Страница:
В плавности и быстроте реакций кроется секрет высшего водительского мастерства: разгоны, торможения, повороты, переключения передач и остановки должны сопровождаться минимальным перемещением (перераспределением) веса автомобиля. Плавность, плавность и еще раз плавность! – вот основа мастерства любого профессионала экстра-класса.
Кажущаяся простота приведенных здесь упражнений обманчива. Научиться выполнять их безупречно не так то просто. Но потренируйтесь пару недель – и вы почувствуете необыкновенную легкость за рулем. Это означает, что ваше «чувство автомобиля» развивается, а плавность управления закладывается у вас в подкорке. Вы с удивлением обнаружите, что ездить по-прежнему просто не можете! Не бросайте занятий по книге, и управление автомобилем будет доставлять вам (и особенно вашим пассажирам!) все большее удовольствие.
Это серьезный шаг на пути превращения из любителя в настоящего профессионала. Профессионал не делает ни одного лишнего движения. Его действия максимально плавные, даже если выполняются с очень высокой скоростью. Он способен строго дозировать и координировать свои действия, прогнозируя их эффект. О чем лучше думать во время выполнения упражнений? Представьте себе, что вы везете очень важную персону, например папу Римского, который опаздывает на самолет, и качнуть машину прости недопустимо, но ехать приходится очень быстро…
Разучиться плавать и ездить на велосипеде невозможно. Мозг и мускулы человека запомнили алгоритм определенных действий на всю вашу жизнь. Это удивительно, но факт. А как обстоит дело с более сложными вещами? Точно так же, как и с простыми, только тренироваться надо больше; но в любом случае ошибки в процессе обучения неизбежны, и надо их вовремя распознать и исправить. Мы учимся не только тому, что правильно, но и тому, что неправильно. Очень важно отличить одно от другого. Один из читателей журнала «За рулем», принимавший участие в акции журнала «автодегустация», во время которой по задумке вашего покорного слуги читатели сами тестировали автомобили, рассказал, что он ничему никогда не учился, но все делает правильно чисто интуитивно. Поэтому учиться не собирается – это ему не надо. Далее выяснилось, что руль молодой человек держит одной левой рукой – правая покоится на рычаге переключения скоростей. Все доводы инструктора, что это неверно, он отвергал. Пришлось прокатить его в гоночном темпе по специальной скоростной трассе со множеством поворотов. Оказалось, парень никогда в жизни так быстро в автомобиле не ездил. Но главное, он признал свою ошибку и согласился, что управлять автомобилем одной рукой нельзя! Прекрасно понимаю, что переучиваться управлять автомобилем крайне сложно, почти невозможно, и все же нужно, потому что машина – транспортное средство повышенной опасности.
Для того чтобы упражнения принесли максимальную пользу, очень важно учиться осознанно. Вот основные принципы самообучения.
1. Движение от известного к неизвестному. Это значит двигаться вперед постепенно, шаг за шагом. Пример. Вы отлично освоили управление классическим автомобилем с задним приводом отечественного производства. Пересев на переднеприводную машину, надо все начинать сначала, как и оказавшись за рулем мощной иномарки, снабженной автоматической коробкой передач и электронными помощниками – ABS и ESP. Для управления такой машиной требуются специальные навыки. То же относится и к автогонщику, освоившему управление определенным автомобилем на определенной трассе. Другой автомобиль на другой трассе – это практически работа с чистого листа.
2. От простого к сложному. Это значит уметь делать простые вещи. Если вы не можете вести автомобиль точно посередине своего ряда по прямой или в повороте, то ни о каких упражнениях по контролю автомобиля в заносах не может быть и речи.
3. От легкого к трудному. Если водитель честно сдал экзамен по вождению, чисто откатав упражнения на площадке и проехав по заранее заученному до мелочей маршруту, это не значит, что он умеет водить машину. Как он будет себя чувствовать в плотном городском потоке, справится ли с неожиданностями ночной езды или управлением при движении на большой скорости по автостраде?
4. От деталей к целому. Очень просто. Сначала учимся тормозить, а затем тормозить с перегазовкой для переключения передач. То есть сначала просто тормозим, затем тормозим с переходом на понижающие передачи, не снижая давления ноги на педаль тормоза. Звучит просто, но выполнить без тренировок сложно.
5. От целого к деталям. Применяется и такой принцип, но он ни в коем случае не взаимозаменяем с предыдущим. Легче всего можно проиллюстрировать этот принцип на примере изучения трассы автогонщиками. Сначала они «учат» трассу, пытаются понять ее характер и поймать ритм ее прохождения. Затем все более пристальное внимание обращают на детали: неровности, разность покрытия отдельных участков трассы и так далее.
Процесс обучения у разных людей очень индивидуален. Одни лучше усваивают информацию визуально, другие на слух, для третьих процесс познания связан с копированием образца. В нашем случае вы выступаете одновременно в роли учителя, или инструктора, и обучаемого. И в этом есть свои плюсы. Во-первых, вы читаете текст с описанием упражнения, усваивая информацию визуально. Во-вторых, вы стараетесь выполнить описанные упражнения, то есть копируете образец. Но самый лучший результат будет достигнут вами, когда вы покажете, как выполнять то или иное упражнение, кому-то из своих знакомых. Демонстрация – очень действенный метод. Вы с удивлением для себя обнаружите, что стали делать упражнение значительно чище, и вдруг поймете какие-то очень важные нюансы.
Один начинающий автогонщик прослушал мой курс лекций по теории вождения гоночной машины. Выступая в первом сезоне, он держался в середине, показывая средние результаты, впрочем, как большинство новичков. Но в следующем сезоне он буквально начал творить чудеса, показывая неизменно лучший результат на трассе, просто не оставляя даже шанса своим соперникам, таким же, как он, новичкам. «Что случилось?» – спросил я его. «Дело было так. Мой хороший знакомый попросил рассказать ему, а лучше показать гоночные приемы вождения автомобиля, – начал рассказывать он. – Я отыскал подходящее место и принялся демонстрировать ему высший класс. И неожиданно понял все свои ошибки, вник в суть многих положений, и все стало получаться само собой!»
Вернемся к выполнению упражнений. Для отработки многих из них не требуется ездить быстро, но есть и такие, выполнять которые рекомендуется только на закрытых для общего движения участках дорог. Сказать легко, а выполнить трудно? Да, но безопасность превыше всего! Автор считает своим долгом предупредить, что ошибки при выполнении определенных упражнений, описанных ниже, могут повлечь за собой непоправимые последствия. Будьте внимательны и осторожны при выполнении упражнений в движении! Убедитесь, что из-за ошибки при выполнении упражнения не возникнет угроза для пешеходов и коллег-водителей.
2. Физика движения
Прежде чем приступить к выполнению упражнений, нам просто необходимо уяснить основные законы движения автомобиля, то есть физику движения. Иной читатель скажет, что такие тонкости знать не обязательно, чтобы добраться из пункта «А» в пункт «Б». Не соглашусь. Парадокс в том, что в аварии попадают и те водители, которые ездят медленно и аккуратно. Водить машину надо уметь. Скажем по-другому: любой уважающий себя мужчина просто обязан уметь отлично водить машину! Это позволяет испытать новые ощущения, а удовольствие, которое дарит полный контроль над машиной во время прохождения скоростного поворота, просто неописуемо.
Позвольте, зачем мчать, рискуя жизнью? Это профессиональная автогоночная тайна. Но я решил объявить наконец, зачем гонщик садится за руль скоростного болида. Однажды настырная молодая журналистка после финиша пытала гонщиков: «Любому ясно, что гонки – это опасно, зачем же вы гоните?» Пилоты, смущаясь, с улыбками на добродушных, но волевых лицах, пытались как-то мотивировать свое безрассудство. Получалось неубедительно. Никто не хотел признаваться, что испытывает на гонках буквально неземное удовольствие. Выходило неубедительно, пока один из гонщиков вдруг не прошептал журналистке на ушко: «Гонки выше секса». От неожиданности диктофон выпал из тонких девичьих рук. Все девушки обожают, когда их катают автогонщики. Одни не понимают, почему это им так нравится, а другие боятся признаться в своих эротических ощущениях на входе в поворот.
Но хватит шутить, перейдем к делу.
Автомобиль, превысивший скорость в повороте, как мы уже знаем, вылетает с дороги в кювет или на встречную полосу.
Рис. 7. Кузов расположен на пружинах, которые могут сжиматься и разжиматься. Крен автомобиля в повороте – это самое простое смещение кузова автомобиля относительно его колес. Главное – понять, что на вираже в результате перемещения веса в сторону внешних колес на них начинает давить большая сила
Я обязательно подробно расскажу и приведу упражнения, как водить машину таким образом, чтобы не попадать в подобные ситуации, но сначала рассмотрим силы, действующие на автомобиль в критических ситуациях. Любое движущееся тело, а в нашем случае это автомобиль, имеет свою массу. Для замедления или изменения направления движения этой массы к ней требуется приложить силу. Чем кардинальнее мы хотим изменить характер движения массы, тем большую силу требуется приложить. Это понятно. Вес груженого автомобиля составляет, как минимум, одну тонну или чуть больше. Действительно, даже «малолитражка» с четырьмя пассажирами в салоне будет весить именно столько. Автомобили среднего и представительского класса весят уже около двух тонн, а внедорожники – три-три с половиной тонны. Представьте себе этот вес покоящимся на четырех пружинах подвески. Понятно, что он будет неустойчив, то есть обязательно захочет крениться. Почему при движении одна сторона кузова автомобиля поднимается, то есть движется вверх, в то время как противоположная опускается, то есть движется вниз, понять крайне просто. Дело в том, что кузов расположен, как мы отметили, на пружинах, которые могут сжиматься и разжиматься. Крен автомобиля в повороте – это самое простое смещение кузова автомобиля относительно его колес. Главное – понять, что на вираже в результате перемещения веса в сторону «внешних» колес на них начинает давить большая сила. Означает ли это, что сцепление «внешних» колес с покрытием дороги увеличивается? Конечно да! Но при этом вес, давящий на «внутренние» колеса, уменьшается. Происходит динамическое перемещение веса. Таким образом, сцепление «внутренних» колес с покрытием дороги уменьшается. Вполне возможно, что «внутреннее» колесо отрывается от земли и крутится в воздухе.
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 виражах. Их амортизаторы оснащены специальной гидравлической системой, которая управляется электроникой, по команде поднимающей внешнюю сторону кузова на поворотах.
При резком старте капот автомобиля приподнимается. Это видит водитель со своего места. 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 процентов, а ускорение за 0,5 G, что соответствует ускорению 18 км/ч, то задняя часть автомобиля станет на 15 процентов тяжелее. Немного? Да, но эффект от этого большой! Заднеприводные автомобили благодаря этому лучше стартуют с места за счет большего давления на ведущие колеса, а следовательно, улучшения их сцепления с дорогой. Значит ли это, что, если водитель прибавляет газ во время прохождения второй половины поворота, машина будет устойчивей за счет улучшающегося сцепления задних колес с дорожным покрытием? Разумеется да. А «переднеприводник», за счет разгрузки передних колес, будет хуже стартовать, и на вираже из-за любого прибавления газа уменьшается сцепление его ведущих колес с дорогой. При торможении (возьмем пример с замедлением в 9,81 м/сек2) перемещение веса приобретает поистине драматический характер. У переднеприводного автомобиля, в котором мотор с коробкой передач находятся спереди (а это дополнительный вес на передней оси), 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 процентов от веса автомобиля. Если просто резко отпустить педаль газа, то вес также переместится вперед, и разгрузятся 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 вереницу машин, но слишком поздно включил пониженную передачу, то есть перешел с четвертой скорости на третью. Это я подметил сразу. И вот мы попадаем в аварийную ситуацию: в правый ряд втиснуться невозможно, а спереди на нас неотвратимо надвигается крутой правый поворот. Приятель решил, что успеет обогнать еще две машины и юркнуть на спасительное свободное место. Почти успел, но его возвращение в правый ряд после обгона практически совпало с началом поворота. Он резко бросил газ и… Как только он начал поворачивать руль, 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 в поворот, как поступают, увы, в любой аварийной ситуации большинство водителей (а среди них многие считают себя асами), шанс благополучно выбраться 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 избежать беды. Понятно, что задние колеса потеряли сцепление с дорожным покрытием из-за резкого перемещения веса вперед, вызванного сбросом газа. Поворот руля привел к перемещению веса на «внешние» колеса.
Рис. 8. 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
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. В такой ситуации автомобиль почти всегда норовит выйти из-под контроля. Водитель хотел изменить направление движения автомобиля, то есть во что бы то ни стало повернуть машину, в то время, когда она опиралась практически всем своим весом на одно-единственное «внешнее» 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. Что же произошло, когда водитель прибавил газ? Вес перераспределился назад, и задние колеса обрели сцепление с дорогой («внешнее» больше, «внутреннее» меньше), что и остановило начинающийся занос задней оси. Прибавляя газ, водитель чисто интуитивно несколько повернул руль обратно – «распустил» машину, то есть добавил нагрузку на оба «внутренних» колеса.
Рис. 9. Типичная ошибка водителя-новичка, решившего быстро, по-гоночному пройти поворот. Когда на выходе из поворота горе-водитель понимает, что он либо переборщил со скоростью, либо идет по неверной траектории, он резко сбрасывает газ или, что еще хуже, тормозит. В результате автомобиль разворачивается поперек дороги
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, из-за чего меняется или перераспределяется сцепление с дорогой каждой из четырех шин. Кто не попадал в подобные передряги, описывая потом происшедшее примерно так: «А потом мою машину внезапно кинуло в сторону, и я вылетел с дороги: просто не повезло»? По этой причине мы и разобрали так подробно эту аварийную ситуацию.
Конечно, обычный водитель не сможет так филигранно «заправлять» свой автомобиль в повороты с головокружительной скоростью, как автогонщик, умело использующий перемещение веса в свою пользу. Но знать элементарные законы физики движения автомобиля он обязан. Иначе ему не овладеть высшим искусством управления автомобилем.
Если вам предстоит ездить по абсолютно гладкой поверхности, например такой, как сукно биллиардного стола или поверхность ледяного катка, то о вертикальном перемещении веса вашего 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.
Рис. 10. Любое изменение направления или характера движения, будь то ускорение или замедление, поворот налево или направо, обязательно сопровождается перемещением веса, из-за чего меняется или перераспределяется сцепление с дорожным покрытием каждой из четырех шин
Представим себе такую ситуацию: ваша машина въехала с большой скоростью на бугор. Кузов устремляется вверх, подвеска разгружается, и в этот момент вы решаете 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; поэтому такие неровности называются у них не иначе, как трамплины.
На поведение автомобиля в повороте, говоря простым языком, на его устойчивость, оказывает влияние также и конструкция 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 осью. Само собой разумеется, что автомобили с современными многорычажными подвесками охотнее слушаются водителя на виражах, чем те, у которых подвески устаревшего образца. Но это чисто технические причины. Огромную роль играет и величина сил, действующих на машину при прохождении поворотов. 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, везет 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 колеса, передние или задние, начнут терять сцепление с дорогой первыми. Это очень важно. Помните, что мы говорили про снос и занос?
Рис. 11. «Настоящие проблемы начинаются, когда все четыре колеса оказываются в воздухе. Пока хотя бы одно колесо касается дороги, водитель не только должен, но и обязан управлять машиной» (Владислав Барковский, автогонщик и каскадер)
Если скользят передние колеса, то это снос, или недостаточная поворачиваемость. Если задние, то мы имеем дело с заносом, и это называется избыточной поворачиваемостью. Если скользят все четыре колеса одновременно – это нейтральная поворачиваемость. Понятно, что последний вариант предпочтительнее, так как при этом автомобиль не вращается вокруг вертикальной оси. Итак, если автомобиль поворачивается на вираже, водитель не крутит руль, а ведет машину по дуге с прибавлением газа, то такое 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 при прохождении поворота. Представим себе, что водитель повернул колеса на повороте дороги на определенный угол. На маленькой скорости машина пошла по заданному радиусу.
Рис. 12. Если скользят задние колеса, то мы имеем дело с заносом, и это называется избыточной поворачиваемостью
Если описать условную окружность, то она будет иметь определенный диаметр независимо от того, сколько кругов по ней накатать (угол поворота колес остается неизменным). Увеличив скорость, мы увидим, что начал увеличиваться диаметр нашей окружности. Это увеличение вызывает увод колес, при котором направление пятна контакта шин с покрытием дороги смещается относительно диска колеса. Проще говоря, направление движения шины стало отличаться от направления движения диска колеса. Можно сказать и так: теоретическое направление качения шины стало отличаться от реального, заданного определенным поворотом руля. Именно эта разница, то есть угол между теоретическим и реальным направлением качения шины, и показывает величину увода колес, который привел к увеличению радиуса нашей окружности. Поедем еще быстрее. В какой-то момент сцепление шин с дорогой достигнет критического значения, и они начнут скользить. Одновременно все четыре? Это было бы не самым худшим вариантом, так как в этом случае просто еще больше увеличивается диаметр окружности, но автомобиль не вращается вокруг вертикальной оси. Такое поведение автомобиля в момент потери сцепления с дорогой 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 поведение машин при прохождении поворотов на больших скоростях.)
Позвольте, зачем мчать, рискуя жизнью? Это профессиональная автогоночная тайна. Но я решил объявить наконец, зачем гонщик садится за руль скоростного болида. Однажды настырная молодая журналистка после финиша пытала гонщиков: «Любому ясно, что гонки – это опасно, зачем же вы гоните?» Пилоты, смущаясь, с улыбками на добродушных, но волевых лицах, пытались как-то мотивировать свое безрассудство. Получалось неубедительно. Никто не хотел признаваться, что испытывает на гонках буквально неземное удовольствие. Выходило неубедительно, пока один из гонщиков вдруг не прошептал журналистке на ушко: «Гонки выше секса». От неожиданности диктофон выпал из тонких девичьих рук. Все девушки обожают, когда их катают автогонщики. Одни не понимают, почему это им так нравится, а другие боятся признаться в своих эротических ощущениях на входе в поворот.
Но хватит шутить, перейдем к делу.
Автомобиль, превысивший скорость в повороте, как мы уже знаем, вылетает с дороги в кювет или на встречную полосу.
Я обязательно подробно расскажу и приведу упражнения, как водить машину таким образом, чтобы не попадать в подобные ситуации, но сначала рассмотрим силы, действующие на автомобиль в критических ситуациях. Любое движущееся тело, а в нашем случае это автомобиль, имеет свою массу. Для замедления или изменения направления движения этой массы к ней требуется приложить силу. Чем кардинальнее мы хотим изменить характер движения массы, тем большую силу требуется приложить. Это понятно. Вес груженого автомобиля составляет, как минимум, одну тонну или чуть больше. Действительно, даже «малолитражка» с четырьмя пассажирами в салоне будет весить именно столько. Автомобили среднего и представительского класса весят уже около двух тонн, а внедорожники – три-три с половиной тонны. Представьте себе этот вес покоящимся на четырех пружинах подвески. Понятно, что он будет неустойчив, то есть обязательно захочет крениться. Почему при движении одна сторона кузова автомобиля поднимается, то есть движется вверх, в то время как противоположная опускается, то есть движется вниз, понять крайне просто. Дело в том, что кузов расположен, как мы отметили, на пружинах, которые могут сжиматься и разжиматься. Крен автомобиля в повороте – это самое простое смещение кузова автомобиля относительно его колес. Главное – понять, что на вираже в результате перемещения веса в сторону «внешних» колес на них начинает давить большая сила. Означает ли это, что сцепление «внешних» колес с покрытием дороги увеличивается? Конечно да! Но при этом вес, давящий на «внутренние» колеса, уменьшается. Происходит динамическое перемещение веса. Таким образом, сцепление «внутренних» колес с покрытием дороги уменьшается. Вполне возможно, что «внутреннее» колесо отрывается от земли и крутится в воздухе.
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 виражах. Их амортизаторы оснащены специальной гидравлической системой, которая управляется электроникой, по команде поднимающей внешнюю сторону кузова на поворотах.
При резком старте капот автомобиля приподнимается. Это видит водитель со своего места. 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 процентов, а ускорение за 0,5 G, что соответствует ускорению 18 км/ч, то задняя часть автомобиля станет на 15 процентов тяжелее. Немного? Да, но эффект от этого большой! Заднеприводные автомобили благодаря этому лучше стартуют с места за счет большего давления на ведущие колеса, а следовательно, улучшения их сцепления с дорогой. Значит ли это, что, если водитель прибавляет газ во время прохождения второй половины поворота, машина будет устойчивей за счет улучшающегося сцепления задних колес с дорожным покрытием? Разумеется да. А «переднеприводник», за счет разгрузки передних колес, будет хуже стартовать, и на вираже из-за любого прибавления газа уменьшается сцепление его ведущих колес с дорогой. При торможении (возьмем пример с замедлением в 9,81 м/сек2) перемещение веса приобретает поистине драматический характер. У переднеприводного автомобиля, в котором мотор с коробкой передач находятся спереди (а это дополнительный вес на передней оси), 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 процентов от веса автомобиля. Если просто резко отпустить педаль газа, то вес также переместится вперед, и разгрузятся 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 вереницу машин, но слишком поздно включил пониженную передачу, то есть перешел с четвертой скорости на третью. Это я подметил сразу. И вот мы попадаем в аварийную ситуацию: в правый ряд втиснуться невозможно, а спереди на нас неотвратимо надвигается крутой правый поворот. Приятель решил, что успеет обогнать еще две машины и юркнуть на спасительное свободное место. Почти успел, но его возвращение в правый ряд после обгона практически совпало с началом поворота. Он резко бросил газ и… Как только он начал поворачивать руль, 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 в поворот, как поступают, увы, в любой аварийной ситуации большинство водителей (а среди них многие считают себя асами), шанс благополучно выбраться 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 избежать беды. Понятно, что задние колеса потеряли сцепление с дорожным покрытием из-за резкого перемещения веса вперед, вызванного сбросом газа. Поворот руля привел к перемещению 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. В такой ситуации автомобиль почти всегда норовит выйти из-под контроля. Водитель хотел изменить направление движения автомобиля, то есть во что бы то ни стало повернуть машину, в то время, когда она опиралась практически всем своим весом на одно-единственное «внешнее» 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. Что же произошло, когда водитель прибавил газ? Вес перераспределился назад, и задние колеса обрели сцепление с дорогой («внешнее» больше, «внутреннее» меньше), что и остановило начинающийся занос задней оси. Прибавляя газ, водитель чисто интуитивно несколько повернул руль обратно – «распустил» машину, то есть добавил нагрузку на оба «внутренних» 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, из-за чего меняется или перераспределяется сцепление с дорогой каждой из четырех шин. Кто не попадал в подобные передряги, описывая потом происшедшее примерно так: «А потом мою машину внезапно кинуло в сторону, и я вылетел с дороги: просто не повезло»? По этой причине мы и разобрали так подробно эту аварийную ситуацию.
Конечно, обычный водитель не сможет так филигранно «заправлять» свой автомобиль в повороты с головокружительной скоростью, как автогонщик, умело использующий перемещение веса в свою пользу. Но знать элементарные законы физики движения автомобиля он обязан. Иначе ему не овладеть высшим искусством управления автомобилем.
Если вам предстоит ездить по абсолютно гладкой поверхности, например такой, как сукно биллиардного стола или поверхность ледяного катка, то о вертикальном перемещении веса вашего 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 решаете 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; поэтому такие неровности называются у них не иначе, как трамплины.
На поведение автомобиля в повороте, говоря простым языком, на его устойчивость, оказывает влияние также и конструкция 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 осью. Само собой разумеется, что автомобили с современными многорычажными подвесками охотнее слушаются водителя на виражах, чем те, у которых подвески устаревшего образца. Но это чисто технические причины. Огромную роль играет и величина сил, действующих на машину при прохождении поворотов. 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, везет 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 колеса, передние или задние, начнут терять сцепление с дорогой первыми. Это очень важно. Помните, что мы говорили про снос и занос?
Если скользят передние колеса, то это снос, или недостаточная поворачиваемость. Если задние, то мы имеем дело с заносом, и это называется избыточной поворачиваемостью. Если скользят все четыре колеса одновременно – это нейтральная поворачиваемость. Понятно, что последний вариант предпочтительнее, так как при этом автомобиль не вращается вокруг вертикальной оси. Итак, если автомобиль поворачивается на вираже, водитель не крутит руль, а ведет машину по дуге с прибавлением газа, то такое 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 при прохождении поворота. Представим себе, что водитель повернул колеса на повороте дороги на определенный угол. На маленькой скорости машина пошла по заданному радиусу.
Если описать условную окружность, то она будет иметь определенный диаметр независимо от того, сколько кругов по ней накатать (угол поворота колес остается неизменным). Увеличив скорость, мы увидим, что начал увеличиваться диаметр нашей окружности. Это увеличение вызывает увод колес, при котором направление пятна контакта шин с покрытием дороги смещается относительно диска колеса. Проще говоря, направление движения шины стало отличаться от направления движения диска колеса. Можно сказать и так: теоретическое направление качения шины стало отличаться от реального, заданного определенным поворотом руля. Именно эта разница, то есть угол между теоретическим и реальным направлением качения шины, и показывает величину увода колес, который привел к увеличению радиуса нашей окружности. Поедем еще быстрее. В какой-то момент сцепление шин с дорогой достигнет критического значения, и они начнут скользить. Одновременно все четыре? Это было бы не самым худшим вариантом, так как в этом случае просто еще больше увеличивается диаметр окружности, но автомобиль не вращается вокруг вертикальной оси. Такое поведение автомобиля в момент потери сцепления с дорогой 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 поведение машин при прохождении поворотов на больших скоростях.)