Nullist viiesajani nelja sekundiga
05.09.2012

Tiimi Ahonen Racing nitrodragster on üks maailma kiiremaid liikureid, millel vaid üks eesmärk – viia oma „reisija” Janne Ahonen 1000 jala kaugusele võimalikult nobedalt.

Top Fuel klassi autosid kutsutakse nitrodragsteriteks neis kasutatava kütuse tõttu, milleks on nitrometaani (90%) ja metanooli (10%) segu. Esimest kasutatakse enamasti keemiatööstuses koostisainena – tegu on tavaolekus kergelt viskoosse vedelikuga, mis pole pooltki nii plahvatusohtlik kui bensiin (aurustumispunkt 35 °C, bensiinil –65 °C).
Kütusena muudab nitrometaani huvitavaks selle keemiline koostis, täpsemalt aines sisalduv hapnik: CH3NO2. Hapniku olemasolu võimaldab nitrometaanil põleda lausa üldse ilma välisõhuta, ent kõige rohkem energiat vabaneb, kui suhe õhuga on 1 : 1,7. Mis tähendab, et ühe kilo nitrometaani kohta kulub ainult 1,7 kilo õhku. Tavalise bensiini puhul on see suhe 14,7 : 1 – ehk õhku vajatakse ligi kaheksa korda enam. See tõsiasi võimaldab põletada sama aja jooksul kõvasti rohkem kütust ning rohkem kütust tähendab ka rohkem jõudu. Tõsi, võrreldes bensiiniga on nitrometaan energeetiliselt küll neli korda lahjem, aga et seda „mahub” jällegi mootorisse samas ajaühikus kaheksa korda enam, siis on kasud ikkagi sees. Täiendavalt kasutatakse ka mehaanilist ülelaadimist (3–5 baari), mis võimaldab enne süütamist silindrid nitrometaani sõna otseses mõttes kurguni täis pumbata. Kuna nitrometaani ühinemisel hapnikuga on üheks tekkivaks komponendiks vesi, siis täidab kütus ka vahejahuti rolli – vee aurustumine neelab kõvasti soojust. Lisaks veele eraldub hapnikuvaba põlemise korral ka vesinik, mis väljalasketorustiku kuumuses ühineb õhuhapnikuga erevalge leegi saatel – see ei lükka siiski autot kiiremini edasi, vaid on lihtsalt efektne vaatepilt. Kogu selle keemilise ja mehaanilise maagia tulemusena toodab nitrometaanmootor kuni 9000 hobujõudu.
Teoreetiliselt saab mootorist suure võimsuse kätte lihtsalt, suurimaks probleemiks on selle võimsuse sihipärane kasutamine – nii, et sõitja ja auto ka terveks jääksid. Muidugi ei taluks mis tahes ülimaterjalid 8000hobujõulist väärkohtlemist pikalt, aga õnneks piisab kiirenduseks sekunditest. Kogu võistlussõidu vältel teeb mootor umbes 400 pööret – lisaks veel rehvide soojendamine ning tühikäigul rohelise tule ootamine.

Käigukast
Käigukast on teadagi nõrga mootori tunnus, aga Top Fueli mootor just nõrgim ei ole. Käigukasti pole lihtsalt vaja, pigem on probleemiks suure võimsuse kontrolli all hoidmine madalatel kiirustel. Probleemi lahendab mitmekettaline sidur – täpsemalt selle libisemine.
Stardijoonel tühikäigul seisval masinal sidur ühendatud pole – ent piloodil pole tarvidust ka siduripedaali all hoida (nagu tavaliselt), sest tegu on tsentrifugaaljõu mõjul haakuva siduriga. Pedaali on vaja vajutada vaid käivitusel ja tagurdamisel. Kui gaas põhja suruda, hakkab sidur jõudu ratastele suunama, ent enamasti libistades – muidu libiseks rehvid, mis tähendaks automaatselt ka sõidu ebaõnnestumist. Kiiruse kasvades haakub sidur tsentrifugaaljõudude mõjul üha enam, ent suur osa väändest muutub siduri libisemisena soojuseks praktiliselt kogu sõidu vältel. Alles distantsi viimasel 70 meetril sidur lukustub ning kõik tuhanded hobused jõuavad rehvideni.
Siduri läbilibisemist ei saa juht sõidu ajal sugugi muuta – häälestus tuleb teha enne sõitu. Nii on eduka sõidu eelduseks ülitäpselt raja ja oludega sobiv siduriseadistus – kuldsete kätega mehaaniku roll on sõidu õnnestumises vaat et kõige suurem.

Mida kiirem, seda kiiremini
Tavalise, mõistuspäraste võimsusnumbritega opereeriva auto puhul hakkab kiirendus kiiruse kasvades kohe vähenema. Õhutakistus suureneb võrdeliselt kiiruse ruuduga ning kulutab kõvasti hobujõude. Top Fuel pole aga mõistuspärane – mida suurem kiirus (vähem sidur libiseb), seda rohkem jõudu ratasteni jõuab. Suurel kiirusel hakkavad hoopis tiivad aerodünaamilist survejõudu arendama (mis ulatub mitmetesse tonnidesse) ning rehve saab rohkem koormata – mis tähendab veel paremat kiirendust. Alles sõidu viimasel sekundil, pärast siduri lukustumist, hakkab kiirendus vaibuma.
Kõige suurem „pauk” tabab juhti stardis – nii umbes 6g-d. Sõidu vältel püsivad kiirendavad g-d kusagil 4–3 kandis (võrdluseks: väga-väga kiire „pereauto” vähem-kui-kuue-sekundiga-sajani kiirendus on umbes 0,5g-d, F1-autodel keskmiselt 1g; mitte segamini ajada lateraalsuunaliste suuremate g-jõududega)
Üliolulist rolli mängib teekate – õigemini teekatte ja rehvide kooslus. Piisab vähimastki valearvestusest ning rehvid hakkavad libisema – nagu öeldud, on sellega eduka sõidu lootus kustunud ning peab olema õnne, kui sellisel juhul auto (ja juht) üleüldse terveks jäävad. Ideaalis peaks rehvid töötama pidamise piiril, aga kus see piir täpselt asub, pole lihtne teada saada. Eelis on neil tiimidel, kel on rohkem kui üks võistlusmasin. Kui ühe auto seaded sõidus ei toimi, tehakse teise auto jaoks välkkiirelt parandused. Nii pole ime, et Ühendriikides on paljudel edukatel tiimidel rohkem kui üks auto.
305 meetri ja 4 sekundi kaugusel stardist on dragsteril kiirust rohkem kui 450 km/h. Pidurdamiseks avatakse pidurdusvarjud ning aeglustus, mis võib põhjustada silma võrkkesta rebenemist, ei jää kiirendusele g-de osas alla. Kogu „atraktsioon” mahub 600–700 meetri sisse, pärast seda veetakse auto boksi ning kulub vähemalt paar tundi, enne kui on taas võimalik 4 sekundit kihutada.
Kiirendusspordis ongi suhe hooldus- ja sõiduaegade vahel kõige nigelam – iga sekund rajal tähendab umbes poolt tundi tööd mehhaanikutele.

Lisa leiad septembrikuisest Tehnikamaailmast

Sarnased artiklid