ГЛАВА 4. Повороты (часть 5)

4.2.6.3. Фаза движения по дуге поворота

Управление автомобилем на дуге поворота при высокой скорости, значительной крутизне и недостаточном коэффициенте сцепления шин с дорогой осложняется необходимостью удерживать автомобиль на заданной траектории движения, воздействием центробежной силы, выталкивающей его наружу, неравномерностью загрузки колес весом автомобиля (наружные более загружены, чем внутренние относительно поворота). Для сохранения устойчивости и управляемости в скоростном режиме движения профессионально подготовленные водители применяют следующие приемы:

·         положение рук в повороте. Если при скоростном движении по прямой идеальным положением рук являются позиции 10—2 (по циферблату часов), т. е. симметрично в верхнем секторе руля, то в повороте желательно их смещение в сторону поворота. При правом повороте левая — в позицию 12, а правая — в 4, при левом повороте правая — 12, левая — 4. Что достигается таким положением?

·         Как ни странно, но психологически естественно, когда руки показывают нам направление движения и позволяют после маневра вернуть автомобиль в положение «прямо». И, наоборот неестественно, когда руки при повороте располагаются симметрично (например, 9—3).

·        Согнутая в локтевом суставе и смещенная в позицию 4 или 8 (в зависимости от направления поворота) рука сильными мышцами-сгибателями препятствует самовыравниванию руля, а другая рука, располагающаяся сверху, помогает ей в этом.

·        Положение рук создает хорошую возможность не только вернуть автомобиль к прямолинейному движению, но и мгновенно и резко среагировать на возможный его занос движением, направленным вовне (реакция на занос).

·         Предварительный захват. Опытный водитель старается выполнить поворот руля без перехвата рук, чтобы не потерять контроль за положением колес, скрытых крыльями автомобиля, и тотчас после маневра вернуть их в положение «прямо». Однако в крутых поворотах при рулении без перехвата обе руки смещаются со скрещиванием в нижний сектор, что крайне нежелательно и даже опасно. Чтобы исключить такие ситуации, водитель до начала руления смещает одну из рук скольжением по ободу рулевого колеса, увеличивая, таким образом, амплитуду руления без перехвата.

·        Смещение основной руки (той, которая будет поворачивать руль тягой мышц-сгибателей вниз) до контакта со вспомогательной. Например, перед правым поворотом левая рука остается в положении 10, а правая cмещается к ней либо незначительно, либо вплотную. В отдельных случаях может осуществляться захват в точках 9, 8 и 7, т.е. ниже вспомогательной руки.

·        Смещение вспомогательной руки применяется в тех случаях, когда изначально понятно, что у основной руки не хватит амплитуды поворота на нужный угол или если она окажется в нижнем секторе. Смещение руки в противоположном от поворота направлении выполняется ее скольжением по ободу рулевого колеса до начала маневра (например, при правом повороте левая рука опускается в точку 8). Есть еще один способ изменения положения руки. Когда основная рука начинает тягу и перемещается вместе с ободом, вспомогательная остается в исходном положении, ослабляя хват, т. е. руль скользит внутри разжатой кисти. Как только основная рука переместится к началу нижнего сектора, она освобождается от тяги и в работу вступает вспомогательная. Освобожденная основная может выполнить перехват в верхнем секторе, либо сохранить свое конечное положение, если руление завершено.

·      Руление на дуге поворота. В идеально-теоретическом варианте на входе в поворот руль поворачивается на нужный угол, на дуге этот угол сохраняется, а на выходе колеса плавно выравниваются в положение «прямо». В реальных условиях скоростного движения на дуге поворота руки безостановочно выполняют работу по «подруливанию», стараясь удержать автомобиль на заданной траектории. Такая необходимость возникает из-за того, что автомобиль находится в неустойчивом равновесии (центробежная сила инерции загружает наружные, относительно поворота, колеса; возникающий крен заставляет боковую подвеску работать в интенсивном режиме и остро реагировать на любые неровности; высокопрофильная стандартная шина, деформируясь, создает эффект бокового увода; упорное колесо (переднее наружное) по ходу движения изменяет пятно контакта с дорогой. Все названные явления и многие другие, связанные с работой всех систем автомобиля, создают некий дисбаланс устойчивости и управляемости и требуют его коррекции с помощью рулевого колеса.

Чем ниже квалификация водителя и чем позже он ощущает реакции автомобиля, тем большая амплитуда руления нужна.

Во многих случаях, когда центробежная сила превышает сцепные возможности колес, возникает боковое соскальзывание или явное боковое скольжение. В первую очередь оно затрагивает повернутые передние колеса (явление сноса). Автомобиль сигнализирует водителю об этом явлении попискиванием, повизгиванием, а затем уже громким верещанием покрышек. Нужно отметить, что профессионал еще до звучания покрышек может распознать начало потери управляемости по «легкому рулению» (прекращению стремления к самовыравниванию).

Мы часто слышим визг колес в американских боевиках, связанных с погонями, многие знакомы с этим явлением в реальной жизни, особенно на горных дорогах. Внешне кажется, что это мчится супермен-гонщик, бесстрашный и стремительный. На самом деле это не мастерство, а блеф. Едет-то никакой не мастер, а обычный «чайник». Его автомобиль плачет, кричит и, самое главное, теряет скорость, т.к. сильно повернутые колеса выполняют роль тормоза.

Гонщики в своей практике используют так называемое силовое скольжение, когда угол поворота колес превышает угол траектории не больше, чем на 5°. Но их спортивные низкопрофильные шины позволяют при этом сохранить полную управляемость на дуге поворота.

·        дросселирование на дуге поворота (управление тягой двигателя). Наверное, не очень корректно рассматривать работу педалью газа в повороте без руления, потому что эти два органа управления и являются в сумме тем оркестром из двух инструментов, которыми дирижирует водитель во благо своей безопасности.

От педали акселератора зависит баланс устойчивости и управляемости автомобиля в повороте. Но при одном важном условии: когда двигатель работает в режиме максимального крутящего момента (как уже говорилось ранее, для семейства серийных ВАЗов — это диапазон от 2500 до 4000 оборотов). На спортивных автомобилях диапазоны крутящего момента двигателя зависят от многих параметров: кубатуры двигателя, хода поршня, фаз газораспределения, настройки бортового компьютера и др. Так, например, для двухлитровых ВАЗов с двигателем «Опель» диапазон момента составляет от 6000 до 8000 оборотов, для двигателей 1600 см.куб., от 5500 до 9500 оборотов.

У бензиновых двигателей с турбонадувом мощная тяга начинается после запуска турбины в диапазоне от 2100 до 7000 оборотов. Работая в оптимальном режиме по тяге, педаль акселератора позволяет регулировать поворачиваемость автомобиля (уменьшение тяги — избыточная поворачиваемость, избыток тяги — недостаточная).

Если при движении по прямой педаль акселератора позволяет регулировать разгон, замедление и поддержание скорости, то в повороте, особенно на высокой скорости, она, как балансир у канатоходца, обеспечивает равновесие системы «автомобиль—дорога». В спортивной терминологии гонщиков часто встречается выражение «уравновешивающий газ» или в другой редакции — «нулевой газ», подразумевающее очень тонкую работу для сохранения устойчивости и управляемости.

Величина дросселирования зависит от угла поворота колес. Чем больше угол поворота — тем меньше тяга. Чаще всего в скоростном режиме применяется переменное, а не постоянное дросселирование из-за того, что благодаря уводу шины меняется пятно контакта по ходу движения. В грубом исполнении — это резкое отпускание педали и повторное нажатие, в более тонком — режим «больше-меньше». Гонщики экстракласса стремятся к постоянным оборотам на дуге поворота и кратковременно снижают их лишь в тот момент, когда автомобиль срывает с траектории.

Педаль акселератора позволяет компенсировать ошибки в рулении на дуге при боковом соскальзывании передних колес, но чаще всего эти два органа управления дополняют друг друга и работают синхронно. Так, например, в случае сноса передней оси одновременно уменьшается тяга и угол поворота колес.

При невысокой скорости движения и устойчивом равновесии нет нужды в применении каких-то особенных приемов и технологий. Можно при постоянных оборотах двигателя использовать незначительное подруливание. А при постоянном угле поворота колес — небольшую по амплитуде работу педалью акселератора. Повышение скорости до критической требует более тонкой координации действий и компенсации ошибок, которые вполне возможны из-за изменений коэффициента сцепления (неровность, скользкое покрытие, качество амортизационных возможностей).

В экстремальном режиме, когда сцепные возможности передних колес ограничены и увеличение угла поворота приведет к их соскальзыванию, педаль акселератора позволяет использовать дополнительные неординарные действия — подруливание задними скользящими колесами.

Для автомобилей с задним приводом — это управляемый занос, вызываемый произвольной пробуксовкой ведущих колес; для автомобилей с передним приводом — это боковое соскальзывание задних колес с помощью эффекта «закрытого газа», при их блокировке торможением левой ногой или включением стояночного тормоза; для автомобилей с полным приводом — это комбинация способов и приемов одноприводных автомобилей.

Педаль акселератора позволяет воспользоваться приемами активной безопасности в ситуациях потери устойчивости автомобиля, например, в условиях заноса задней оси. Однако каждый из приводов (передний, задний и полный) требует своей версии этих действий. Так, задний привод позволит сохранить стабилизацию полным прекращением дросселирования («закрыть газ»), передний — увеличить тягу, полный — уменьшить тягу, но не прекратить ее полностью. Ошибка в реакции на критическую ситуацию чаще всего вызывает дополнительный вращающий момент, а применение торможения вместо необходимой тяги приводит к боковому скольжению автомобиля.

В отличие от технологии руления, при которой, за исключением фаз скольжения, реакция автомобиля проявляется мгновенно, действия педалью акселератора носят запоздалый характер (инерционность топливной системы) и поэтому должны быть опережающими. Особенно пассивна система автомобилей с автоматической КПП, а лидируют в этой пассивности автомобили американских производителей, которые явно не готовы к действиям в критических ситуациях.

Спортивно-гоночный режим — это наиболее сложная технология дросселирования, т.к. пробуксовка и недостаточная тяга — это две крайности, которых необходимо избежать. Компромисс, обеспечивающий максимальную скорость в режиме контролируемого проскальзывания передних колес, достигается тонкими чувствами гонщика и опережающими по времени реакциями на поведение автомобиля. Спортсмены в погоне за максимальной скоростью в поворотах чаще всего применяют две технологии управления педалью акселератора: «езда на моменте» и «езда на максимальных оборотах». Первая более проста, т.к. используется на автомобилях с широким диапазоном тяги. Вторая более сложна и требует настроек двигателя, подбора шестерен КПП, изменения аэродинамики кузова, регулировок подвески под конкретную гоночную трассу. В отдельных случаях, особенно на автомобилях с ограниченным объемом двигателя и коротким ходом поршня, применяется технология «геометрия под мотор». Это выбор такой траектории движения, при которой удается сохранить тягу в очень узком рабочем диапазоне.

4.2.6.4. Фаза выхода

Хотя заключительная часть поворота более проста по характеру управляющих действий, чем две предыдущие, она имеет ряд особенностей, влияющих на безопасность. Чаще всего проблемы возникают из-за того, что требуется устранить ошибки, допущенные ранее (вынос автомобиля с оптимальной траектории, потеря тяги двигателя, частичная потеря устойчивости и управляемости).

В идеальных условиях траектория движения очень плавно выравнивается. При этом водитель исключает самовыравнивание руля, ослабляя хват рук. Желательно зеркально повторить руление в обратной последовательности. Если при входе в поворот требовалось приложить активное усилие для поворота рулевого колеса, то теперь нужно применить подтормаживание его возврата в положение прямо. Также плавно, мягко и непрерывно увеличивается подача топлива, чтобы, если речь идет о скоростном прохождении, к моменту выведения колес в положение «прямо» двигатель вышел в режим максимальных оборотов. Если при продвижении по дуге использовалась одна из пониженных передач, то по завершении выхода тотчас включается повышенная.

Один из выдающихся гонщиков 80-х годов Е. Гуленков рекомендует: «Прежде чем надавить педаль газа в пол — верните центр тяжести под себя». В этой, на первый взгляд, не понятной фразе кроется глубокий смысл по построению траектории выхода. Пока автомобиль находится на дуге, центр массы смещен кнаружи, и если дать мощную или резкую тягу произойдет соскальзывание ведущих колес. Для переднеприводного это срыв передних колес, для заднеприводного — занос задней оси, для полноприводного — боковое скольжение всего автомобиля или занос у тех моделей, где большая часть момента двигателя передается задней оси (варианты 30 x 70 или 40 x 60). Чтобы раньше воспользоваться полной тягой, нужно выполнить «распускание» траектории, т. е. направить автомобиль кнаружи. Этот маневр является логическим завершением так называемой «сглаживающей траектории», элементами которой являются «заход», «срезание» и «распускание».

В пылу спортивной борьбы многие неопытные гонщики допускают ошибку на выходе, когда ранний посыл максимальной тяги приводит к ритмическому заносу задней оси, а затем к вращению после поворота. У неподготовленных водителей такая ситуация часто возникает при резких маневрах на прямой и на любых фазах поворота.

Корни такой ситуации у спортсменов связаны с психологической неподготовленностью к экстремальным действиям в фазе, когда поворот уже практически завершен и ничто не предвещает потери устойчивости. Занос застает водителя врасплох, и действия с небольшим опозданием и недостаточной скоростью руления создают посыл к следующему заносу, но уже в другом направлении. Для обычного водителя, не имеющего в арсенале навыков скоростного руления, ситуация с раскачиванием задней оси вполне естественна из-за несвоевременности действий, технических ошибок, пассивности и замедленности двигательных реакций. Гонщик высокого класса в любой фазе прохождения поворота «заряжен» на определенную реакцию и ему для этого не нужна сверхпредельная скорость руления.

Завершая траекторию выхода из поворота спортсмены максимально смещают автомобиль кнаружи. Суперспортсмены «Формулы-1» используют для этого даже бордюры гоночной трассы. Законопослушные водители не имеют таких возможностей на дорогах общего пользования, но некоторое смещение автомобиля на размеченной полосе также является элементом активной безопасности.