Журнальная статья 1981-ого прототип Audi 100 C3 (Forschungsauto/Auto 2000) (Auto Motor und Sport)

Дорожный тест этого прототипа от немецкого издания Gute Fahrt, который они провели в 1981-ом году, вот тут.

Перевод статьи о прототипе Audi 100 C3 (Forschungsauto/Auto 2000) от немецкого автомобильного журнального издания Auto Motor und Sport, № 21, 1981.

ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ АВТОМОБИЛЬ ОТ AUDI

У концепт-кара Auto 2000 от Audi мало шансов получить роль в научно-фантастическом фильме. Проект кузова, созданный шеф-дизайнером Хартмутом Варкуссом, выглядит столь же опрятным и благообразным, как это традиционно принято у автомобилей из Ингольштадта. Таким образом, клиенты Audi могут быть спокойны: когда в 1982 году на рынок выйдет следующая Audi 100, она предстанет в почти идентичном обличье.

Несмотря на всю сдержанность, подчеркнуто клиновидная форма и последовательно «заглаженные» поверхности выдают интенсивное стремление к снижению лобового сопротивления. И уж точно не случайно, что в этом кузове вновь оживают эстетические и аэродинамические черты удачной NSU Ro 80. Радующий отсутствием утопичности прототип Audi получил очень высокие оценки в аэродинамической трубе VW в Вольфсбурге. Коэффициент аэродинамического сопротивления составил cw​=0,288. Этот результат, возможно, и не делает Audi мировым рекордсменом среди множества представленных в последнее время экспериментальных разработок, но для автомобиля, чей дизайн в 1981 году не должен пугать покупателя, это очень хороший показатель. Впрочем, пространство для совершенствования еще имеется. «Более гладкая облицовка днища позволяет довести коэффициент до cw​=0,25», — сообщает руководитель отдела предварительных разработок Ханс Йорг Шреценмайр.

Однако то, что скрывается под перламутрово-белым лаком и традиционными линиями исследовательской Audi, относится скорее к кузовостроению послезавтрашнего дня. В поисках максимально легких решений специалисты Audi по облегченным конструкциям во многих местах заменили стальной лист на малотоннажные экзотические материалы. Из привычной листовой стали в этой Audi выполнена лишь ходовая часть каркаса кузова. Холоднопрессованную сталь можно найти только в лонжеронах, оконных рамах, силовом профиле крыши и стойках, которые их поддерживают. Эта структура сама по себе образует открытый решетчатый каркас. Высокая прочность стали гарантирует здесь даже при экономном использовании высокий уровень пассивной безопасности. Стальной «кокон» обеспечивает кабине ту структурную жесткость, которая предотвращает деформации при тяжелых авариях. Инженеры Audi рассчитали этот каркас и прилегающие компоненты для фронтального удара на скорости 40 миль в час (64 км/ч). Это означает повышенный уровень пассивной безопасности.

Из конструкции всего пола футуристической Audi исследователи изгнали проверенный временем металл, заменив его на панель днища из стеклопластика, разработанную совместно с авиастроительной фирмой Messerschmitt-Bölkow-Blohm. Эта формованная деталь с наслоенными и вспененными усилениями значительно стабильнее прежнего стального пола и при этом ощутимо легче: 26 вместо 33 килограммов. Тем не менее на базе этой детали можно строить несущие функции. Точки крепления задней подвески интегрированы непосредственно в эту пластиковую панель. Вытеснение стального листа с нижней части автомобиля попутно дает и практические преимущества. Пластик абсолютно не подвержен коррозии. А поскольку поддон днища огибает боковые лонжероны, эти детали, прежде крайне уязвимые для ржавчины, теперь надежно защищены. Более того, инженеры Audi ожидают от новой комбинированной технологии стали и пластика определенных преимуществ в производстве. «Поддон днища, — поясняет руководитель проекта доктор Хайко Барске, — может монтироваться снизу в полностью собранном виде: с уложенным ковролином и установленными сиденьями».

Лишь соединение стали и пластика пока заставляет разработчиков в Ингольштадте ломать голову. Резьбовые соединения приходится дублировать клеевыми. А клеевые швы на несущих деталях автомобиля до сих пор являются «терра инкогнита» в технике. Необходимые адгезивы существуют, однако нужно накопить опыт как в вопросах долговечности, так и в плане внедрения в производственный поток. По этому поводу член совета директоров Фердинанд Пих, решительный сторонник испытаний «сэндвич-конструкций», высказывает дополнительные опасения: «Что произойдет, если я наеду таким пластиковым полом на острый камень? На стали останется безобидная вмятина. Поведение пластика в такой ситуации непредсказуемо». В одном вопросе инженеры, впрочем, уже сегодня настроены оптимистично: акустические свойства пола из стекловолокна и полиэстера более выгодны и лучше поддаются оптимизации. Шумоизоляция здесь может быть интегрирована непосредственно в саму деталь.

Еще более экзотические материалы Audi использовала для капота и крыши. Обе детали выполнены в виде сэндвич-конструкций из двух алюминиевых листов с сотовой структурой между ними. Такая дорогостоящая технология делает излишними дополнительные усилители и дает колоссальную экономию веса. Сэндвич-капот, например, весит всего 7 килограммов, в то время как стальной аналог тянет на 21 килограмм. Ханс Йорг Шреценмайр добавляет: «При таком весе можно смело отказаться даже от привычных газовых упоров». Толстый «сэндвич» вместо тонкого листа к тому же гораздо лучше поглощает шум двигателя. Когда инженеры Audi занимались разработкой капсулирования моторного отсека, они установили, что сверху одного лишь сэндвич-капота вполне достаточно. В то время как соты капота выполнены из алюминия, внутри крыши между двумя алюминиевыми листами находится шестигранная структура из прессованного картона. Крыша, как и пол, должна вклеиваться, что неизбежно создает на первых порах ряд проблем. Однако когда такие элементы пойдут в серию, они подарят пассажирам новый уровень комфорта. «Сэндвич» гасит вибрации лучше металла, а теплоизоляция на порядок выше. Помимо деликатного клеевого соединения, установленная таким образом крыша имеет производственные преимущества: ее можно монтировать вместе с обивкой потолка, избегая трудоемких операций «над головой» на конвейере.

Новые материалы Audi испытала и на крышке багажника. У прототипа она изготовлена из эпоксидной смолы, армированной кевларовым волокном. Этот материал, привычный как для космонавтики, так и для Формулы-1, по словам доктора Хайко Барске, «для серии попросту разорителен». В будущем крышка багажника будет изготавливаться из более дешевого пластика. Проблемы, которые это влечет, Audi уже известны: пластиковые крышки сложно подогнать к остальным кузовным деталям. Поэтому у исследовательской Audi задние крылья сделаны съемными — кстати, из легкого сплава — что позволяет выравнивать их при монтаже, обеспечивая безупречный зазор с крышкой. Из листового алюминия инженеры Audi изготовили также передние крылья и двери. Однако после тщательных расчетов Ханс Йорг Шреценмайр констатировал: «В случае с дверями это дает поразительно малый эффект».

Совсем без стали Audi здесь обойтись не смогла: в дверях установлены стальные брусья для защиты пассажиров при боковом ударе. Заботе о пешеходах и велосипедистах исследовательская Audi обязана капотом, опущенным до самой решетки радиатора. Здесь под алюминиевой кожей толщиной всего 0,4 мм находится деформационный элемент из пенопласта, поглощающий энергию при наезде. Также сэндвич-капот выгоден тем, что он в целом податливее стального листа.

Но тому, кто в итоге будет оплачивать счета, стоит быть готовым к серьезным расходам. «Сэндвич» нельзя отрихтовать — только заменить, и это в любом случае недешево. Алюминиевый лист и соты соединяются в ходе сложного процесса вакуумной склейки.

К прочим средствам безопасности исследовательского кузова относятся подушка безопасности для водителя и коленный упор для переднего пассажира. Все сиденья оснащены трехточечными ремнями с преднатяжителями, причем задние сиденья могут складываться. В центре заднего дивана путем трансформации подвижных частей подушки можно обустроить очень безопасное детское кресло.

Наглядная безопасность — ключевая стилистическая черта концепта Audi, интерьер которого спроектировал работающий в компании французский дизайнер Клод Риожест. Повсюду взгляд натыкается на мягкие поверхности, обтянутые тканями с фактурой под шерсть. В логическом продолжении традиционного сдержанного стиля Audi Риожест создал нечто, что он открыто называет «атмосферой жилой комнаты». И столь же открыто дизайнер объясняет философию такого уютного оформления: «Если когда-нибудь введут ограничение скорости и людям придется ездить медленнее, то за более долгое время в пути они наверняка захотят иметь вокруг себя более домашнюю обстановку». Под пышной обивкой, которая, кстати, состоит не из натуральной шерсти, а из полипропиленового волокна, снова скрывается новая техника. Отдельные детали облицовки изготавливаются методом литья под давлением — также из полипропилена — и представляют собой готовые к установке монтажные узлы.

Техники и стилисты Audi проявили мало интереса к цифровым индикаторам при оснащении приборной панели. За антибликовым стеклом водитель видит вполне традиционные аналоговые приборы с круглыми шкалами. Как обычно, это спидометр, а слева от него — весьма крупный указатель мгновенного расхода топлива. Помимо запаса топлива и времени, в обычном режиме никакой другой информации не выводится. Лишь когда что-то идет не так, интегрированная в панель система контроля (check panel) сообщает о неисправности. Несмотря на преобладающую рациональность, инженеры Audi не удержались от небольшого спецэффекта. Центральная консоль в нижней части закреплена на шарнире и по нажатию кнопки электропривод сдвигает ее вперед, чтобы она находилась непосредственно в зоне досягаемости водителя.

Оснастить исследовательскую Audi, вес которой составил внушительные 1200 кг, двигателем рабочим объемом 1,6 литра — при этом не самым «маломерным» по кубатуре — было осознанной целью инженеров. Подходящий силовой агрегат нашелся в отделе разработки двигателей концерна VW-Audi. Это вариант миллион раз проверенной 1,6-литровой «четверки», но с алюминиевым блоком цилиндров. Целевая мощность около 110 л.с. была достигнута не серийными средствами (впрыск и высокая степень сжатия). Чтобы добиться того же результата, Audi сделала ставку на турбонаддув. Гюнтер Крёмер, моторист-разработчик из филиала в Неккарзульме, обосновывает это так: «Мы хотели получить двигатель с особенно высоким крутящим моментом». Данные малого турбомотора подтверждают верность решения: 168 Нм выдает наддувный агрегат при 3500 об/мин. Для сравнения, 1,6-литровый инжекторный мотор Audi 80 GTE выдает лишь 137 Нм, причем только при 5000 об/мин. А 1,9-литровый пятицилиндровый двигатель — 154 Нм при 3700 об/мин. Своей пиковой мощности турбомотор достигает на относительно низких оборотах. 108 л.с. зафиксированы при 5000 об/мин. Двигателю GTE для такой же отдачи требуется 6100 об/мин. Великолепная тяга турбины была получена сравнительно простыми средствами. Пих: «Денег у нас в любом случае было немного». Так, за смесеобразование отвечает не сложная система впрыска, а простой карбюратор постоянного разрежения фирмы SU из Англии.

Весьма необычна компоновка плоскопоточного карбюратора. Он расположен, как во многих американских тюнинг-китах, перед турбокомпрессором, который, к слову, поставил японский концерн Hitachi. Гюнтер Крёмер поясняет: «Это оказалось неожиданно удачным решением. Нам не потребовался герметичный карбюратор. Топливо испаряется в нагнетателе и обеспечивает низкую температуру смеси. Но главное — качество смесеобразования и распределение смеси по цилиндрам здесь едва ли не лучше, чем у инжекторного мотора». О том, насколько эффективно работает эта простая концепция без интеркулера, говорит тот факт, что обедненная свежая смесь, подаваемая под давлением 0,45 бар в камеру сгорания типа Heron при степени сжатия 9,0 : 1, воспламеняется без риска детонации. Разумеется, этот оптимизированный по расходу турбомотор оснащен полностью электронным зажиганием с управлением по картам характеристик. Датчик детонации также присутствует. «На всякий случай», — уточняет Гюнтер Крёмер, — «ведь он понадобится лишь в том случае, если будет заправлено некачественное высокооктановое топливо».

Показатели расхода топлива малого мотора в большом автомобиле (см. технические данные) радуют своей скромностью. Исследовательский автомобиль предлагает комфорт выше уровня Audi 100 при эксплуатационных расходах Audi 80. Динамические характеристики, не в последнюю очередь благодаря отличной аэродинамике, находятся на уровне высшего среднего класса. Audi зафиксировала максимальную скорость свыше 180 км/ч. Разгон до «сотни» должен занимать менее 12 секунд.

Именно высокая максимальная скорость поставила Audi перед конфликтом целей. Ведь если бы машина не была столь быстрой, можно было бы значительно сэкономить на весе, установив более легкую тормозную систему.

Согласно пожеланиям федерального министра по исследованиям и технологиям, разработчики Audi также работали над снижением шума движения. Двигатель исследовательской машины был закапсулирован. При этом инженерам из Ингольштадта очень помогли компоновочные особенности под капотом Audi. Рядом с двигателем, наклоненным вправо по ходу движения, имеется относительно большое свободное пространство. Его удалось использовать как канал для отвода горячего воздуха от радиатора, расположенного слева. Примыкающая к нему капсула охватывает силовой агрегат четырьмя стенками с пенопластовой изоляцией.

Нижний защитный кожух выполнен из пластика. Из-за возможного загрязнения маслом он не имеет поролоновой подложки. Дополнительно он служит для оптимизации воздушного потока под днищем. Сверху моторную капсулу закрывает шумопоглощающий сэндвич-капот. Внешний шум исследовательской Audi, согласно первым замерам, однозначно ниже 73 дБ(А). Субъективное же впечатление говорит о многом: «заглушенная» Audi поразительно тиха.

В ходовой части исследовательской машины Audi использовала проверенные серийные компоненты, которые и так относятся к числу лучших. Первоначально планировалась задняя ось из легкого сплава, но от нее отказались из соображений времени и стоимости. Зато в сотрудничестве с фирмой Kronprinz из Золингена были применены колеса из листового легкого металла. Эти гальванически черненные диски, скрытые под гладкими колпаками, выглядят в точности как обычные стальные колеса. Но каждое из них легче более чем на 3 килограмма. Переход на алюминий оказался очень дорогим облегчением. Каждый сэкономленный на колесе килограмм стоит около восьми марок. Доктор Хайко Барске: «На данный момент это находится на грани экономической целесообразности».

Тормозная система исследовательской Audi оснащена гидравлическим усилителем высокого давления, аналогичным тому, что стоит на модели Quattro. А вот антиблокировочная система отсутствует. Подобные меры экономии Фердинанд Пих объясняет так: «Мы могли бы установить не только ABS, но и радарный круиз-контроль и массу других вещей, относящихся к сегодняшнему уровню техники, но наше понимание инноваций не в том, чтобы напичкать исследовательский автомобиль покупными атрибутами. Мы хотим представлять новую собственную технику».

ТЕХНИЧЕСКИЕ И ДИНАМИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ