, который химически инертен, но достаточно силен, чтобы повернуть насос. Затем инженеры тщательно протестировали каждый компонент, чтобы копировать силу, которую он будет испытывать во время рекордной попытки.
Все эти проблемы показывают, как проектирование и строительство такого автомобиля, как Bloodhound, требует огромного богатства знаний. От химиков, которые разрабатывают материалы до инженеров, которые работают над производством компонентов и их интеграции в единую рабочую систему, побитие рекорда наземной скорости является совместным проектом, с участием множества людей, чем просто водителя. Когда автомобиль будет проводить попытку рекорда в 2016 году, это будет, как если бы они все находятся в кабине с водителем.
|
