Экстремалы-одиночки
Один мой знакомый когда-то частенько ночью практиковал такую «забаву». Он въезжал в тоннель под «Маяковкой» на огромной скорости по полосе встречного движения, совсем как в фильме «Ронин» уходили от погони главные герои. Сам он, правда, не ведал ни о каких экстремальных приемах вождения (тогда о них еще не знали), а упомянутого фильма еще не сняли. Мой знакомый называл свою забаву русской авторулеткой, подчеркивая, что в случае появления встречной машины благополучный разъезд с ней просто не входил в его планы! Надо ли для исполнения такого смертельного трюка хорошо водить машину? Вовсе нет, скорее необходима плотная втулка.
Точно так же обстоит дело с экстремалами по умолчанию. Водят они неважно. Понятно, что их законное место среди немецких любителей скорости. Но курьез в чем? Среди мчащихся со скоростью 250 км/ч в левом ряду немецкого автобана — более 90 процентов чудаков на букву «М», начитавшихся инструкций, где указана максимальная скорость купленной ими машины в 250 «ка-эм-ха». Вот они и рулят одной левой со скоростью 250 км/ч, курят, пьют кока-колу, слушают громкую музыку. Если начался дождь или туман, никто не сбавляет скорость. Поразительно! Вот кто и есть настоящие экстремалы. Думаете, такие не попадают в аварии? Еще как попадают. И аварии эти цепные, или групповые, с большим количеством пострадавших людей и машин.
Совсем отмороженный
Как-то в одном немецком гараже мне встретился «олдтаймерщик», только что приехавший из Франции, где он принимал участие в ралли олдтаймеров — старинных автомобилей. К его видавшему виды потрепанному «опелю» была прицеплена платформа, на которой стояло алюминиевое гоночное чудо 23-го года выпуска. «Неужели кузов сохранился?» — спросил я. «Нет! Кузов сделан десять лет назад полностью из алюминия, как оригинальный. Точно по чертежам. Это спортивная французская машина имеет 21 лошадиную силу, но весит всего 440 килограммов и поэтому легко развивает 120 км/ч», — ответил г-н Кайзер, владелец «униката». Так, он предпочитает активный стиль коллекционирования, отметил я про себя. Ничуточки не смущаясь своего отмороженного носа бордового цвета и обветренного лица, г-н Кайзер с упоением, смакуя каждое слово, поведал: «Ралли открытых довоенных спортивных машин проходило в окрестностях Гренобля при температуре около -8… — 10 °С и при сильном ветре (дело было зимой). Мы проехали с женой всю трассу длиной 1800 километров, и я был без шлема, ведь тогда, в 1920-х годах, шлемов не было. Кроме того, на оригинальном болиде не было предусмотрено ветровое стекло — поэтому и на моем вы его не увидите!» А затем бережно достал кубок, который он выиграл в своем классе легких автомобилей. Есть же еще люди! Зимой, в мороз, да еще и без лобового стекла! Вот это приключение! Это как раз тот тип водителя, у которого вместо втулки шило.
Быстро поедешь…
(О быстром, но безопасном стиле вождения)
Один автогонщик «Формулы-1», легендарный Джекки Стюарт, посоветовал автолюбителям никогда не ездить быстро. «Попробуйте ездить быстро, но если не получилось, не делайте этого больше никогда!» Эти слова принадлежат известному каскадеру. И тот, и другой знают, что такое скорость, не понаслышке.
В каком-то смысле езда по дорогам общего пользования может быть более опасной, чем участие в автогонках.
ошибочно. Во-первых, доказано, что инстинкт самосохранения все равно сильнее. А во-вторых (разгадку вы уже знаете), гонщики владеют приемами управления автомобилем на больших скоростях. (Настоятельно рекомендую воздержаться от любых экспериментов на дорогах общего пользования после прочтения этой главы. Закрытые гоночные трассы при соблюдении жестких мер безопасности — вот необходимые условия для любых тренировок на автомобиле.)
Любой гонщик пытается вести свой автомобиль на пределе возможного. Как же это ему удается? Главная задача гонщика — как можно более равномерно распределить весь вес автомобиля на все четыре колеса, то есть сохранять баланс автомобиля на дороге. Для этого все действия гонщик, когда он тормозит, движется на повороте или ускоряется, совершает максимально плавно и мягко. В буквальном смысле это означает следующее: чем медленнее движется гонщик, тем быстрее идет автомобиль.
Теперь разберемся, как работают шины гоночного автомобиля. Максимальное сцепление шин с поверхностью дороги достигается в самом начале их скольжения. В этом-то и кроется главный секрет скорости. Скольжение шин при прохождении поворотов называется углом увода и измеряется в градусах. С увеличением скорости на повороте направление качения шины и направление, куда «смотрит» диск (или обод) колеса, начинают несколько различаться. Угол между этими направлениями будет углом увода, а если скорость увеличивать и шина начнет скользить, то углом скольжения. Чтобы стало понятным, что означает это на практике, приведу следующий пример с четырьмя гонщиками. Первый едет таким образом, что угол увода шин его машины составляет от 2 до 5 градусов. Шины его машины не достигают максимального сцепления с дорогой, следовательно, он едет не на пределе и поэтому довольно медленно по сравнению с другими. Второй гонщик мчится что есть мочи, каждый поворот проходит с диким сносом всех четырех колес, ставя скользящий автомобиль почти поперек дороги к великому удовольствию и восторгу зрителей. Выглядит впечатляюще, но что это дает? Мы видим, что если угол увода зашкаливает за 10 градусов, то сцепление шин с дорогой резко
падает. Гонщик сильно перебарщивает и вредит сам себе. Кроме того, его «запредельная» езда с постоянным заносом резко увеличивает температуру шин, они перегреваются, и коэффициент сцепления колес с дорогой уменьшается еще больше. Кроме того, прохождение каждого поворота в такой манере требует дополнительного нервного и физического напряжения. Третий гонщик проходит поворот, балансируя на пределе, то есть в нашем случае в диапазоне максимального сцепления шин с дорогой. У него угол увода составляет 10 градусов, казалось бы, оптимальный вариант, но выигрывает гонку четвертый гонщик. Он умудряется ехать на поворотах так, что угол увода составляет у него 6-7 градусов, температура шин его автомобиля оптимальная, и на финише он будет первым. Так ездит Шумахер!
Этот пример демонстрирует, что означает балансировать на грани максимального сцепления шин с дорогой. Непосвященному зрителю кажется, что все четыре гонщика из нашего примера проходят поворот очень быстро. Разница в скорости между тем, кто «прокатывает» поворот с углом увода 2 градуса, и тем, кто влетает буквально «на ушах» со сносом всех четырех колес 12 градусов, может составлять 2-3 км/ч или даже меньше. Теперь вы понимаете, какое мастерство, обостренное чувство автомобиля и просто талант необходимы, чтобы вести машину в гонках с углом скольжения или увода на поворотах от 6 до 7 градусов. Мастерство приобретается путем долгих тренировок, а обостренное чувство автомобиля, умение видеть и исправлять свои ошибки, умение анализировать любую ситуацию и просчитывать ее на несколько ходов вперед доступно только тому, у кого есть талант.
Приведенные здесь выкладки справедливы только для спортивных, то есть низкопрофильных, шин. Обыкновенные стандартные, или серийные, шины будут вести себя на большой скорости на поворотах несколько иначе. Угол увода у таких шин будет на порядок выше, чем у низкопрофильных спортивных, прежде чем они сорвутся в скольжение. Кроме того, как выражаются автогонщики, стандартные шины при быстром прохождении поворота сильно «подворачиваются», то есть деформируются. В таком положении шина цепляется за дорогу уже не всей плоскостью, а только своей боковиной, что значительно уменьшает ее сцепление с поверхностью дороги. Это приводит к быстрому износу шин, а главное, к очень низкой управляемости автомобиля. Совсем другое дело -низкопрофильные специальные шины. Чем меньше расстояние от поверхности дороги до обода колеса, тем меньше деформация шины на повороте, а следовательно, лучше сцепление шины с дорогой, так как пятно контакта такой шины с дорожным покрытием соответствует ее рабочей поверхности. То, о чем я сейчас говорю, имеет огромное значение для управления автомобилем, «обутым» в разные шины, на большой скорости на повороте. Дело в том, что занос автомобиля, «обутого» в стандартные шины, начинается довольно плавно и так же плавно прекращается. Совсем другое поведение наблюдается у машины, «обутой» в низкопрофильные, спортивные шины. Тенденция к использованию таких шин на современных автомобилях в последнее время увеличивается. Все больше спортивных версий серийных или тюнинговых автомобилей появляется на наших дорогах. Их владельцы предпочитают активный стиль вождения автомобиля и чувствуют себя немножко автогонщиками. А коль скоро так, они должны знать об особенностях управления такими машинами. Главное заключается в том, что низкопрофильная шина теряет сцепление с дорогой внезапно и так же внезапно снова его обретает.
Вот новый поворот…
«Прохождение поворота начинается входом на поворот, а в следующий момент я направляю машину на апекс и прибавляю газ, чтобы оказаться в нужной точке на выходе». Так описывает вход на поворот один из автогонщиков «Формулы-1». Гонщики умудряются очень быстро проходить повороты не потому, что они такие отважные и ничего не боятся, — они умеют это делать правильно. А вот обычные водители поворачивать не умеют абсолютно! Иначе они бы не клали свои вычищенные до блеска автомобильчики на крышу в довольно простых поворотах, возвращаясь с дачи в город. Давайте научимся проходить повороты красиво и безопасно. Это самое интересное и захватывающее в вождении автомобиля!
Три точки поворота
При прохождении поворота, и это главное, автомобиль должен пройти через три точки. Первая — точка входа, и ей предшествует торможение — подготовка к вхождению на поворот. Выбор верной скорости, на которой можно безопасно вписаться на поворот, очень важен. Торможение заканчивается перед началом поворота руля и входом на поворот. Это очень важно: поворачивать руль можно только тогда, когда педаль тормоза полностью отпущена, в противном случае автомобиль станет неуправляемым. Почему? Очень просто: мы загрузили передние шины автомобиля торможением — весь их потенциал работает именно на снижение скорости. Кроме того, мы перераспределили вес автомобиля вперед в продольном направлении и, соответственно, разгрузили задние колеса. Если в этот момент повернуть руль, то облегченный «задок» автомобиля сразу пойдет в занос. Если машина оснащена системой ABS, этого не произойдет. На таких машинах можно поворачивать руль при нажатой педали тормоза, но только в аварийной ситуации, когда другого выхода нет. В любом случае торможение перед входом на поворот в рассматриваемой нами ситуации не является экстренным, то есть аварийным. Оно не должно быть таковым перед поворотом в обычных дорожных условиях. Цель торможения — выбрать подходящую скорость для безопасного и чистого входа на поворот, а так же подготовиться к следующей фазе: повороту руля.
направляем машину внутрь поворота, прямо на апекс, и далее «распускаем» автомобиль, одновременно начав разгон. Апекс — это гоночный термин, обозначающий то место, в котором автомобиль максимально приближается к вершине поворота. Далее переходим в движение по дуге. Автомобиль идет по заданной траектории с постоянной скоростью — значит, педаль газа нажата ровно настолько, чтобы такую скорость поддерживать. Водитель выбирает скорость в зависимости от крутизны поворота, состояния проезжей части, видимости и множества других факторов. Но лучше всегда иметь запас в 30-40 процентов на непредвиденные обстоятельства: на дороге может внезапно возникнуть препятствие. Когда вы прошли большую часть дуги поворота, можно плавно и осторожно прибавлять газ. Тяга на ведущих колесах улучшит устойчивость автомобиля на выходе из поворота и усилит стабилизирующий эффект рулевого управления. Руль будет стремиться сам вернуться в исходное положение, соответствующее положению колес прямо. Выпускать его из рук для самовыравнивания — грубейшая ошибка! Водитель медленно возвращает руль в исходное положение, продолжая увеличивать скорость автомобиля прибавлением газа. И только тогда, когда колеса «смотрят» прямо, а поворот остался позади, можно начинать интенсивный разгон.
делать в первой! Причина роковой ошибки такого лихача в неправильном входе на поворот. Незнание правила трех точек и страх заставляют водителя сильно «резать», то есть раньше входить на поворот. Это нормальный рефлекс на опасность, но с ним надо бороться. Такой водитель бесцеремонно выезжает на полосу встречного движения на левых поворотах, а на правых выскакивает на обочину. В результате весь поворот смещается в третью точку. Лучше войти на поворот медленнее, а выйти быстрее, чем наоборот, — это аксиома, известная любому автогонщику. Чем выше тяга двигателя на повороте, тем больше возможностей у водителя противодействовать центробежной силе на дуге поворота. Если вы сомневаетесь, на какой передаче проходить поворот, лучше подстраховаться от критической ситуации включением более низкой передачи.
Напомню, что очень важным моментом при прохождении поворота является сосредоточение взгляда на самой дальней точке поворота: водитель как бы прицеливается, куда направить машину, сначала взглядом, а потом руки сами делают свое дело. Это показано на рисунке. Водитель, который привык смотреть на дорогу в нескольких метрах впереди перед капотом своего автомобиля, не сможет ехать быстро и безопасно. Неумение вести свой взгляд достаточно далеко впереди -основная ошибка многих водителей. Это является и причиной многих аварий, когда препятствия или непредвиденные ситуации возникают для водителя неожиданно. Авария может произойти и без посторонней помощи. Перечислю типичные ошибки новичков при прохождении поворотов: в затяжных левых поворотах водитель часто возвращает руль в исходное положение раньше времени, так как он теряет ориентацию, смотря почти в упор на правую обочину дороги на повороте, а не как можно дальше вперед. Это приводит к контакту с отбойником или вылету с дороги вправо. Взгляд водителя как бы притягивает машину к правой обочине. На правых поворотах этот эффект проявляется не столь явно, так как водитель вынужден смотреть довольно далеко вперед, нет ли встречных машин. Если поворот крутой, не просматривается, ехать, конечно, можно, но только с отпущенной педалью газа, то есть сильно снизив скорость. Для этого вам совсем не обязательно нарушать скоростной режим, и вы можете абсолютно не мешать другим участникам движения. Поворачивайте руль плавно и мягко на минимальный угол для прохождения любого поворота по идеальной траектории и так же мягко возвращайте его обратно.
Напомню основные особенности различных повадок автомобилей при прохождении поворота, в зависимости от типа их привода.
Передний привод: явная тенденция к недостаточной поворачиваемости, автомобиль стремится «пропихивать» повернутые передние колеса наружу поворота. Поворачивать руль на входе на поворот надо раньше, особенно на скользком покрытии.
Задний привод: проявляется тенденция к избыточной поворачиваемости, то есть склонность к заносу задней оси. Поворачивать руль надо позже и как можно плавнее, а поворот проходить с постоянной тягой на ведущих колесах.
Полный привод: нейтральная поворачиваемость, позволяющая проходить поворот быстрее, но требующая особого внимания. Скольжение автомобиля начинается позднее, но возможности для корректировки сильно ограничены.
Готовимся к худшему
А если все-таки на дороге в крутом повороте удержаться не получается? Главное — спокойствие. Один из начинающих раллистов рассказывал о своем первом впечатлении в такой ситуации, полученном на любительском авторалли, где он выступал в качестве штурмана: «Я услышал, как водитель вдруг спокойно и отчетливо произнес «уходим», -и по ветровому стеклу захлестали ветки. Это случилось на выходе из поворота не немалой скорости, и я приготовился к худшему. Вдруг я снова услышал такое же спокойное «выходим» — и, к моему удивлению, мы снова оказались на дороге, продолжая мчаться с огромной скоростью». Это, конечно, случай, когда говорят, что водителю просто повезло, что удалось перемахнуть через придорожный кювет. А как должен реагировать водитель на начало опрокидывания автомобиля? Оно может возникать при ударе левыми или правыми колесами о препятствия при вращении или во время заноса, а также при соскальзывании автомобиля в глубокий кювет. В таких обстоятельствах способность быстро орудовать рулем также очень важна. Кстати, скорость руления натренированного автогонщика более чем в два раза превышает скорость руления обычного водителя. Так вот, чтобы стабилизировать автомобиль, надо прекратить торможение, если оно имело место, и быстро вывернуть руль в сторону опрокидывания автомобиля. В этой ситуации к рулевому колесу придется применить очень большое усилие, учитывая увеличивающуюся загрузку переднего колеса в сторону опрокидывания. Если водитель быстро среагирует в данной ситуации, опрокидывания автомобиля можно избежать.
Если вам придется «уходить» с дороги, проходящей по высокой насыпи, да еще под острым углом, поверните колеса «в поле». Это уменьшит вероятность переворота.
Если на повороте задние колеса обгоняют передние, то есть машина закрутилась больше чем на 90 градусов, следуйте золотому правилу автогонщиков: «if you spin, both feet in» (если крутит, то обе педали в пол), то есть надо нажать на тормоз и сцепление одновременно. На «автомате» перевести селектор в положение N — нейтраль. Автомобиль остановится значительно быстрее и, вероятнее всего, останется на дороге. А главное, у него не заглохнет двигатель, и после полной остановки вы сможете, сориентировавшись, съехать в сторону или на обочину, освободив дорогу другим водителям. Если угол заноса менее 90 градусов -колеса полностью вывернуты в сторону заноса, — выжимайте только педаль сцепления. Шанс поймать машину еще есть!
колесо даже оторвалось от земли и крутится по воздуху. Крен автомобиля зависит от расположения его центра тяжести, ширины шин, жесткости амортизаторов и конструкции подвесок. Например, мы хорошо видим по телевизору, что болиды «Формулы-1» практически не кренятся даже на огромных скоростях на поворотах. Они сконструированы специально для движения с огромной скоростью и, хотя динамическое перемещение веса у них происходит точно так же, как и у обычного автомобиля, крен почти не виден. Это объясняется короткоходной подвеской, очень широкими колесами, жесткими пружинами и работой специальных приспособлений, которые называются стабилизаторами поперечной устойчивости. Из названия понятно, что они как раз и придуманы, чтобы не давать кузову крениться. Точно такие же приспособления имеются практически на всех обычных городских автомобилях и вседорожниках. Только они, конечно, не могут быть такими жесткими, как на гоночных и спортивных машинах. Гражданские машины должны быть комфортабельными, а это означает, что их пружины и стабилизаторы подбираются так, чтобы обеспечить мягкость кузова на неровностях. Да и шины у них не такие широкие, и центр тяжести из-за большого дорожного просвета расположен значительно выше. Хотя уже появились и гражданские машины, которые почти не кренятся на поворотах. Их амортизаторы оснащены специальной гидравлической системой, управляемой электроникой, которая дает команды поднимать внешнюю сторону кузова на поворотах.
При резком старте капот автомобиля приподнимается. Это видит водитель со своего места, а на самом деле приподнимается вся передняя часть машины, передние пружины разгружаются и вес перемещается назад. Задние пружины сжимаются, и задок автомобиля приседает. Как и в случае с поперечным креном, масса автомобиля остается при этом неизменной, и мы говорим только о динамическом, то есть довольно кратковременном, перемещении веса. Насколько сильно перемещается вес? Если принять статический вес (он же будет равен динамическому весу) всего автомобиля за 100 %, а ускорение за 0,5 G, что соответствует ускорению 18 км/ч, то задняя часть автомобиля станет на 15 % тяжелее. Немного? Да, но эффект от этого большой! На заднеприводных автомобилях он выражается в лучшем старте машины с места за счет, понятно, большего давления на ведущие колеса, а значит, улучшения их сцепления с дорогой. Значит ли это, что, если водитель прибавляет газ во второй половине поворота, за счет улучшающегося сцепления задних колес машина будет устойчивей? Разумеется да. Но не надо забывать, что переднеприводник за счет разгрузки передних колес будет хуже стартовать, да и на повороте любое прибавление газа уменьшает сцепление его ведущих колес. При торможении (возьмем пример с замедлением в 9,81 м/сек2) перемещение веса приобретает поистине драматический характер. Например, на переднеприводном автомобиле, где мотор с коробкой передач находятся спереди (а это дополнительный вес на переднюю ось), при торможении задние колеса «разгружаются» настолько сильно, что малейший поворот руля вызывает их занос. Это и понятно, так как в этот момент на задние шины давит всего 12 % от всего веса автомобиля. Если просто резко отпустить педаль газа, то вес так же переместится вперед, разгружая задние колеса. Да, мы чуть не забыли про вертикальную ось. Если просверлить машину насквозь через крышу, до самой дороги, пройдя через центр тяжести, то это и будет вертикальная ось. В момент заноса машина начинает вращаться вокруг этой вертикальной оси. Для большинства водителей такая ситуация оказывается чаще всего полной неожиданностью.
Однажды мой приятель захотел прокатить меня с ветерком на своей новой машине, а заодно (как я потом понял) и удивить своим мастерством вождения на загородном шоссе. Он без промедления ринулся обгонять длинный хвост машин, да слишком поздно включил пониженную передачу, то есть перешел с четвертой на третью. Это я подметил сразу. И вот мы попадаем в аварийную ситуацию: расстояние между машинами справа не позволяет ему втиснуть машину, а спереди на нас неотвратимо надвигается крутой правый поворот. Приятель решил, что успеет обогнать следующие две машины и юркнуть в то спасительное свободное место, что было перед ними. Почти успел, но его возвращение в правый ряд после обгона практически совпало с началом поворота. Он резко бросил газ и … как только начал поворачивать руль, наш автомобиль поплыл задней осью в сторону. «Газу, газу», — закричал я что есть мочи, и это подействовало. Мой приятель подчинился, и кое-как поймал вышедшую из-под контроля машину. Это характеризует его как раз как довольно неплохого водителя. Если бы он начал тормозить в этот критический момент на входе на поворот, как поступают, увы, в любой аварийной ситуации большинство водителей (а среди них многие считают себя ассами), шанс на выход из этой экстремальной ситуации был бы сведен к нулю. Разберемся, какие силы действовали в этот критический момент на машину и как удалось изменить их расстановку, чтобы окончательно не потерять машину. Понятно, что шины задней оси потеряли сцепление из-за резкого перемещения веса. Замедление было вызвано сбросом газа, вызывающим перемещение веса вперед.
Поворот руля вызвал перемещение веса на внешние колеса. Это означает, что давление на определенные колеса изменилось, следовательно, изменилось и их сцепление с дорогой. В нашем случае перемещение веса шло одновременно в двух направлениях: продольном и поперечном. Идеальная ситуация, в результате которой автомобиль едва ли не всегда норовит выйти из-под контроля. Водитель хотел изменить направление, то есть во что бы то ни стало заставить машину повернуть, в то время когда она опиралась практически всем своим весом на одно единственное внешнее к повороту переднее колесо. Как мы уже знаем, для замедления или изменения направления движения массы автомобиля к ней требуется приложить силу. Но площади контакта с дорогой одного-единственного колеса для того, чтобы эта сила подействовала, явно недостаточно. Это было попыткой нарушить законы физики, что невозможно. Что же произошло, когда водитель прибавил газ? Вес перераспределился назад, и задние колеса обрели сцепление (внешние больше, внутренние меньше), что и остановило начинающийся занос задней оси. Прибавляя газ, водитель чисто интуитивно несколько повернул руль обратно — «распустил» машину, то есть еще и добавил нагрузки на внутренние к повороту колеса. И поступил абсолютно правильно. Если бы на его месте был автогонщик, он поступил бы точно так же. Вся разница лишь в том, что автогонщик точно знает, как его автомобиль будет реагировать на перемещение веса, а обычный водитель ни о каком перемещении веса и не догадывается. А любое изменение направления или характера движения, как мы уже знаем, будь то ускорение или замедление, поворот налево или направо, обязательно сопровождается перемещением веса, которое меняет или перераспределяет сцепление между каждой из четырех шин. По этой причине мы и разобрали так подробно, казалось бы, обычную аварийную ситуацию. Кто бы ни попадал в подобные передряги, описывал потом происшествие примерно так: «… а потом мою машину внезапно кинуло в сторону, и я вылетел с дороги: просто не повезло!»
А теперь двинемся дальше, понимая, что все, что мы уже узнали о физике движения и что предстоит узнать, крайне важно. Конечно, обычный водитель не сможет так филигранно заправлять свой автомобиль на повороты с головокружительной скоростью, как автогонщик, умело использующий перемещение веса в свою пользу. Но знать элементарные законы физики, сопровождающие автомобиль в движении, он обязан. Иначе ему не овладеть высшим искусством управления автомобилем.
Если представить себе, что нам предстоит ездить по абсолютно гладкой поверхности, например такой, как сукно бильярдного стола или поверхность ледяного катка, то о вертикальном перемещении веса нашего автомобиля говорить не придется. На самом деле мы встречаем на дорогах массу неровностей. Это волнистый асфальт, бугры, крутые подъемы и спуски, ямы и другие неровности. Всего перечисленного с лихвой хватает на наших шоссейных дорогах и автострадах. Представим себе такую ситуацию: ваша машина въехала с большой скоростью на бугор. Кузов устремляется вверх, подвеска разгружается, и в этот момент вы решили изменить направление движения. Это ошибка. Именно в это мгновение контакт шин вашего автомобиля с дорогой очень слабый. А вот буквально через секунду, когда кузов автомобиля опустится, шины вновь обретут сцепление, причем еще большее, чем до подскока. Объяснять, почему это так, нет необходимости, и так все понятно. В этот момент машина чутко откликнется на поворот руля. Раллисты очень хорошо изучили, как ведет себя автомобиль на буграх. Они проносятся по ним с такой скоростью, что автомобиль взлетает высоко в воздух, и поэтому называются такие неровности трамплинами.
На поведение автомобиля на повороте, говоря простым языком — на его устойчивость, оказывает влияние также и принцип конструкции автомобиля. Передний, задний или полный привод, расположение двигателя (переднее, заднее, среднее). Важную роль играет и развесовка машины, то есть в какой пропорции вес распределяется между передней и задней осями. Само собой разумеется, автомобили с современными многорычажными подвесками охотнее исполняют волю водителя на поворотах, чем те, у которых подвески устаревшего образца. Но это чисто технические причины. Огромную роль играет и величина сил, действующих на машину на поворотах. Водители, не вникая в подробности, говорят в данном случае о том, как держат шины — хорошо или плохо. Влияет на устойчивость и дополнительный вес. Едет ли водитель один или с пассажирами, есть ли тяжелый багаж, много ли топлива в баке? Ускорение на повороте, конструкция подвесок машины, давление в шинах, торможение — все это может самым непосредственным образом повлиять на то, какие шины, передние или задние, начнут терять сцепление первыми. Это очень важный вопрос. Помните, что мы говорили про снос или занос? Если скользят передние шины, то это снос или недостаточная поворачиваемость. Если задние, то мы имеем дело с заносом, и это называется избыточной поворачиваемостью. Если скользят все четыре шины одновременно — это нейтральная поворачиваемость. Понятно, что последний вариант предпочтительнее, так как он не предусматривает вращение автомобиля вокруг вертикальной оси. А теперь дело представим таким образом, если автомобиль поворачивает на повороте, когда водитель не крутит руль, а ведет машину по дуге, с прибавлением газа, то поведение машины и будет называться поворачиваемостью. Рассмотрим более подробно, что это такое.
Сначала небольшой экскурс в теорию движения автомобиля, вернее, в тот подраздел, где рассматривается увод колес на повороте. Представим себе, что водитель повернул колеса на повороте на определенный угол. На маленькой скорости машина пошла по заданному радиусу. Если описать окружность, то она будет иметь свой определенный диаметр, независимо от того, сколько кругов по ней накатать (угол поворота колес остается неизменным). Увеличим скорость и увидим, что диаметр нашей окружности начал увеличиваться. Это увеличение вызывает увод шин, направление пятна контакта с покрытием площадки начало смещаться относительно диска колеса. Простыми словами, направление шины стало отличаться от направления диска колеса. Или можно еще и так: теоретическое направление качения шины стало отличаться от реального, заданного определенным поворотом руля. Именно этот угол, определяющий разницу теоретического и реального направления шины, и показывает величину увода, который привел к увеличению радиуса нашей окружности. Поедем еще быстрее. В какой-то момент сцепление шин достигнет критического значения, и они начнут скользить. Одновременно все четыре? Это было бы не самым худшим вариантом, так как в этом случае скольжение просто еще больше увеличит диаметр окружности, но не вызовет вращение автомобиля вокруг вертикальной оси. Такое поведение автомобиля в момент потери сцепления и скольжения всех четырех шин и называют нейтральной поворачиваемостью. Ее характеризует то, что все четыре колеса имеют одинаковый угол увода. Именно так стараются настроить свои болиды автогонщики, что позволяет им полностью контролировать их поведение на больших скоростях на поворотах. Итак, это оптимальный вариант. На практике часто, увы, бывает по-другому. То передние колеса начнут скользить первыми, то задние. В первом случае угол увода передних колес будет больше, чем у задних. Машина перестанет слушаться повернутых передних колес и будет стремиться уйти от нашей окружности по касательной. Правильно! Это типичный пример сноса передней оси, и мы об этом уже говорили. Теперь мы знаем, что такая неприятность называется недостаточной поворачиваемостью. Если первыми сорвутся в скольжение задние колеса, это вызовет избыточную поворачиваемость, которую характеризует больший угол увода задних колес, чем передних. Это классический пример заноса, когда задок машины норовит обогнать передние колеса, разворачивая ее носом к вершине поворота. Смоделировать различные проявления поворачиваемости можно на площадке на одном и том же автомобиле. Для этого перед началом движения по нашей окружности надо сначала спустить наполовину давление в передних шинах, чтобы они быстрее потеряли сцепление и начался снос передка. Затем восстановить давление в передних шинах и спустить наполовину в задних, что вызовет занос. Понятно? Но не понятно, зачем это знать обычному водителю? Объясню! Любой автомобиль с нормальной загрузкой и среднем сцеплении шин будет запрограммирован на определенное поведение в критической ситуации на повороте, когда водитель перебрал со скоростью. Предположим, если речь идет о переднем приводе — проявится недостаточная поворачиваемость. Тот же самый автомобиль, но уже при других условиях, например с полной загрузкой и на скользком покрытии, при превышении критичной скорости продемонстрирует избыточную поворачиваемость, если задний привод. Но может быть и наоборот, суть не в этом. Главное — понять, что водителя, который не знает, как поведет себя его автомобиль в критической ситуации и какие ответные действия помогут ему не потерять контроль над ситуацией, ни в коем случае нельзя назвать безопасным. Такой водитель запрограммирован на аварию, как только ситуация будет выходить из-под контроля. Водитель обязан точно знать, что может случиться на дороге и как с этим бороться. Что касается поворачиваемое™ в общем, справедливыми будут такие характеристики:
а) передний привод: недостаточная поворачиваемость с тенденцией скольжения передних шин на повороте. Противодействие: точка входа раньше, особенно на дожде;
б) избыточная поворачиваемость: склонность задней оси к развороту. Плавный поворот руля и строго дозированное прибавление газа на повороте.
Понятно, что конструкторы автомобилей стараются изо всех сил придать своим творениям нейтральные качества поведения в критических ситуациях. Именно это имеют в виду журналисты, описывая после проверки тест-драйвом норов какой-нибудь автомобильной новинки, сообщая читателю: «Управляемость выше всяких похвал». Но не будем спешить с выводами. Отнюдь не все производители вживляют в свою продукцию характер нейтральной поворачиваемости. Возьмем спортивные модели BMW и «порше». Как максимально застраховаться от неумелых действий недостаточно опытных водителей за рулем мощного и быстроходного автомобиля, которые почти наверняка рано или поздно сами создадут все условия для возникновения аварийной ситуации? Скорее всего, это будет выглядеть таким образом: влетая на поворот с завышенной скоростью, неопытный водитель испугается, резко бросит педаль газа и еще круче повернет руль, а может, и вдарит по тормозной педали что есть мочи, что вызовет занос задка. На поверхности лежит готовое противоядие: инженеры стараются придать спортивным автомобилям, которые есть в свободной продаже, склонность к недостаточной поворачиваемости, по крайней мере в первый момент скольжения шин. Такой характер поведения автомобиля будет несколько противостоять склонности к заносу задней оси в данных условиях. Но в целом заднеприводные автомобили могут сохранять нейтральную поворачиваемость в начале скольжения (или недостаточную, как в приведенном здесь примере), что в предельных режимах все равно выльется в избыточную поворачиваемость или занос. Точно так же переднеприводные автомобили могут сначала в скольжении демонстрировать нейтральное поведение, но более глубокое скольжение все-таки закончится ярким проявлением недостаточной поворачиваемости или сносом. Как и где проверить характер вашего автомобиля, его склонность к сносу и заносу? Для этого требуется площадка без ограждений, на которой можно безопасно выписывать окружность как минимум 100 метров в диаметре. Чтобы быстро ехать на гоночной машине, гонщик обязательно проверяет поведение своей машины на тренировках. Он может, применяя те или иные приемы пилотирования, влиять на поведение машины или изменить настройки подвесок, чтобы добиться желаемой управляемости. Почему же подавляющее большинство обычных водителей не желают проверить, как поведет себя их автомобиль в критической ситуации? Настоятельно рекомендую всем водителям, как только выпадет первый снег, потренироваться на подходящей площадке. Советы, как это сделать, вы найдете в главе о езде в зимних условиях, а описание упражнений — в конце книги.
А теперь поговорим о самом главном в физике движения. Все неприятности начинаются, когда на автомобиль действуют сразу несколько сил. Представьте себе такую ситуацию: автомобиль тормозит, потом поворачивает, причем вершина поворота находится на холме. Значит, на шины действуют силы отрицательного продольного ускорения, то есть торможения, бокового ускорения на повороте, да еще и вертикального, так как машину подбросило на холме. Причем не строго по указанным векторам, а во всех направлениях. Силы, действующие на шину на повороте, можно представить в виде графического изображения, но сначала, чтобы лучше понять график, рассмотрим такой пример. Представьте себе, что хозяйка налила вам тарелку борща на кухне и вам следует проследовать с ней в столовую. «Хорошо, что еще не до краев налила!» — бормочете вы и внимательно смотрите на тарелку, чтобы не пролить суп. А он так и норовит пролиться через край по направлению вперед и влево. Стоп! Почему вперед и влево? Да потому что вы только что «затормозили» в конце коридора и повернули вправо. Точно так же и запас сцепления шин устремляется вперед и вправо при торможении и повороте влево на нашем графическом изображении. Посмотрите, как только вы снова пошли, суп устремился назад, точно так же как у автомобиля, трогающегося с места, загружается задняя ось, из-за чего сцепление задних шин возрастает.
Первым предложил использовать окружность для графического изображения работы шины на повороте профессор Вунибальд Камм (1893-1966). Ученый работал в техническом университете города Штутгарта, что в Германии.
Скорее всего, прежде чем господин Камм пришел к выводу, что можно графически изобразить запас сцепления шины на повороте, он так же покружил с тарелкой супа в руках. Только это был не борщ, а немецкий «айнтопф», но на результаты эксперимента это не повлияло. Итак, силы, действующие на шину на повороте, можно изобразить векторами. Эта сила может быть большой, средней или нулевой. Измерять ее сейчас нет никакой необходимости, для нашего графика это неважно. Важно только,
что длинная стрелка изображает «максимум», половина стрелки -«середину максимума» и ноль — «ничего». Направление стрелки возможно в любую сторону, поэтому обведем вокруг окружность. Расстояние от центра до окружности изображает в данном случае максимальное боковое или продольное ускорение. Что происходит на линии окружности? Это и есть зона турбулентности, здесь силы сцепления иссякают и уступают место силам скольжения. В этой зоне достигается максимальное сцепление шины с дорожным покрытием. Здесь шины находятся в состоянии контролируемой нестабильности. Окружность профессора Камма наглядно показывает, что тормозить и разгоняться на повороте можно, важно только правильно распределить соотношение сил продольных и поперечных ускорений. Скажу по секрету, что благодаря этой теории и была изобретена антиблокировочная система тормозов. Конечно, это голая теория, на практике все немного иначе, но она помогает понять, как работает шина на повороте.
неизбежно возникнет прижимная сила. В этот момент вес машины увеличится, сцепление шин улучшится. Как это изобразить графически? Очень просто — увеличением окружности, отодвигающей зону начала скольжения. И это самый подходящий момент, чтобы тормозить или поворачивать.
Подведем итог и суммируем вышесказанное. Управление автомобилем в движении создает силы, действующие на машину. Водитель может эти силы в процессе своей «борьбы» с дорогой и с машиной увеличивать или уменьшать, но они все равно будут соответствовать различным законам физики. Эти законы изменить нельзя. Физика движения объясняет все, что происходит с автомобилем на дороге. Грамотное управление автомобилем состоит в умении водителя понимать и не нарушать эти законы, а умело их использовать. Быстро, но безопасно ехать на автомобиле — это значит умело балансировать на границе окружности профессора Камма. А в балансе главное — чувствовать перемещение веса и не перебарщивать с ним. Иначе наш борщ выплеснется из тарелки!
М. Горбачёв
- amazonS3_cache: a:2:{s:48:»//aviacity.eto-ya.com/files/2013/07/strashno.jpg»;a:1:{s:9:»timestamp»;i:1713562351;}s:49:»//aviacity.eto-ya.com/files/2013/07/strashno.jpg&»;a:1:{s:9:»timestamp»;i:1713562351;}}