Если ты хочешь повысить мощность четырехтактного двигателя внутреннего сгорания, существует несколько вариантов достижения этой цели. Первое — увеличить объем цилиндров. Второе — повысить количество сжигаемой в двигателе смеси посредством нагнетателя. Но если ты жаждешь действительно чего-то запредельного, то самый верный способ добиться своего — заменить топливную систему с бензиновой на более производительную.
Почему нитрометан?
Для начала — краткий научный экскурс, без которого статья не имеет смысла. Нитрометан — простейшее химическое соединение, в тех или иных формах имеющее широкое применение в различных областях: от изготовления композитных материалов до медицины. Но нас нитрометан интересует исключительно в качестве горючего для дрэгстеров. Основное отличие нитрометана от любого другого углеводородного топлива, требующего для горения забор кислорода извне, в том, что нитрометан (CH3NO2) уже насыщен кислородом.
Огромное преимущество нитрометана в том, что он дает гораздо больше мощности с каждым взрывом в двигателе. В равных объемных долях взрыв нитрометана выделяет меньше энергии, чем взрыв бензина, но при одном и том же объеме цилиндра за единицу времени нитрометана сгорит гораздо больше. Как результат — ощутимый прирост мощности за каждый такт. В среднем потребуется 15,1 кг воздуха, чтобы сжечь 1 кг бензина, в то время как понадобится лишь 1,71 кг воздуха, чтобы расправиться с килограммом нитрометана. Это означает, что дьявольского топлива можно закачать в цилиндр практически в 9 раз больше бензина в единицу времени, при этом обеспечив полное сгорание смеси.
Нитрометан не так хорош как бензин в плане количества выделяемой энергии. Ты не получишь девятикратное увеличение мощности. Прирост мощности обычно составляет порядка 250%, что более чем внушительно, согласись. Нитрометан при сгорании вырабатывает больше энергии, чем динамит, несмотря на то, что обладает более низкой скоростью детонации. Кто и каким образом додумался лить взрывчатку в цилиндры, мы разберемся ниже.
Адское топливо третьего рейха
Первыми к использованию этого топлива пришли немцы в 30-х годах во времена рассвета Третьего Рейха. Существует легенда, что нитрометан изначально применяли для промывки деталей двигателя и как-то раз, запустив мотор с незначительными остатками будущего адского топлива, обнаружили ощутимый прирост мощности. Лично я сильно сомневаюсь в правдоподобности данного мифа и считаю, что нитрометан в автоспорте появился благодаря целенаправленной работе немецких ученых.
Во второй половине 30-х годов, Германия переживала небывалый подъем национального самосознания, которое нацистскому правительству было позарез нужно поддерживать на должном уровне. Поэтому немцы просто обязаны были быть первыми во всех областях жизни общества, включая автоспорт.
Mercedes-Benz и Auto Union были на пике славы и побеждали в Гран-при Европы, практически не зная конкуренции. Денег на гоночные технологии не жалели, и уже в те времена многолитровые наддувные моторы «Серебряных стрел» позволяли развивать скорость свыше 400 км/ч. И началась битва за рекорды. Первое задокументированное упоминание об использовании нитрометана в качестве топлива отсылает нас к болидам, специально спроектированным Фердинандом Порше для установки рекордной скорости на земле. Стремительные обтекаемые гоночные автомобили с открытыми колесами опережали доступные технологии своего времени на десятилетия, однако поражение Германии во Второй Мировой войне похоронило большинство достижений под обломками рухнувшего Рейха.
Последняя довоенная версия Rekordwagen от Auto Union имела кузов с закрытыми арками и оснащалась 6,5-литровым V12 с двумя нагнетателями Roots, который выдавал внушительные по тем временам 560 л.с. По разным версиям в сложном многокомпонентном топливе содержалось до 85% нитрометана. Попытка рекорда закончилась трагедией: на скорости 431 км/ч пилот Бернд Розмайер (Bernd Rosemeyer) не справился с управлением и вылетел за пределы дорожного полотна автобана. Уровень безопасности автомобилей первой половины XX века не оставил ему ни одного шанса на выживание в этой жуткой катастрофе. Однако рекорд скорости для дорог общего пользования до сих пор принадлежит Германии: в 1938 году Рудольф Караччиола (Rudolf Caracciola) развил на своем Mercedes-Benz фантастические 432,7 км/ч. Во многом благодаря адскому топливу.
Нитрометан на вооружении американских хот-роддеров
Историки сходятся на том, что впервые нитрометан применил в гонках на территории США Вик Эдельброк старший (Vic Edelbrock Sr), а дело успешно продолжил его сын Вик Эдельброк младший. Началось все с того, что в их мастерскую в 49 году пришел приятель Эд Хэддет (Ad Haddat) и отдал за ненадобностью один галлон топлива содержащего нитрометан со словами «Мне определенно это ни к чему, потому что оно может взорваться прямо в руках». Эдельброка это не остановило. Со своими коллегами в лице Бобби Микса (Bobby Meeks) и Фрэна Эрнандеса (Fran Hernandes) он сразу же решился на первый эксперимент. Первый запуск на диностенде 136ci V8–60 Midget объемом 2,2 литра питающегося смесью метанола и нитрометана в соотношении 9/1 позволил снять с двигателя впечатляющие 200 л. с. Однако, первые проблемы не заставили себя долго ждать: перешедший на калильное зажигание двигатель было невозможно заглушить, пришлось накрыть мотор влажным полотенцем, дабы его остудить и перекрыть доступ кислорода.
После многочисленных тестов Вик пришел к оптимальному соотношению метанола и нитрометана — 8/2, что давало прибавку в 40 л. с. без критичных последствия для ресурса силовой установки. Позже в 1949 на первом легальном соревновании по дрэг-рейсингу на аэродроме в Голета Фрэн Эрнандес на подготовленном в мастерской Эдельброка Ford ’32 с внушительным отрывом побеждает Тома Коббса (Tom Cobbs), пилотирующего свой оснащенный наддувным двигателем Roadster. Однако известным на всю Америку Эдельброка сделала не эта победа, а кольцевые гонки на знаменитом Gilmore Stadium, в которых Роджер Уорд (Roger Ward) в 1950 году не оставил ни единого шанса конкурентам, использующим доминировавший тогда в своем классе четырехцилиндровый двигатель Offenhauser. На следующий день Уорд закрепил свой успех на гонке в Сан-Бернардино.
Несмотря на то, что рецептура топлива держалась в строжайшем секрете, языки пламени, вырывающиеся из выхлопных патрубков, многих наводили на мысли о том, что секрет победы кроется в том, что горит в цилиндрах болидов Эдельброка. Так или иначе, в начале 50-х многие гонщики вовсю экспериментировали с горючим, и нитрометан обрел популярность на дрэг-стрипах, соляных озерах и даже в серии Indy 500, где был разрешен до 1954 года. В 1952 году в Бонневилле Flathead V8, питающийся 40-процентной смесью нитрометана, позволил превысить отметку в 200 миль в час, однако заклинивший выпускной клапан не позволил подтвердить рекорд во второй попытке.
1 апреля 1957 года NHRA накладывает запрет на использование «ракетного топлива» на всех мероприятиях ассоциации, который продержался без малого семь лет. Естественно, на протяжении этого периода, инженеры не сидели без дела, потому что титанический прирост мощности от использования нитрометана был очевиден для всех. Гонщикам нужны были новые рекорды, а зрителям былые скорости, и, в конце концов, 1964 год ознаменовал снятие запрета.
Чистый нитрометан в качестве топлива на данный момент разрешен только в классе Top Fuel водного дрэг-чемпионата Lucas Oil Drag Boat Racing Series. Большинство механиков и инженеров автомобильного мира сходятся на мысли, что использование стопроцентного нитрометана предельно губительно сказывается на ресурсе агрегатов двигателя, а также отрицательно влияет на стабильность работы мотора в целом. Т.е. шансы того, что силовая установка проживет хотя бы один заезд, существенно снижаются, нежели в условиях использования нитрометана в смеси с другими видами горючего.
Оптимальные пропорции были предложены гениальным механиком и инженером Джином Адамсом (Gene Adams). По его мнению, нужно лить в цилиндры 98% нитрометана в смеси с метанолом, чтобы обеспечить наибольшую мощность, сохранив при этом ресурс двигателя на должном уровне. Несмотря на то, что современные системы впрыска топлива и зажигания позволяют подготовленным моторам без проблем пережить один заезд на такой смеси, на сегодняшний день регламент NHRA разрешает применять в Top Fuel и Funny Car топливо, состоящие максимум на 90% из нитрометана. Безусловно, из соображений безопасности.
