Aston Martin Valkyrie to drogowa interpretacja bolidu Formuły 1, opracowana przy współpracy z Adrianem Neweyem. Samochód wykorzystuje lekkie, węglowe nadwozie, zaawansowaną aerodynamikę oraz potężny, wysokoobrotowy silnik V12 Coswortha wspomagany układem hybrydowym. Ekstremalna pozycja za kierownicą, minimalistyczne wnętrze i osiągi zbliżone do wyścigowych sprawiają, że Valkyrie oferuje wyjątkowe, niemal torowe emocje na publicznych drogach.
Aston Martin Valkyrie powstał jako samochód drogowy podporządkowany zasadom znanym z toru wyścigowego.
Za jego koncepcję odpowiadali inżynierowie Aston Martin, Red Bull Advanced Technologies oraz Adrian Newey, a każdy element nadwozia podporządkowano redukcji masy, poprawie przepływu powietrza i maksymalizacji osiągów. To propozycja dla kierowców, którzy oczekują ogromnej mocy, lecz także precyzji prowadzenia typowej dla prototypów Le Mans i bolidów jednomiejscowych. Valkyrie nie korzysta jednak z pełnego monokoku otwartego auta wyścigowego. Musi spełniać wymagania homologacyjne, zapewniać miejsce dla dwóch osób i zachować przydatność potrzebną na publicznych drogach.
Wolnossący silnik V12 i hybrydowy układ napędowy
Sercem Valkyrie jest opracowany przez Coswortha, wykonany z aluminium silnik V12 o pojemności 6,5 litra. Jednostka pracuje bez turbodoładowania, dlatego natychmiast reaguje na ruch pedału przyspieszenia i rozwija moc w sposób liniowy.
Maksymalna prędkość obrotowa przekracza 11 000 obr./min, co nadaje jej charakter bliższy wyczynowej konstrukcji torowej niż typowemu supersamochodowi.
Silnik spalinowy generuje około 1000 KM, a dodatkowy napęd elektryczny zwiększa łączną moc systemową do około 1160 KM. Jednostka elektryczna wspomaga V12 przy ruszaniu i przyspieszaniu, kompensując ograniczenia dużego silnika wolnossącego przy niższych obrotach. Moment obrotowy trafia wyłącznie na tylną oś przez siedmiobiegową, sekwencyjną skrzynię zautomatyzowaną. Taki układ wymaga od kierowcy większej precyzji niż napęd na cztery koła, ale pozwala zachować niski poziom masy i czytelne zachowanie samochodu przy zmianie obciążenia. Ważne elementy układu napędowego obejmują:
- karbonowy monokok stanowiący podstawę strukturalną auta,
- wysokoobrotowy silnik Cosworth V12 o pojemności 6,5 litra,
- tylny napęd współpracujący z siedmiobiegową skrzynią sekwencyjną.
Aerodynamika wykorzystująca podłogę samochodu
Najbardziej charakterystycznym rozwiązaniem Valkyrie jest aerodynamiczna podłoga. Rozbudowane kanały Venturiego przyspieszają przepływ powietrza pod samochodem i obniżają ciśnienie pod podwoziem, wytwarzając docisk bez wymogu stosowania ogromnych, widocznych skrzydeł. Taka konfiguracja ogranicza opór czołowy i pozwala uzyskać wysoką stabilność przy dużych prędkościach.
Przedni splitter rozdziela strugę powietrza, kierując ją podobnie jak pod podłogęi do kanałów chłodzących hamulce oraz układ napędowy. Boczne sekcje nadwozia prowadzą powietrze wokół kabiny, a rozbudowany dyfuzor z tyłu odzyskuje część energii przepływu przed opuszczeniem samochodu. Zamiast klasycznych lusterek zastosowano kamery, co zmniejsza turbulencje w obszarze bocznym. Aktywne elementy aerodynamiczne zmieniają swoje położenie zależnie od trybu jazdy i prędkości. Mogą zwiększać docisk w czasie hamowania oraz w zakrętach albo ograniczać opór na prostych.
Nisko poprowadzona kabina, odsłonięte fragmenty podłogi i wyjątkowo smukłe nadwozie nie są zabiegami stylistycznymi, lecz częścią kompletnego systemu zarządzania przepływem powietrza. W Valkyrie aerodynamika stabilizuje samochód – kształtuje jego osiągi, reakcje na kierownicę i możliwości hamowania.
Monokok, aerodynamika i układ jezdny
Aston Martin Valkyrie została zbudowana wokół monokoku z włókna węglowego, który łączy wysoką sztywność skrętną z bardzo niską masą. Do niego mocowane są przednie i tylne struktury pochłaniające energię zderzenia oraz zespoły zawieszenia. Poszycie nadwozia także wykonano głównie z kompozytów, za pomocą czego masa samochodu w konfiguracji drogowej utrzymuje się w pobliżu 1100 kg, zależnie od specyfikacji i wyposażenia. Projekt podporządkowano aerodynamice generującej docisk. Pod płaską podłogą znajdują się rozbudowane kanały Venturiego, które przyspieszają przepływ powietrza i wytwarzają podciśnienie. Dyfuzor tylny oraz skrzydła są zintegrowane z karoserią, dlatego Valkyrie nie potrzebuje klasycznego, wysoko ustawionego spoilera znanego z wielu samochodów torowych. Aktywne elementy aerodynamiczne zmieniają swoje położenie zależnie od prędkości i trybu jazdy, równoważąc docisk, opór powietrza oraz stabilność przy hamowaniu.
Zawieszenie wykorzystuje układ push-rod. Sprężyny i amortyzatory umieszczono wewnątrz nadwozia, a z kołami łączą je wahacze oraz popychacze. Takie rozwiązanie ogranicza masę nieresorowaną i pozwala wygospodarować miejsce na wydajne kanały aerodynamiczne. Geometria została opracowana z myślą o bardzo dużych przeciążeniach bocznych, ale zachowuje możliwość homologacji drogowej.
Za hamowanie odpowiadają tarcze węglowo-ceramiczne, współpracujące z lekkimi, kutymi obręczami.
W Valkyrie aerodynamika nie jest dodatkiem do konstrukcji – stanowi jeden z jej podstawowych elementów nośnych i ergonomicznych.
Wolnossący silnik V12 Coswortha
Sercem układu napędowego jest wykonany przez Coswortha silnik V12 o pojemności 6,5 litra. Jednostka pracuje bez turbodoładowania, reaguje na gaz liniowo i osiąga ponad 10 000 obr./min, a maksymalna prędkość obrotowa sięga około 11 100 obr./min. Tytanowe korbowody, lekkie tłoki i rozwiązania wywodzące się z Formuły 1 pozwoliły ograniczyć bezwładność zespołu. Silnik rozwija około 1000 KM, a jego wysoka moc wynika przede wszystkim z ekstremalnych obrotów, nie z doładowania.
Hybrydowe wsparcie i przekładnia
Jednostkę V12 wspiera elektryczny silnik o mocy około 160 KM, zasilany akumulatorem litowo-jonowym. Łączna moc układu wynosi około 1160 KM. Motor elektryczny poprawia reakcję przy niskich obrotach i uzupełnia moment obrotowy w czasie przyspieszania, jednak rekuperacja odzyskuje energię przy hamowaniu. Napęd trafia na tylne koła za pośrednictwem siedmiobiegowej, zautomatyzowanej przekładni sekwencyjnej opracowanej przez Ricardo.
Zastosowanie jednego silnika elektrycznego pozwoliło zachować klasyczny, tylnonapędowy charakter samochodu bez komplikowania przedniej osi. Smukła sylwetka Aston Martina Valkyrie podporządkowana jest przepływowi powietrza, a nie tradycyjnym proporcjom samochodu drogowego.
Aerodynamika podwozia i nadwozia Aston Martina Valkyrie
Najważniejszym elementem konstrukcji jest rozbudowany kanał aerodynamiczny pod samochodem. Powietrze przepływa przez zwężające się tunele Venturiego, gdzie wzrost prędkości obniża ciśnienie pod podłogą i dociska nadwozie do nawierzchni. Taki efekt pozwala uzyskać dużą przyczepność bez montowania wyjątkowo wysokich skrzydeł, które zwiększałyby opór.
Przednia część Valkyrie została ukształtowana tak, aby rozdzielać strugę powietrza przed kołami i kierować ją do kanałów podłogowych.
Duże wloty w przednim zderzaku nie są ozdobą: chłodzą hamulce, ograniczają zawirowania i wspierają stabilność przy dużej prędkości. Boczne sekcje nadwozia prowadzą powietrze do układu chłodzenia silnika oraz tylnych wymienników ciepła.
- płaska podłoga z tunelami Venturiego,
- aktywny przedni i tylny pakiet aerodynamiczny,
- dyfuzor wykorzystujący pełną szerokość tylnej części podwozia,
- karbonowe nadwozie zintegrowane z monokokiem.
Kształt kabiny przypomina kroplę, ponieważ zwężająca się tylna część zmniejsza opór i ułatwia odrywanie strugi za pojazdem. Wąska powierzchnia czołowa współpracuje z bocznymi wlotami oraz wysoko poprowadzonymi elementami aerodynamicznymi. Zastosowanie kamer zamiast klasycznych lusterek w wybranych konfiguracjach także ogranicza zaburzenia przepływu.
Czy nadwozie Valkyrie jest wykonane z włókna węglowego? Tak, struktura nośna i większość paneli używa kompozytów węglowych. Czy samochód ma klasyczne lusterka? Zależy to od rynku i wersji stosowane są rozwiązania kamerowe. Wersja torowa otrzymała większe skrzydła, zmodyfikowaną podłogę i bardziej agresywny pakiet dociskowy. Aston Martin Valkyrie wykorzystuje efekt przypowierzchniowy, dlatego podłoga samochodu nie jest płaską osłoną, lecz rozbudowanym układem kanałów aerodynamicznych.
Powietrze przepływające pod autem zostaje przyspieszone w zwężających się tunelach Venturiego. Zgodnie z zasadą zachowania energii wzrost prędkości strugi powoduje spadek jej ciśnienia względem ciśnienia działającego na górną powierzchnię nadwozia. Powstaje różnica ciśnień dociskająca samochód do nawierzchni.
Dyfuzor znajduje się w tylnej części podłogi i stopniowo zwiększa przekrój kanału. Za pomocą tego spowalnia przepływ oraz podnosi jego ciśnienie, ograniczając ryzyko oderwania strugi za samochodem.
Nie działa więc jak pojedynczy element „zasysający” auto, lecz jako końcowy fragment całego systemu podciśnienia pod podwoziem. Największy docisk powstaje dzięki współpracy tuneli podłogowych, dyfuzora, nadwozia i tylnego skrzydła.
Jak dyfuzor podłogowy Aston Martin Valkyrie wykorzystuje efekt Venturiego?
Znaczenie ma geometria przejścia od niskiego do wyższego ciśnienia.
Gdyby struga opuszczała podłogę gwałtownie, pojawiłyby się turbulencje i separacja przepływu, a część potencjalnego docisku zostałaby utracona. Łagodnie ukształtowany dyfuzor pozwala odzyskać ciśnienie bez destabilizowania przepływu. W tym samym momencie ogranicza opór, który byłby większy przy samym zwiększaniu kąta natarcia skrzydeł.
Dlaczego wysokość zawieszenia zmienia działanie dyfuzora Valkyrie?
Docisk generowany przez podłogę jest bardzo wrażliwy na prześwit.
Obniżenie Valkyrie zmniejsza przekrój tuneli, przyspiesza przepływ i może zwiększyć podciśnienie. Po przekroczeniu określonej granicy struga zaczyna jednak tracić stabilność, a podłoga może zostać „przyduszana” przez zbyt małą przestrzeń. Z kolei nadmierne uniesienie nadwozia osłabia efekt Venturiego i zmniejsza docisk. Dlatego ustawienia sprężyn, amortyzatorów oraz wysokości jazdy muszą odpowiadać charakterystyce podłogi. W Valkyrie znaczenie mają także boczne krawędzie nadwozia, które pomagają ograniczać napływ powietrza pod samochód. Stabilny przepływ pozwala dyfuzorowi pracować efektywnie także przy dużej prędkości i w czasie hamowania, gdy zmienia się balans aerodynamiczny między przednią a tylną osią.
