Джекки Стюарт воскликнул как то: «Скорость? В действительности главная задача состоит в том, как побороть или снизить скорость». Действительно, весь вопрос состоит в том, как снизить скорость ровно настолько, чтобы её можно было без потерь пронести через поворот.
Посмотрим, как это делается. Но, сначала ещё раз повторим прописные истины техники вождения. Без них никак нельзя!
Техника вождения. Увод шин в повороте
Чем выше коэффициент трения в паре шина-покрытие, тем большие силы могут передаваться через это пятно контакта. Покрытие дороги может быть более или менее цепким и эта величина для всех проезжающих автомобилей одинаково, а вот коэффициент сцепления или сила трения шины могут меняться. Поговорим об этих силах трения.
Сила трения шины зависит от многих факторов. Это конструкция самой шины, рисунок протектора, состав резины, давление воздуха, ширина и диаметр самой шины и диска колеса, температура и сопротивление качению. Максимальный коэффициент силы трения у шин болидов Формулы 1 составляет 1,4. Это означает, что эти шины передают силу в 1,4 раза большую, чем ускорение свободного падения. Ещё большие силы в три раза превышающие ускорение свободного падения передают шины американских дрэгстеров, работающие в паре с поверхностью трассы, на которую нанесён слой специального клея. Это в десять раз больше сцепления, развиваемого шинами дорожных автомобилей. Само собой разумеется, что на влажном от дождя покрытии коэффициент сцепления ещё меньше.
Теперь рассмотрим угол увода. Шины в силах развить максимальное значение сцепления только в случае, если направление качения шины отличается от направления движения автомобиля. Образующийся при этом угол и называется углом увода. При езде по прямой этот угол теоретически равен нулю, хотя развал-схождение колёс вместе с боковым ветром могут составлять небольшие величины, но не будем принимать их во внимание. Уже при обычном движении в повороте, автомобиль идёт не точно по колее повернутых колёс, а его немного сносит наружу поворота. Чтобы выдержать желаемую водителем траекторию, ему приходится несколько сильнее поворачивать колёса. Таким образом угол увода и составляет разницу между направлением качения колёс (как передних, так и задних) и направлением движением автомобиля, а точнее направлением колёсных дисков. Таким образом термин недостаточная поворачиваемость означает больший угол увода передних шин, чем задних, а избыточная поворачиваемость, соответственно означает больший угол увода задних шин, чем передних.
Один из читателей написал мне по выходу одной из предыдущих книг по вождению, раскрывающей гоночные секреты вот что: " у Вас есть одна неточность, которую желательно бы исправить. Вы часто связываете термин «поворачиваемость» со скольжением шин в повороте. На самом деле и недостаточная, и избыточная поворачиваемость проявляются независимо от наличия скольжения». Вот что я ответил. Относительно угла увода, я совершенно согласен с Вами, что и недостаточная, и избыточная поворачиваемость проявляются независимо от наличия скольжения. То есть, точнее, я согласен с тем, что так написано в учебниках. Хотя, изменение траектории происходит всё-таки как следствие отклонения шины от направления, куда смотрит обод колеса. То есть шина катится под некоторым углом. То есть под углом увода и отклонение от заданного направления движения происходит вследствие деформации её боковины и протектора шины, а значит, есть и некоторое, пусть минимальное боковое скольжение в зоне контакта с дорожным покрытием. Если скорость увеличивать, то скольжение будет возрастать. Значит, можно сказать, что сначала, при небольших скоростях мы имеем дело с уводом шины, которое позже переходит в фазу скольжения. Кстати, в англоязычной литературе угол увода называется «slip angle», что переводится, как угол скольжения и никак иначе. Хотя немецкий термин «Schraeklaufwinkel» по смыслу ближе к нашему углу увода, но всё же имеет в виду движение под углом, а это невозможно без скольжения. Современная низкопрофильная шина, не говоря о спортивном слике, начинает скользить практически сразу по достижению критической скорости в повороте, когда запас сцепления исчерпан, так как деформация боковин и протектора у нёё — минимальны, значит, минимален и угол увода. Именно поэтому я говорю о том, что при определённых условиях в повороте угол увода лучше называть имеет углом скольжения шины. Это уже не угол увода. Вот ещё одно замечание читателя: «Если больше угол увода передних колес — это недостаточная поворачиваемость, так как автомобиль даже без скольжения идет по дуге большего радиуса, чем должны бы обеспечить повернутые на такой угол колеса». Совершенно справедливо, но идёт то он по большей дуге как раз за счёт скольжения шин!
Техника вождения. Баланс с большой буквы
Так или иначе, а термин «угол скольжения» мне нравится намного больше, особенно когда речь идёт о спортивном вождении. Уверен, что людям без специального образования, легче понять физику движения автомобиля, если мы говорим о скольжении передних или задних колёс. Так что я остаюсь при своём мнении, хотя реакция экспертов с автомобильным образованием газеты «Авторевю» на самые первые публикации моих статей по теории гоночного вождения в журнале «Автоспорт», была схожа: они просили заменить «угол скольжения» на «угол увода». Движение гоночного или спортивного автомобиля по трассе — это скольжение, а характеристики поворачиваемости при этом размываются, становятся текучими как жидкость и перетекают из одного состояния в другое.
Вот ещё одна фраза того же читателя из его письма: «А снос или занос вызывают суммирование силы тяги и инерции, на ведущих колесах запас по сцеплению всегда меньше, так как они нагружены большим количеством сил». А как же вход в поворот под сброс газа на переднеприводном автомобиле, сопровождающийся заносом? Тут в скольжение идут задние шины, на которых нет тяги и в помине. Потеря сцепления вызывается перемещением веса вперёд и разгрузкой задних колёс, как следствие внезапного прекращения тяги на ведущих колёсах, сопровождающееся клевком машины.
Понятно хоть что-нибудь? А теперь будем разбираться, так как без этого нам не понять, как же быстро проходить повороты. Что такое на самом деле угол увода? Если при нормальных поездках автомобиля и, соответственно, поворотах, угол увода мало влияет на ситуацию, то быстрое прохождение поворотов в спортивной манере предполагает движение с такими углами увода передних и задних шин, которым соответствует максимальный коэффициент сцепления. В этом то и состоит весь секрет гоночной езды в поворотах! Если угол увода, а на большой скорости его справедливо уже называть углом скольжения, так как шины начинают скользить даже по асфальту, слишком большой, то сцепление шин резко падает. Это положение и объясняет ту истину, что многие десятилетия подвергалась мощным дискуссиям и спорам: езда в повороте с большим заносом, хотя и выглядит всегда привлекательно для зрителей, не является самым быстрым способом прохождения поворота. Для спортивных низкопрофильных шин легковых машин классов " большой туризм», этот оптимальный угол скольжения составляет для от 8 до 12%. Для широченных «сликов» Формулы 1, этот угол будет, по крайней мере, в два раза меньше. Вспомним, что сцепление шины с покрытием дороги зависит и от веса, который вертикально давит на шину.
Техника вождения. Вертикальная нагрузка, перемещение веса
«Твой автомобиль скользит с огромной скоростью на планки отбойника в повороте и проходит от них буквально в двух сантиметрах. Ближе уже невозможно! Ты тормозишь в самый последний момент, когда всё висит уже на волоске, позже, значит вылет! На идентично настроенном автомобиле я не могу ехать быстрее другого гонщика мирового уровня, неважно, как его зовут, так как мы все едем на верхней границе предела возможного» — сказал когда-то трёхкратный чемпион мира по Формуле 1 Ники Лауда. Красиво сказал, так и бегут мурашки по коже, когда представляешь себе мчащийся на отбойник болид, буквально чиркающий по нему и, подняв облачко пыли, моментально скрывающийся из вида. Романтика опасной профессии! Давайте не будем впадать в сентиментальное настроение и разберёмся в некоторых нюансах гоночных приёмов вождения, например в перераспределении веса, вертикальной нагрузке, законах сцепления шин. Без ясности в этих вопросах быстро ездить в поворотах очень опасно!
Распределение веса между колёсами зависит от расположения центра тяжести автомобиля. Возьмём болид Формулы 1, имеющий обычно развесовку между осями 40/60, что означает распределение 20% веса на одно переднее колесо и 30% на одно заднее. Но, такая развесовка характерна только для автомобиля, стоящего на одном месте, то есть, находящегося в статике. Как только автомобиль поехал в дело вступают вместо статических, динамические силы перераспределения веса между колёсами: при разгоне больше веса переходит назад и задние колёса дополнительно загружаются (это обеспечивает лучший старт с места заднеприводных автомобилей в сравнении с переднеприводными), при торможении вес перераспределяется вперёд, дополнительно загружая передние колёса, а в поворотах дополнительную загрузку получают внешние колёса. При этом общий вес автомобиля, понятно, не меняется, он только по иному перераспределяется между колёсами. Можно ли добавить вес на большой скорости в повороте? Конечно! Это под силу аэродинамическим приспособлениям гоночных машин, а у других автомобилей в повороте вес, то есть вертикальное давление на колёса не может увеличиваться. Более того, несмотря на то, что в повороте суммарное давление на шины остаётся прежним, сцепление самих шин снижается. Происходит это таким образом. Допустим, на переднюю подвеску приходится 200 условных единиц вертикальной нагрузки, что означает по 100 на каждую сторону. Каждая шина с такой нагрузкой может развить 150 условных единиц сцепления, значит, передние шины развивают вместе 300 ед. Это понятно. Если предположить, что в повороте внутреннее колесо отрывается от покрытия дороги, значит, на внешнее колесо будет давить вся вертикальная нагрузка в 200 ед., приходящаяся на переднюю ось. Но внешняя шина при этом разовьёт только 250 ед. сцепления и не больше. 50 очень нужных в повороте единиц сцепления будут потеряны. Значит, вертикальная нагрузка и сцепление шины составляют нелинейную зависимость. Происходит вот что: при увеличении нагрузки на внешнее колесо, сцепление его шины растёт с отставанием, то есть непропорционально. Внутренняя шина, вертикальная нагрузка на которую в этом случае падает, теряет сцепление ещё быстрее. Суммарное сцепление шин падает. Для водителя это означает только одно: он должен стремиться так проходить повороты, чтобы перемещение веса было минимальным. Это будет означать езду с максимально возможным сцеплением шин, то есть на хорошо сбалансированном автомобиле. Теперь понятно, почему тренеры по автогонкам не устают повторять своим подопечным: «поворачивай руль в повороте на минимально возможный угол». Вот основные секреты сохранения максимального динамического баланса автомобиля в повороте, которые хорошо известны автогонщикам и которые были мастерски сформулированы американским тренером г-ном Россом Бентли:
1. Чем медленнее движения гонщика, тем быстрее идёт автомобиль.
2. Нажимай на педаль тормоза аккуратно и с чувством, отпускай педаль плавно.
3. Педаль газа, это не рубильник «включил-выключил».
4. Чем меньше угол поворота руля, тем выше скорость автомобиля.
5. Рули скупо, руль поворачивай на минимально возможный градус.
6. Плавно, значит быстро.
Итак, теперь понятно, что перемещение веса на быстро едущем автомобиле избежать невозможно и его надо сокращать всеми возможными средствами. Что это за средства?
Техника вождения. Главный гоночный секрет
А вот ещё некоторые водительские секреты и главный среди них:
1.Нагружай шины работой в повороте постепенно.
2. Всегда лучше войти в поворот медленнее, а выйти из него быстрее, чем наоборот
3. Стремись совмещать в повороте силы торможения поворота и ускорения.
Какой? Третий — для овладения правильной техникой прохождения поворотов самый важный. Давайте разбираться, что значит совмещать силы. Вспомним, как проходит поворот гордый и отважный самоучка, скажем, на переднеприводном авто. Он смело поворачивает руль в поворот и тут же решительно прибавляет газ, так считает, он делают настоящие гонщики. Принимая во внимание, правило № 2, может показаться, что такой прав. На самом деле, начинается силовое противоборство пререгруженных непосильной работой и потому скользящих передних шин против сцепления с покрытием дороги. Резко прибавляя газ, водитель перераспределяет вес назад, и передние шины теряют часть вертикальной нагрузки и скользят ещё больше в сторону, «пропихивая» передок мимо поворота. Пройти поворот на максимуме возможностей машины, а главное на максимуме возможностей сцепления шин в данных конкретных условиях, значит максимально быстро — это не так просто, как кажется. Здесь речь идёт о мастерстве владения динамическим балансом автомобиля, впрочем, мы об этом уже говорили. Теперь я раскрою секрет, зачем и как совмещать в повороте силы торможения поворота и ускорения, но сначала приведу наглядный пример.
Вы подлетаете к повороту и тормозите. Шины автомобиля на все 100% работают на торможение и именно поэтому, пока вы не отпустили тормоз, поворачивать руль нельзя. У шин нет резерва, они не смогут работать на поворот, так как мы уже сказали, что весь свой потенциал они тратят на торможение. Постепенно ослабляя давление на педаль тормоза, водитель уменьшает работу шины на торможение и, скажем 10% ей потенциала уже могут быть использованы на поворот. Тормоз отпускается ещё больше, и вот уже работа шины распределяется поровну между торможением и поворотом 50% на 50%. Машина идёт на «Апекс» (точка в которой внутреннее колесо проезжает на минимальном расстоянии от внутренней вершины поворота) и вот уже шина работает на 90% своего потенциала на поворот и только 10% ещё используется на торможение. Так в повороте тормозить нельзя! Правильно, но таким способом, не нарушая баланса автомобиля, не перегружая шину работой, используя потенциал шины на 100% — можно и нужно и этот приём помогает повернуть с минимальным участием руля автомобиля. Машину как бы разворачивает вокруг своей оси, и она замечательным образом попадает, то есть вписывается в поворот. Оговорюсь, здесь речь идёт как минимум о девяностоградусном повороте или даже более крутом. В пологих, а значит, быстрых поворотах никакого затяжного торможения быть не может, и педаль тормоза отпускается ещё до поворота руля, но очень плавно и так же плавно прибавляется газа (помни о динамическом балансе автомобиля). Кстати, этот приём так и называется «trail braiking», что означает затяжное торможение. От апекса уже 10% работы шины задействованы в ускорении, а 90% по прежнему «рулят». Потом эта пропорция изменяется, и работа распределяется уже 50% на 50%. На выходе из поворота уже 90% потенциала сцепления шины работают на разгон автомобиля и всего 10% на сам поворот. Чтобы наглядно проследить как накладывается друг на друга в повороте работа шины, состоящая из сил торможения поворота и ускорения, привяжите к внутреннему зеркалу автомобиля небольшой шнурок на конце с грузиком, например, металлическим шариком. Машина тормозит, шарик отклониться строго вперёд, разгоняется — назад. В левом повороте шарик отклоняется вправо и наоборот. Если теперь на входе в поворот на тормозные силы будет накладываться центробежная сила поворота, то шарик начнёт отклоняться не только вперёд, но и вбок. Точно так же при разгоне из поворота шарик будет отклоняться назад и вбок. Совмещать силы в повороте, накладывать одну на другую, используя при этом точно 100% потенциала работы шины — не больше и не меньше (и то, и другое плохо!) умеет лучше других Михаель Шумахер. Именно поэтому он умудрялся сохранять работоспособность шин дольше, чем это удавалось другим гонщикам и уже на сильно изношенных шинах, но вполне работоспособных (так как до этого работавших в оптимальных условиях) он совершал самые быстрые круги по трассе, обгоняя соперника во время знаменитых «шумахерских пит-стоповых» атак.
Михаэль Шумахер: «Все пилоты стараются нащупать предел. Кроме того, нужно думать о недостаточной или избыточной поворачиваемости, о потерянном времени и износе шин. Вдобавок, всегда есть риск вылета с трассы. Я пилотирую на пределе в каждом повороте, я чувствую его. Но чтобы узнать каков этот предел на самом деле, нужно входить в поворот быстрее, чем это кажется возможным. Только так я могу узнать, как далеко можно зайти».
А теперь самое главное, то ради чего писалась эта статья — техника торможения в прохождении быстрых поворотов с сохранением максимального баланса. Один из российских гонщиков откатав сезон в международном чемпионате, поделился впечатлениями. Он подтвердил, что многому научился, и самое главное понял, зачем и как тормозить левой ногой. Именно торможение левой ногой позволяет свести к минимуму перераспределение веса гоночного болида, а значит, и добиться максимального использования всего потенциала сцепления шин. Вот вам и мини-сенсация: оказывается не только раллисты. Что понятно, но и кольцевики применяют приём торможения левой ногой. И не для того, чтобы заторомозить в прямом смысле этого слова. Для того чтобы лучше. С более высокой скоростью вписаться в поворот! Я всегда говорил и буду говорить, что нет двух стилей вождения: кольцевого и раллийного. Стиль один, так как физика движения для любых автомобилей, на любых покрытиях одна. Сравнивая данные графиков записи данных прохождения поворотов Рубенса Барикелло, управляющего педалями газа и тормоза одной правой ногой и Михаеля Шумахера, мастера торможения левой ногой, очень хорошо видно, в чём преимущества последнего.
Рассмотрим эту технику более подробно, так как она имеет к сохранению баланса в повороте самое непосредственное значение. Шумахер выигрывает, например в одном повороте трассы Судзука (Turn one) до 0,3 сек и его болид на 25 км/ч. быстрее на выходе. Стиль Михаэля был постоянно предметом обсуждения и многие видели, что его машина ведёт себя иначе в поворотах, на самом деле никто не мог точно сказать что конкретно делает Михаэль. Его стиль торможения необычен, и позволяет ему отыгрывать бесценное время практически в каждом повороте. Да, он выравнивает болид левой ногой чтобы ограничить продольные перемещения веса и выиграть несколько км/ч. Но как именно он делает это? Графики работы педалью газа и тормоза показывают, 5 кратный чемпион мира ищет предел на входе в поворот: он тормозит очень поздно, но и работает педалью газа и тормоза одновремено. Например, в первом повороте Сильверстоуна Copse, он сбрасывает газ только на 40%, и одновременно мягко притормаживает, чтобы свести к минимуму изменения динамического баланса болида, Именно поэтому Михаэль не сбрасывает газ на торможении, мешая излишнему перераспределению веса. То же самое и в первом повороте Сузуки: Шумахер вновь не сбрасывает газ даже при интенсивном торможении. Он тормозит на 15 метров позже, чем Рубенс, но это только небольшая деталь. В то время как бразилец переводит ногу с газа на тормоз и наоборот, Михаэль нажимает обе педали одновременно. Он начинает торможение задолго до Рубенса (с усилием в 5% от максимального), но при этом не отпускает полностью выжатую педаль газа. Затем, уже в повороте, Шумахер тоже ни на секунду полностью не сбрасывает газ. На выходе Михаэль усиливает давление на акселератор, и одновременно слегка (с усилием в 2–3%) притормаживает. А Рубенсу приходится тормозить и разгоняться попеременно. Поэтому он гораздо медленнее на входе, и в большей части поворота. Ускорение на выходе он начинает чуть раньше, но к этому моменту ему уже приходится выступать в роли догоняющего. Похожая ситуация и в шпильке Монреаля — Михаэль тормозит без газа только на протяжении пяти метров, в самом конце зоны торможения. Большинство пилотов Формулы-1 тормозят левой ногой, но Шумахер достиг в этом поразительного совершенства. Кроме улучшения баланса болида он не даёт мотору «проседать» по оборотам, когда во время торможений он не полностью отпускает педаль газа. А если эта педаль всё-таки полностью отпущена, то на минимальное время. Вспомним основное правило езды на прокатном картинге: не дать мотору «просесть» по оборотам. Только тормозить, не сбрасывая газ здесь нельзя — этим можно вывести из себя персонал картодрома, так как на прокатных картах такое торможение быстро выводит из строя вариатор. Если бы только один приём филигранного торможения левой ногой позволял Шумахеру выигрывать! Но, не всё так просто.
Росс Браун: «Михаэль уникален не тем, как он проходит конкретный круг. Вместе с его скоростью нужно учитывать и ещё два важнейших качества Михаэля — стабильность и способность адаптироваться. Почти сразу же, как Михаэль садится в новый болид, он находит его предел. Но это не главное. Он может поддерживать этот ритм от первого круга и до последнего, без малейших ошибок. Это очень важно для оценки износа шин по ходу гонки или разработки стратегии».
Требуются ли для практикования «метода Шумахера» особые настройки? Безусловно, вот что говорит по этому поводу сам Михаэль Шумахер: «Я могу справиться с болидом с избыточной поворачиваемостью, но я должен быть уверен в том, что в тот самый момент, когда я коснусь педали тормоза, болид поедет именно по той траектории, по которой я хочу, без малейших отклонений».
Поэтому предсказуемость поведения автомобиля и хорошее сцепление передних колес имеют огромное значение. Более мягкая настройка амортизаторов и стабилизаторов необходима.
А теперь вспомним о главном гоночном секрете совмещении в повороте сил торможения поворота и ускорения. Управляя двумя педалями одновременно, Шумахер заставляет перетекать эти силы из одного состояния в другое с минимальным нарушением баланса автомобиля, а то и вовсе без него. Понятно, что всё вышесказанное работает только на автомобиле с задним приводом. Как проходит «заднеприводник» поворот? Входит в поворот на передних шинах, а выходит на задних. А теперь — подробнее. На входе в поворот работают передние шины, осуществляя изменение траектории движения, то есть вход в поворот. Они ещё дополнительно нагружены перемещением веса вперёд. Может быть даже чрезмерно? Так или иначе, но на выходе из поворота работают уже задние шины, так как они разгоняют машину, да ещё и получают дополнительную загрузку от перемещения веса назад, сопровождаемую разгоном. Так вот работа двумя педалями позволяет максимально сгладить эти перемещения веса.
Техника вождения. Увод шин в повороте
Чем выше коэффициент трения в паре шина-покрытие, тем большие силы могут передаваться через это пятно контакта. Покрытие дороги может быть более или менее цепким и эта величина для всех проезжающих автомобилей одинаково, а вот коэффициент сцепления или сила трения шины могут меняться. Поговорим об этих силах трения.
Сила трения шины зависит от многих факторов. Это конструкция самой шины, рисунок протектора, состав резины, давление воздуха, ширина и диаметр самой шины и диска колеса, температура и сопротивление качению. Максимальный коэффициент силы трения у шин болидов Формулы 1 составляет 1,4. Это означает, что эти шины передают силу в 1,4 раза большую, чем ускорение свободного падения. Ещё большие силы в три раза превышающие ускорение свободного падения передают шины американских дрэгстеров, работающие в паре с поверхностью трассы, на которую нанесён слой специального клея. Это в десять раз больше сцепления, развиваемого шинами дорожных автомобилей. Само собой разумеется, что на влажном от дождя покрытии коэффициент сцепления ещё меньше.
Теперь рассмотрим угол увода. Шины в силах развить максимальное значение сцепления только в случае, если направление качения шины отличается от направления движения автомобиля. Образующийся при этом угол и называется углом увода. При езде по прямой этот угол теоретически равен нулю, хотя развал-схождение колёс вместе с боковым ветром могут составлять небольшие величины, но не будем принимать их во внимание. Уже при обычном движении в повороте, автомобиль идёт не точно по колее повернутых колёс, а его немного сносит наружу поворота. Чтобы выдержать желаемую водителем траекторию, ему приходится несколько сильнее поворачивать колёса. Таким образом угол увода и составляет разницу между направлением качения колёс (как передних, так и задних) и направлением движением автомобиля, а точнее направлением колёсных дисков. Таким образом термин недостаточная поворачиваемость означает больший угол увода передних шин, чем задних, а избыточная поворачиваемость, соответственно означает больший угол увода задних шин, чем передних.
Один из читателей написал мне по выходу одной из предыдущих книг по вождению, раскрывающей гоночные секреты вот что: " у Вас есть одна неточность, которую желательно бы исправить. Вы часто связываете термин «поворачиваемость» со скольжением шин в повороте. На самом деле и недостаточная, и избыточная поворачиваемость проявляются независимо от наличия скольжения». Вот что я ответил. Относительно угла увода, я совершенно согласен с Вами, что и недостаточная, и избыточная поворачиваемость проявляются независимо от наличия скольжения. То есть, точнее, я согласен с тем, что так написано в учебниках. Хотя, изменение траектории происходит всё-таки как следствие отклонения шины от направления, куда смотрит обод колеса. То есть шина катится под некоторым углом. То есть под углом увода и отклонение от заданного направления движения происходит вследствие деформации её боковины и протектора шины, а значит, есть и некоторое, пусть минимальное боковое скольжение в зоне контакта с дорожным покрытием. Если скорость увеличивать, то скольжение будет возрастать. Значит, можно сказать, что сначала, при небольших скоростях мы имеем дело с уводом шины, которое позже переходит в фазу скольжения. Кстати, в англоязычной литературе угол увода называется «slip angle», что переводится, как угол скольжения и никак иначе. Хотя немецкий термин «Schraeklaufwinkel» по смыслу ближе к нашему углу увода, но всё же имеет в виду движение под углом, а это невозможно без скольжения. Современная низкопрофильная шина, не говоря о спортивном слике, начинает скользить практически сразу по достижению критической скорости в повороте, когда запас сцепления исчерпан, так как деформация боковин и протектора у нёё — минимальны, значит, минимален и угол увода. Именно поэтому я говорю о том, что при определённых условиях в повороте угол увода лучше называть имеет углом скольжения шины. Это уже не угол увода. Вот ещё одно замечание читателя: «Если больше угол увода передних колес — это недостаточная поворачиваемость, так как автомобиль даже без скольжения идет по дуге большего радиуса, чем должны бы обеспечить повернутые на такой угол колеса». Совершенно справедливо, но идёт то он по большей дуге как раз за счёт скольжения шин!
Техника вождения. Баланс с большой буквы
Так или иначе, а термин «угол скольжения» мне нравится намного больше, особенно когда речь идёт о спортивном вождении. Уверен, что людям без специального образования, легче понять физику движения автомобиля, если мы говорим о скольжении передних или задних колёс. Так что я остаюсь при своём мнении, хотя реакция экспертов с автомобильным образованием газеты «Авторевю» на самые первые публикации моих статей по теории гоночного вождения в журнале «Автоспорт», была схожа: они просили заменить «угол скольжения» на «угол увода». Движение гоночного или спортивного автомобиля по трассе — это скольжение, а характеристики поворачиваемости при этом размываются, становятся текучими как жидкость и перетекают из одного состояния в другое.
Вот ещё одна фраза того же читателя из его письма: «А снос или занос вызывают суммирование силы тяги и инерции, на ведущих колесах запас по сцеплению всегда меньше, так как они нагружены большим количеством сил». А как же вход в поворот под сброс газа на переднеприводном автомобиле, сопровождающийся заносом? Тут в скольжение идут задние шины, на которых нет тяги и в помине. Потеря сцепления вызывается перемещением веса вперёд и разгрузкой задних колёс, как следствие внезапного прекращения тяги на ведущих колёсах, сопровождающееся клевком машины.
Понятно хоть что-нибудь? А теперь будем разбираться, так как без этого нам не понять, как же быстро проходить повороты. Что такое на самом деле угол увода? Если при нормальных поездках автомобиля и, соответственно, поворотах, угол увода мало влияет на ситуацию, то быстрое прохождение поворотов в спортивной манере предполагает движение с такими углами увода передних и задних шин, которым соответствует максимальный коэффициент сцепления. В этом то и состоит весь секрет гоночной езды в поворотах! Если угол увода, а на большой скорости его справедливо уже называть углом скольжения, так как шины начинают скользить даже по асфальту, слишком большой, то сцепление шин резко падает. Это положение и объясняет ту истину, что многие десятилетия подвергалась мощным дискуссиям и спорам: езда в повороте с большим заносом, хотя и выглядит всегда привлекательно для зрителей, не является самым быстрым способом прохождения поворота. Для спортивных низкопрофильных шин легковых машин классов " большой туризм», этот оптимальный угол скольжения составляет для от 8 до 12%. Для широченных «сликов» Формулы 1, этот угол будет, по крайней мере, в два раза меньше. Вспомним, что сцепление шины с покрытием дороги зависит и от веса, который вертикально давит на шину.
Техника вождения. Вертикальная нагрузка, перемещение веса
«Твой автомобиль скользит с огромной скоростью на планки отбойника в повороте и проходит от них буквально в двух сантиметрах. Ближе уже невозможно! Ты тормозишь в самый последний момент, когда всё висит уже на волоске, позже, значит вылет! На идентично настроенном автомобиле я не могу ехать быстрее другого гонщика мирового уровня, неважно, как его зовут, так как мы все едем на верхней границе предела возможного» — сказал когда-то трёхкратный чемпион мира по Формуле 1 Ники Лауда. Красиво сказал, так и бегут мурашки по коже, когда представляешь себе мчащийся на отбойник болид, буквально чиркающий по нему и, подняв облачко пыли, моментально скрывающийся из вида. Романтика опасной профессии! Давайте не будем впадать в сентиментальное настроение и разберёмся в некоторых нюансах гоночных приёмов вождения, например в перераспределении веса, вертикальной нагрузке, законах сцепления шин. Без ясности в этих вопросах быстро ездить в поворотах очень опасно!
Распределение веса между колёсами зависит от расположения центра тяжести автомобиля. Возьмём болид Формулы 1, имеющий обычно развесовку между осями 40/60, что означает распределение 20% веса на одно переднее колесо и 30% на одно заднее. Но, такая развесовка характерна только для автомобиля, стоящего на одном месте, то есть, находящегося в статике. Как только автомобиль поехал в дело вступают вместо статических, динамические силы перераспределения веса между колёсами: при разгоне больше веса переходит назад и задние колёса дополнительно загружаются (это обеспечивает лучший старт с места заднеприводных автомобилей в сравнении с переднеприводными), при торможении вес перераспределяется вперёд, дополнительно загружая передние колёса, а в поворотах дополнительную загрузку получают внешние колёса. При этом общий вес автомобиля, понятно, не меняется, он только по иному перераспределяется между колёсами. Можно ли добавить вес на большой скорости в повороте? Конечно! Это под силу аэродинамическим приспособлениям гоночных машин, а у других автомобилей в повороте вес, то есть вертикальное давление на колёса не может увеличиваться. Более того, несмотря на то, что в повороте суммарное давление на шины остаётся прежним, сцепление самих шин снижается. Происходит это таким образом. Допустим, на переднюю подвеску приходится 200 условных единиц вертикальной нагрузки, что означает по 100 на каждую сторону. Каждая шина с такой нагрузкой может развить 150 условных единиц сцепления, значит, передние шины развивают вместе 300 ед. Это понятно. Если предположить, что в повороте внутреннее колесо отрывается от покрытия дороги, значит, на внешнее колесо будет давить вся вертикальная нагрузка в 200 ед., приходящаяся на переднюю ось. Но внешняя шина при этом разовьёт только 250 ед. сцепления и не больше. 50 очень нужных в повороте единиц сцепления будут потеряны. Значит, вертикальная нагрузка и сцепление шины составляют нелинейную зависимость. Происходит вот что: при увеличении нагрузки на внешнее колесо, сцепление его шины растёт с отставанием, то есть непропорционально. Внутренняя шина, вертикальная нагрузка на которую в этом случае падает, теряет сцепление ещё быстрее. Суммарное сцепление шин падает. Для водителя это означает только одно: он должен стремиться так проходить повороты, чтобы перемещение веса было минимальным. Это будет означать езду с максимально возможным сцеплением шин, то есть на хорошо сбалансированном автомобиле. Теперь понятно, почему тренеры по автогонкам не устают повторять своим подопечным: «поворачивай руль в повороте на минимально возможный угол». Вот основные секреты сохранения максимального динамического баланса автомобиля в повороте, которые хорошо известны автогонщикам и которые были мастерски сформулированы американским тренером г-ном Россом Бентли:
1. Чем медленнее движения гонщика, тем быстрее идёт автомобиль.
2. Нажимай на педаль тормоза аккуратно и с чувством, отпускай педаль плавно.
3. Педаль газа, это не рубильник «включил-выключил».
4. Чем меньше угол поворота руля, тем выше скорость автомобиля.
5. Рули скупо, руль поворачивай на минимально возможный градус.
6. Плавно, значит быстро.
Итак, теперь понятно, что перемещение веса на быстро едущем автомобиле избежать невозможно и его надо сокращать всеми возможными средствами. Что это за средства?
Техника вождения. Главный гоночный секрет
А вот ещё некоторые водительские секреты и главный среди них:
1.Нагружай шины работой в повороте постепенно.
2. Всегда лучше войти в поворот медленнее, а выйти из него быстрее, чем наоборот
3. Стремись совмещать в повороте силы торможения поворота и ускорения.
Какой? Третий — для овладения правильной техникой прохождения поворотов самый важный. Давайте разбираться, что значит совмещать силы. Вспомним, как проходит поворот гордый и отважный самоучка, скажем, на переднеприводном авто. Он смело поворачивает руль в поворот и тут же решительно прибавляет газ, так считает, он делают настоящие гонщики. Принимая во внимание, правило № 2, может показаться, что такой прав. На самом деле, начинается силовое противоборство пререгруженных непосильной работой и потому скользящих передних шин против сцепления с покрытием дороги. Резко прибавляя газ, водитель перераспределяет вес назад, и передние шины теряют часть вертикальной нагрузки и скользят ещё больше в сторону, «пропихивая» передок мимо поворота. Пройти поворот на максимуме возможностей машины, а главное на максимуме возможностей сцепления шин в данных конкретных условиях, значит максимально быстро — это не так просто, как кажется. Здесь речь идёт о мастерстве владения динамическим балансом автомобиля, впрочем, мы об этом уже говорили. Теперь я раскрою секрет, зачем и как совмещать в повороте силы торможения поворота и ускорения, но сначала приведу наглядный пример.
Вы подлетаете к повороту и тормозите. Шины автомобиля на все 100% работают на торможение и именно поэтому, пока вы не отпустили тормоз, поворачивать руль нельзя. У шин нет резерва, они не смогут работать на поворот, так как мы уже сказали, что весь свой потенциал они тратят на торможение. Постепенно ослабляя давление на педаль тормоза, водитель уменьшает работу шины на торможение и, скажем 10% ей потенциала уже могут быть использованы на поворот. Тормоз отпускается ещё больше, и вот уже работа шины распределяется поровну между торможением и поворотом 50% на 50%. Машина идёт на «Апекс» (точка в которой внутреннее колесо проезжает на минимальном расстоянии от внутренней вершины поворота) и вот уже шина работает на 90% своего потенциала на поворот и только 10% ещё используется на торможение. Так в повороте тормозить нельзя! Правильно, но таким способом, не нарушая баланса автомобиля, не перегружая шину работой, используя потенциал шины на 100% — можно и нужно и этот приём помогает повернуть с минимальным участием руля автомобиля. Машину как бы разворачивает вокруг своей оси, и она замечательным образом попадает, то есть вписывается в поворот. Оговорюсь, здесь речь идёт как минимум о девяностоградусном повороте или даже более крутом. В пологих, а значит, быстрых поворотах никакого затяжного торможения быть не может, и педаль тормоза отпускается ещё до поворота руля, но очень плавно и так же плавно прибавляется газа (помни о динамическом балансе автомобиля). Кстати, этот приём так и называется «trail braiking», что означает затяжное торможение. От апекса уже 10% работы шины задействованы в ускорении, а 90% по прежнему «рулят». Потом эта пропорция изменяется, и работа распределяется уже 50% на 50%. На выходе из поворота уже 90% потенциала сцепления шины работают на разгон автомобиля и всего 10% на сам поворот. Чтобы наглядно проследить как накладывается друг на друга в повороте работа шины, состоящая из сил торможения поворота и ускорения, привяжите к внутреннему зеркалу автомобиля небольшой шнурок на конце с грузиком, например, металлическим шариком. Машина тормозит, шарик отклониться строго вперёд, разгоняется — назад. В левом повороте шарик отклоняется вправо и наоборот. Если теперь на входе в поворот на тормозные силы будет накладываться центробежная сила поворота, то шарик начнёт отклоняться не только вперёд, но и вбок. Точно так же при разгоне из поворота шарик будет отклоняться назад и вбок. Совмещать силы в повороте, накладывать одну на другую, используя при этом точно 100% потенциала работы шины — не больше и не меньше (и то, и другое плохо!) умеет лучше других Михаель Шумахер. Именно поэтому он умудрялся сохранять работоспособность шин дольше, чем это удавалось другим гонщикам и уже на сильно изношенных шинах, но вполне работоспособных (так как до этого работавших в оптимальных условиях) он совершал самые быстрые круги по трассе, обгоняя соперника во время знаменитых «шумахерских пит-стоповых» атак.
Михаэль Шумахер: «Все пилоты стараются нащупать предел. Кроме того, нужно думать о недостаточной или избыточной поворачиваемости, о потерянном времени и износе шин. Вдобавок, всегда есть риск вылета с трассы. Я пилотирую на пределе в каждом повороте, я чувствую его. Но чтобы узнать каков этот предел на самом деле, нужно входить в поворот быстрее, чем это кажется возможным. Только так я могу узнать, как далеко можно зайти».
А теперь самое главное, то ради чего писалась эта статья — техника торможения в прохождении быстрых поворотов с сохранением максимального баланса. Один из российских гонщиков откатав сезон в международном чемпионате, поделился впечатлениями. Он подтвердил, что многому научился, и самое главное понял, зачем и как тормозить левой ногой. Именно торможение левой ногой позволяет свести к минимуму перераспределение веса гоночного болида, а значит, и добиться максимального использования всего потенциала сцепления шин. Вот вам и мини-сенсация: оказывается не только раллисты. Что понятно, но и кольцевики применяют приём торможения левой ногой. И не для того, чтобы заторомозить в прямом смысле этого слова. Для того чтобы лучше. С более высокой скоростью вписаться в поворот! Я всегда говорил и буду говорить, что нет двух стилей вождения: кольцевого и раллийного. Стиль один, так как физика движения для любых автомобилей, на любых покрытиях одна. Сравнивая данные графиков записи данных прохождения поворотов Рубенса Барикелло, управляющего педалями газа и тормоза одной правой ногой и Михаеля Шумахера, мастера торможения левой ногой, очень хорошо видно, в чём преимущества последнего.
Рассмотрим эту технику более подробно, так как она имеет к сохранению баланса в повороте самое непосредственное значение. Шумахер выигрывает, например в одном повороте трассы Судзука (Turn one) до 0,3 сек и его болид на 25 км/ч. быстрее на выходе. Стиль Михаэля был постоянно предметом обсуждения и многие видели, что его машина ведёт себя иначе в поворотах, на самом деле никто не мог точно сказать что конкретно делает Михаэль. Его стиль торможения необычен, и позволяет ему отыгрывать бесценное время практически в каждом повороте. Да, он выравнивает болид левой ногой чтобы ограничить продольные перемещения веса и выиграть несколько км/ч. Но как именно он делает это? Графики работы педалью газа и тормоза показывают, 5 кратный чемпион мира ищет предел на входе в поворот: он тормозит очень поздно, но и работает педалью газа и тормоза одновремено. Например, в первом повороте Сильверстоуна Copse, он сбрасывает газ только на 40%, и одновременно мягко притормаживает, чтобы свести к минимуму изменения динамического баланса болида, Именно поэтому Михаэль не сбрасывает газ на торможении, мешая излишнему перераспределению веса. То же самое и в первом повороте Сузуки: Шумахер вновь не сбрасывает газ даже при интенсивном торможении. Он тормозит на 15 метров позже, чем Рубенс, но это только небольшая деталь. В то время как бразилец переводит ногу с газа на тормоз и наоборот, Михаэль нажимает обе педали одновременно. Он начинает торможение задолго до Рубенса (с усилием в 5% от максимального), но при этом не отпускает полностью выжатую педаль газа. Затем, уже в повороте, Шумахер тоже ни на секунду полностью не сбрасывает газ. На выходе Михаэль усиливает давление на акселератор, и одновременно слегка (с усилием в 2–3%) притормаживает. А Рубенсу приходится тормозить и разгоняться попеременно. Поэтому он гораздо медленнее на входе, и в большей части поворота. Ускорение на выходе он начинает чуть раньше, но к этому моменту ему уже приходится выступать в роли догоняющего. Похожая ситуация и в шпильке Монреаля — Михаэль тормозит без газа только на протяжении пяти метров, в самом конце зоны торможения. Большинство пилотов Формулы-1 тормозят левой ногой, но Шумахер достиг в этом поразительного совершенства. Кроме улучшения баланса болида он не даёт мотору «проседать» по оборотам, когда во время торможений он не полностью отпускает педаль газа. А если эта педаль всё-таки полностью отпущена, то на минимальное время. Вспомним основное правило езды на прокатном картинге: не дать мотору «просесть» по оборотам. Только тормозить, не сбрасывая газ здесь нельзя — этим можно вывести из себя персонал картодрома, так как на прокатных картах такое торможение быстро выводит из строя вариатор. Если бы только один приём филигранного торможения левой ногой позволял Шумахеру выигрывать! Но, не всё так просто.
Росс Браун: «Михаэль уникален не тем, как он проходит конкретный круг. Вместе с его скоростью нужно учитывать и ещё два важнейших качества Михаэля — стабильность и способность адаптироваться. Почти сразу же, как Михаэль садится в новый болид, он находит его предел. Но это не главное. Он может поддерживать этот ритм от первого круга и до последнего, без малейших ошибок. Это очень важно для оценки износа шин по ходу гонки или разработки стратегии».
Требуются ли для практикования «метода Шумахера» особые настройки? Безусловно, вот что говорит по этому поводу сам Михаэль Шумахер: «Я могу справиться с болидом с избыточной поворачиваемостью, но я должен быть уверен в том, что в тот самый момент, когда я коснусь педали тормоза, болид поедет именно по той траектории, по которой я хочу, без малейших отклонений».
Поэтому предсказуемость поведения автомобиля и хорошее сцепление передних колес имеют огромное значение. Более мягкая настройка амортизаторов и стабилизаторов необходима.
А теперь вспомним о главном гоночном секрете совмещении в повороте сил торможения поворота и ускорения. Управляя двумя педалями одновременно, Шумахер заставляет перетекать эти силы из одного состояния в другое с минимальным нарушением баланса автомобиля, а то и вовсе без него. Понятно, что всё вышесказанное работает только на автомобиле с задним приводом. Как проходит «заднеприводник» поворот? Входит в поворот на передних шинах, а выходит на задних. А теперь — подробнее. На входе в поворот работают передние шины, осуществляя изменение траектории движения, то есть вход в поворот. Они ещё дополнительно нагружены перемещением веса вперёд. Может быть даже чрезмерно? Так или иначе, но на выходе из поворота работают уже задние шины, так как они разгоняют машину, да ещё и получают дополнительную загрузку от перемещения веса назад, сопровождаемую разгоном. Так вот работа двумя педалями позволяет максимально сгладить эти перемещения веса.
Обсуждения Техника вождения