ГЛАВА 7. Повышение управляемости и устойчивости в процессе поворота (часть 3)

7.7. Ломаная траектория

Движение по дуге поворота на критической скорости практически в любой момент может привести к потере устойчивости и управляемости в результате неожиданного изменения коэффициента сцепления шин с дорогой (из-за наличия на дороге песка, отрицательного уклона, неровностей и т. д.).

Чтобы подстраховаться от неожиданного неуправляемого скольжения, можно изменить траекторию движения по дуге с постоянным радиусом на траекторию движения по периметру ломаного многогранника. Тогда можно повысить безопасность, применяя приемы, повышающие управляемость автомобиля.

Анализ техники ведущих автогонщиков позволяет констатировать, что метод дробления дуги на мелкие прямые и повороты заложен в основу скоростного движения в повороте.

Технологию движения в повороте в режиме скоростного барьера, т. е. на пределе собственных возможностей, можно представить себе как метод «проб — ошибок — коррекции». Главная задача метода — «нащупать» на выбранной траектории грань срыва колес в скольжение.

Действия водителя-гонщика на дуге поворота представляют собой повторные циклы тонких движений: поворот колес и увеличение частоты вращения коленчатого вала двигателя до начала соскальзывания колес; выравнивание колес и уменьшение частоты вращения.

Все изменения происходят в узком диапазоне работы двигателя (примерно 6000—7000 об/мин).

Для водителя обычного автомобиля этот диапазон ниже, но не меньше устойчивого показателя крутящего момента двигателя (примерно 3500— 4000 об/мин для автомобилей семейства ВАЗ). Притом желательно избегать крайних вариантов дросселирования: полностью закрытого и полностью открытого «газа», так как в первом случае возможно возникновение заноса задней оси, а во втором — сноса передних колес. Процесс управления при повороте на максимальной скорости напоминает «балансирование на острие ножа», так как исключает резкие действия и в большей степени происходит «на опережении» нежели «на реакции». Это достигается плавными нажатиями и резким отпусканием педали подачи топлива; то же происходит с рулением — плавный поворот и резкий возврат рулевого колеса.

У читателя от этой информации может возникнуть ошибочное представление о работе педалью подачи топлива и рулевым колесом, т. е., что нужно «дергать» рулевое колесо влево, вправо и непрерывно нажимать и отпускать педаль подачи топлива. На самом деле это очень мягкий и осторожный процесс с минимальной амплитудой действий и четкой взаимосвязью между рулением и дросселированием в соответствии с дорожной информацией.

Ломаную траекторию при повороте можно рассматривать как активный метод самостраховки, особенно в тех случаях, когда трудно визуально оценить коэффициент сцепления, или если водитель вследствие разных причин испытывает неуверенность в собственных силах.

Тогда, увеличивая прямолинейные участки траектории до 5—10 м, он может использовать загрузку передних колес и гарантированно, без бокового скольжения, преодолевать серию поворотов небольшой крутизны, разрывая тем самым непрерывную дугу поворота на части (см. рисунок). Этот способ успешно выполняется на переднеприводных автомобилях с такой особенностью: после загрузки и поворота колес необходимо тотчас нажать и отпустить тормозную педаль обязательно левой ногой при «открытом газе», притом эти действия выполняются без пауз между ними. Структура действий идентична «двойному входу», но включает большое число элементов, например 3—5 и более, в зависимости от длины поворота.

Ломанная траектория может сопровождаться серией управляемых заносов автомобиля, позволяющих за счет минимальной потери устойчивости существенно повысить управляемость автомобиля.

Если на переднеприводном автомобиле в скоростном повороте полностью отпустить педаль газа, то возникает небольшой занос, тотчас нажимая на педаль газа, водитель прекращает занос. Повторяя эти действия, можно один крутой поворот превратить в серию мини-поворотов.

На заднеприводном автомобиле при движении на скользком повороте можно короткими пробуксовками колес постепенно повернуть автомобиль.

7.8. Контрсмещение и контрзанос

Скоростное прохождение поворотов 6 и 7 категорий, характеризуемых как очень крутые или обратные, требует существенного снижение скорости (с максимальной до 40—50 км/ч). Если скорость погашена недостаточно, то чрезмерно круто повернутые колеса спровоцируют снос и потерю управляемости. Поэтому перед спортсменами встают серьезные вопросы: как избежать раннего торможения и не потерять такие важные секунды, и как уменьшить угол поворота колес, сохранив этим управляемость?

Решить сразу две проблемы безопасности позволяют два нестандартных приема, один более «мягкий» — контрсмещение, а другой более «острый» — контрзанос. Суть обоих приемов сводится к тому, чтобы пожертвовать частью устойчивости автомобиля, чтобы увеличить его управляемость. Не правда ли, очень похоже на тактику в шахматах: жертвуете фигуру (количество) — получаете темп (качество). Если вернуться к теории управления автомобилем, то данные приемы позволяют еще до поворота (!) развернуть автомобиль на нужный угол, притом не передними «ранимыми» колесами, а задними в режиме их скольжения. Кроме того, эти приемы позволяют подойти к повороту на более высокой скорости и после экстренного торможения рабочим тормозом перейти к торможению боковым соскальзыванием. Такими действиями водитель «убивает сразу трех зайцев»: снижает скорость, разворачивает автомобиль и выводит его на траекторию дуги при повороте колес на малый угол.

КОНТРСМЕЩЕНИЕ. Термин означает предварительное смещение автомобиля в сторону противоположную направлению поворота. К примеру, водитель, двигаясь по середине полосы, перед левым поворотом мягким огибающим маневром направляет автомобиль к правой обочине, а затем более резким маневром поворачивает его влево, прицеливаясь не как обычно на вершину поворота, а раньше ее, как будто он желает срезать поворот. Эти два связанных темпом действия маневра раскачивают автомобиль и заставляют его соскользнуть задними колесами вовне. Если требуется усилить вращательный импульс, то на заднем и полном приводе после контрсмещения резко включается пониженная передача, а на переднем приводе полностью отпускается педаль газа.

КОНТРЗАНОС. В основе этого приема заложено явление, получившее название «динамический хлыст». Суть его состоит в том, что он усиливает вращательный импульс автомобиля в заключительной фазе поворота. Если в предыдущем приеме автомобиль плавным огибающим маневром смещался вовне, то здесь занос возникает после интенсивного торможения рабочим тормозом. «Лицо» автомобиля поворачивается в сторону, противоположную повороту. Реагируя на занос поворотом руля и прекращением тяги, водитель умышленно запаздывает с реакцией, что провоцирует занос в другом направлении. Образно говоря, водитель «размахивает» задней осью автомобиля, словно дворник метелкой. Такие действия позволяют развернуть автомобиль на угол от 90° до 180°, т. е. вплоть до полного разворота. Встречаются ситуации, когда гонщики для снижения скорости автомобиля применяют до трех циклов заноса. Каждый из циклов предполагает последовательное увеличение угла заноса: малый, средний, критический и далее — разворот.

Спортсмены, управляющие автомобилями с полным приводом, называют оба приема «подсечкой» и применяют их для перевода автомобиля в режим силового скольжения.

На переднеприводных моделях этот прием часто используется в трековых гонках, при этом в отличие от других приводов спортсмены легко гасят излишний угол заноса мощной тягой с пробуксовкой колес.

Обычным водителям лучше не применять контрзанос из-за сложности стабилизации в заключительной фазе маневра. Но если они воспользуются осторожным (малоамплитудным) контрсмещением при прохождении крутых поворотов на скользкой дороге, то при грамотном использовании этой техники смогут в полной мере оценить ее преимущества.

7.9. Выбор угла атаки препятствия

Автомобиль болезненно воспринимает дорожные неровности, особенно в тех случаях, когда из-за дефицита мастерства или невнимательности водитель травмирует его своими запоздалыми или ошибочными действиями, Правда, конструкция ходовой части серийного автомобиля призвана смягчить контакты с дорожными неровностями. Но порой наши дороги предлагают водителям условия, близкие к экстремальным: ямы, канавы, открытые колодцы, уступы и выступы, колея и многое другое. Все это скорее под силу продвинутым и тюнингованным моделям, чем обычным серийным авто. Особенно ранимы подержанные машины, растерявшие «в прошлой жизни» часть своего потенциала надежности.

Как же быть простому водителю, владельцу подержанной иномарки или отечественной «старушки», чтобы подольше сохранить в таких условиях живучесть своего авто?

По всей видимости, надо следовать опыту профессионалов, которые выработали и используют технологию направленного движения для преодоления неровностей. Первыми ее применили гонщики-раллисты. Именно они создали так называемый «язык дороги», который позволяет в виде скоростной стенограммы записать основные неровности и составить рецепт по их преодолению. В стенограмме экипажей встречаются такие термины: «яма справа (слева)», «бугор посередине», «правее (левее)», «резать», «по-наружи», «трамплин», «трамплин-полет», «гребенка», «в подъем (спуск)», «60 км/ч» и т. д.

Спортсмены высшей квалификации в ралли-рейдах, где гонка проходит на незнакомых дорогах, ввели в информацию «Дорожной легенды» (графическая запись маршрута) дополнительные знаки, характеризующие степень опасности для экипажа: (!) «внимание», (!!) «опасно», (!!!) «очень опасно» и даже (!!!!) «стой».

Но обычному водителю чаще всего поверхностно известен или совсем неизвестен «портрет дороги», если он едет по ней впервые, И чем выше скорость автомобиля, тем меньше времени дается водителю, чтобы провести анализ и сделать правильный выбор направления движения объезда неровности или ее преодоления доступными ему способами. Дополнительные трудности возникают при лимите ширины полотна дороги или при ограниченности возможностей маневра из-за движения других автомобилей.

Итак, вот что предлагает водителям опыт, накопленный профессионалами:

·         объезд препятствия огибающим маневром возможен на невысокой скорости. При высокой скорости и резких действиях нужно быть готовым к реагированию на потерю устойчивости (занос, вращение);

·         если маневр невозможен из-за дефицита времени, лучше всего спрямить траекторию, т.к. удар по повернутым колесам более болезнен для автомобиля (ударные нагрузки по наконечникам рулевых тяг, шаровым опорам, рычагам подвески и др.);

·         поперечные неровности (трамвайные рельсы, бугры, уступы) лучше преодолевать под углом, если есть такая возможность, по ширине полосы движения;

·         двигаясь по колее, желательно мягко прижимать автомобиль к боковому упору, чтобы избежать его «рысканья»;

·         в повороте с неровностями нужно выбрать траекторию, при которой на них окажутся разгруженные колеса (внутренние относительно поворота), для упорных колес (наружних) нужно искать ровную опору;

·         при невозможности объезда ямы, открытого колодца и др. под одним из колес, нужно направить автомобиль на неровность (!) резким рывком рулевого колеса, добиваясь эффекта боковой разгрузки.

·         при скоростном прохождении поворота строится «сглаживающая траектория», элементами которой являются: «заход» (отведение автомобиля к внешней границе траектории перед входом), «срезание» (прижимание автомобиля внутрь на дуге) и «распускание» (отведение автомобиля вновь к внешней стороне в завершающей фазе);

·         желательно спрямить дугу в повороте, если «упорное» (наружнее переднее) колесо может потерять сцепные возможности из-за лужи, бугра, ямы, песка и др.

7.10. Использование подъемной и прижимной силы

Эти термины заимствованы спортсменами из области аэродинамики. Погоня за рекордными показателями болидов «Формулы-1» и других суперавтомобилей, развивающих скорость свыше 300 км/ч, привела к использованию минимального дорожного просвета (клиренса), установке антикрыльев, спойлеров, «дымоходов» и других конструктивных решений, препятствующих воздействию подъемной силы, стремящейся оторвать автомобиль от земли.

Однако кроме аэродинамических возможностей самого автомобиля, водитель может воспользоваться собственным потенциалом мастерства, который позволяет произвольно изменять загрузку автомобиля по осям и колесам, т. е. искусственно создавать дополнительную прижимную или подъемную силу. Инструментами такого влияния на автомобиль являются педали «газа», тормоза и рулевое колесо.

В тех случаях, когда нужно увеличить прижимную силу, например, перед экстренным маневром или скоростным поворотом, водитель может воспользоваться способом загрузки передних колес: торможением двигателем на постоянной передаче («мягкая» загрузка), торможением двигателем с включением пониженной передачи («интенсивная» загрузка), торможением рабочим тормозом («форсированная» загрузка). При экстренном торможении, по мнению специалистов, до 60 % веса автомобиля смещается на переднюю ось. Для создания дополнительно прижимной силы упорного колеса (переднего наружнего относительно поворота) спортсмены применяют «подтормаживание» (плавное, дозированное) левой ногой на дуге поворота при сохранении тяги (правая нога продолжает нажимать на педаль «газа»).

При преодолении неровностей (бугров, канав, ям и др.) очень важно использовать подъемную силу, чтобы разгрузить переднюю подвеску, увеличить рабочий ход амортизаторов и, в конечном итоге, смягчить встречные удары. Помочь в этом может педаль «газа» и режим короткого ускорения. Оптимальный эффект можно получить, когда двигатель работает в режиме максимального крутящего момента (для семейства ВАЗ он составляет 2500—4000 оборотов в минуту).

Познакомиться с явлением не аэродинамической, а механической подъемной силы можно на переднеприводном автомобиле, если заставить его тронуться с места при включенном стояночном тормозе. Можно наблюдать, как передняя часть кузова при этом в ответ на вращение колес приподнимается. Тот же эффект, но в меньшей степени, возникает при увеличении тяги во время движения.

При движении по пересеченной местности или неровной грунтовой дороге гонщики ралли-рейдов стремятся сохранять постоянную тягу на передаче, которая обеспечивает поддержание крутящего момента двигателя. Автомобиль может проваливаться одним или сразу двумя передними колесами в ямы, но эффект постоянно действующей подъемной силы позволяет смягчить удары. На широко разнесенных неровностях возможен режим переменной тяги, но ее полное прекращение тотчас вызывает «утыкание» автомобиля в препятствие.

Режим повышенных оборотов позволяет ослабить удар после прыжка, поэтому спортсмены-раллисты «держат газ» в полете и особенно в момент приземления, хотя это чревато повреждением приводов на передне- и полноприводных автомобилях. Даже на минимальной скорости движения можно успешно воспользоваться подъемной силой передних колес при преодолении бугров, «лежачих полицейских», выступов и т. д., однако важно нажать на педаль «газа» своевременно, учитывая инерционность топливной системы автомобиля. Опережение или отставание по времени не позволят получить требуемый эффект.