ГЛАВА 8. Стабилизация автомобиля при потере устойчивости и управляемости (часть 1)

8.1. Снос передних колес

Снос — боковое скольжение передних колес — чаще всего возникает при экстренных маневрах и прохождении поворота на критической скорости. Факторами, влияющими на это явление, могут быть профиль дороги (отрицательный уклон), боковой ветер, чрезмерное или недостаточное давление в шинах, низкий коэффициент сцепления. Явление сноса связано с тем, что боковая сила превосходит силу сцепления шины с дорогой. На заднеприводном автомобиле повернутые передние колеса создают эффект торможения, а толкающие задние — избыточную силу. Для переднеприводного автомобиля характерен снос передних колес из-за избытка или недостатка тяги при чрезмерных углах поворота колес.

Для полноприводных моделей характерны особенности одноприводных автомобилей, а разнонаправленная тяга передних и задних колес усиливает увод с траектории движения, особенно на «Джипах» с высоким профилем покрышки и всесезонным протектором.

Снос передних колес следует рассматривать как результат грубой ошибки водителя, так как он всегда сопровождается частичной потерей управляемости. Сигналом о совершенной ошибке служит «визг» передних покрышек на сухом покрытии. Поэтому «визжащий» на поворотах автомобиль (что обычно характерно для кинобоевиков и детективной литературы) свидетельствует о низком профессиональном уровне водителя.

Опасность сноса заключается в привычке многих водителей реагировать на частичную потерю управляемости рефлексом резкого торможения. Блокирование передних колес при сносе полностью лишает водителя возможности управлять автомобилем и приводит к его прямолинейному скольжению на заблокированных колесах. Большая часть ДТП с тяжкими последствиями на поворотах связана с этим явлением, и рассматривать черный след на асфальте, уходящий на обочину или встречную полосу, следует как «роспись страха» и отказ от управления из-за шокового состояния.

Прекратить или уменьшить снос передних колес можно двумя способами: либо увеличить загрузку передних колес, либо уменьшить угол их поворота, чтобы от скольжения перейти к качению.

Можно рекомендовать несколько приемов безопасности при сносе.

1. Торможение двигателем на постоянной передаче.

2. Торможение двигателем на понижающей передаче.

3. Легкое подтормаживание левой ногой для увеличения загрузки переднего наружного колеса. Режим торможения плавный, с постоянным тормозным усилием, исключающим блокирование колес.

4. Выравнивание управляемых колес (если это позволяют ситуация и ширина проезжей части).

5. Выравнивание и повторный вход с загрузкой передних колес.

Почти всегда снос следует рассматривать как результат ошибки в прогнозировании ситуации или в управлении. Профилактикой сноса является опережающая загрузка передних колес и выбор оптимальной скорости входа в дугу. При экстренных маневрах снос может возникать в результате резкого руления, торможения и комбинации этих действий. Желательна выработка навыков с «мягкой» структурой, исключающей резкое начало как в рулении, так и в торможении, несмотря на дефицит времени в критической ситуации.

Гонщики экстракласса рекомендуют мягкое отпускание педали после экстренного торможения при подходе к повороту. Резкое отпускание тормозной педали провоцирует быстрое разжатие передних пружин и, как следствие, разгрузку передних колес в момент их поворота на дугу.

8.2. Занос малой амплитуды

Причинами, вызывающими занос на скользкой дороге, могут стать неровность, сильный боковой ветер, резкие маневры (торможение, разгон, объезд препятствия), а в ряде случаев и резко открытый или закрытый дроссель.

Стабилизация автомобиля осуществляется быстрым поворотом рулевого колеса в сторону заноса без смены хвата таким образом, чтобы восстановить положение передних колес строго по направлению прямолинейного движения. Одновременно уменьшаются обороты двигателя. Этим создается малый тормозной эффект на задних колесах, который будет способствовать стабилизации автомобиля. После того как автомобиль прекратит вращение, нужно вернуть рулевое колесо в исходное положение и выровнять автомобиль, иначе может возникнуть колебательное движение задней оси — ритмический занос.

У переднеприводного автомобиля отпущенная педаль «газа» может усилить занос, поэтому реакция водителя, несмотря на то, что она выглядит на первый взгляд, нелогично, должна быть следующей. Нужно усилить тягу, чтобы передние колеса «вытянули» автомобиль из заноса. При этом поворот руля в сторону заноса можно исключить.

Для полноприводных моделей действия рулем аналогичны заднему приводу, но педаль газа отпускать полностью нельзя, чтобы тяга передних колес помогла справиться с заносом. Можно применить другую технологию. Вначале поступить также, как на заднем приводе, т. е. отпустить педаль «газа», но тотчас снова нажать на нее.

Исходным положением для быстрого компенсаторного руления должна стать поза готовности — симметричное положение рук в верхнем секторе рулевого колеса («9—3» или «10—2»). В этом случае высокая скорость руления будет обеспечена сильными мышцами-сгибателями. Основное усилие выполняет та рука, в сторону которой осуществляется вращение (например, правая — вправо-вниз). Другая рука обеспечивает активную помощь за счет работы приводящих мышц. Структура стабилизирующего действия — поворот рулевого колеса с максимальной скоростью и мягкое выравнивание практически без паузы между ними.

Занос почти всегда следует рассматривать как результат ошибки водителя. Чем грубее ошибка, тем больше угол заноса. Важными факторами по стабилизации следует считать профессиональную реакцию водителя на занос, рациональную технику руления и быстроту действий. Для водителей высшей квалификации характерны безошибочное прогнозирование и опережающие действия.

Для малоопытных водителей резерв безопасности может быть связан с рациональностью и быстротой, которые могут возникнуть лишь в результате специального обучения (по методике контраварийной подготовки в технике руления).

Преодолеть занос малой амплитуды помогут несколько рекомендаций:

·         постоянно сохраняйте позу готовности, в частности симметричное положение рук на рулевом колесе («10—2» или «9—3»);

·         обеспечивайте максимальный контакт с автомобилем. Этому способствует легкая одежда, отсутствие подстилок, подкладок и других предметов, мешающих контакту корпуса водителя с сиденьем;

·         резко поворачивайте рулевое колесо в сторону заноса и мягко выравнивайте автомобиль. Чем позже начато действие, тем большая скорость потребуется для стабилизации автомобиля;

·         выполняя любые резкие маневры на скользкой дороге или на высокой скорости движения, прогнозируйте занос автомобиля и будьте готовы к нему.

8.3. Глубокий занос

Причиной возникновения заноса большой амплитуды почти всегда является грубая ошибка водителя (неготовность к экстренным действиям, торможение с длительным блокированием колес, резкий непрогнозируемый маневр, «доворот» на дуге поворота и др.). Если компенсаторные действия не выполнены в начальной фазе потери устойчивости (см. соответствующий прием), то занос усиливается и в конечном итоге может привести к вращению автомобиля.

Автомобиль стабилизируется компенсаторным рулением (поворотом рулевого колеса в сторону заноса) и прикрытием дросселя. Однако амплитуды рывкового руления без перехвата (из исходного положения «10—2» или «9—3» в положение «12—4» или «8—12») оказывается недостаточно, чтобы прекратить занос. Поэтому необходим «доворот» рулевого колеса одной рукой из положения «12» в положение «4» или «8». Другая рука по кратчайшему пути переводится вверх в зону над цифрой «12». Ее функция — подстраховка. Если требуется увеличить амплитуду руления, она тотчас повернет рулевое колесо из положения «12» в положение «4» или «8». Если критическая ситуация миновала, то эта рука примет участие в выравнивании автомобиля.

Здесь прокомментирована технология стабилизации заднеприводного автомобиля. Информация по переднему и полному приводу приведена в разделе "Занос малой амплитуды".

Если автомобиль стабилизируется на прямом участке, например во время экстренного торможения, то после реакции на занос тотчас выровняйте колеса.

Глубокий занос может быть результатом произвольного действия водителя в тех случаях, когда он использует экстренное торможение боковым соскальзыванием. В этом случае нет необходимости выравнивать автомобиль, а лучше сохранить угол заноса переменным дросселированием и компенсаторным рулением. Этот способ очень эффективен для гашения скорости на входе, в поворот или на дуге поворота.

На крутом повороте с обледенелым покрытием произвольный управляемый (!) занос может применяться как способ самостраховки. Он позволяет удержать автомобиль на дуге поворота за счет использования части мощности двигателя для противодействия центробежной силе.

При экстренном объезде препятствия на скользкой дороге, выносе автомобиля на обочину или полосу встречного движения обученный водитель произвольно выбирает угол заноса с учетом радиуса поворота, коэффициента сцепления и особенностей критической ситуации (в зависимости от ширины проезжей части, наличия помех, маневров других участников, опасности ДТП).

Процесс управления автомобилем в глубоком заносе требует обостренного «чувства автомобиля», высоких координационных способностей, автоматизма навыков и прогнозирования поведения автомобиля в зависимости от управляющих действий водителя.

Кроме своевременной реакции на занос, необходимы:

·         высокая скорость руления, достигаемая рулением двумя руками на боковом секторе рулевого колеса, рулением одной рукой с перекатом через тыльную сторону кисти;

·         непрерывное поисковое уравновешивающее руление, позволяющее стабилизировать автомобиль в заносе (исключить самовыравнивание и непроизвольное вращение);

·         переменное дросселирование, смягчающее резкое скольжение задней оси, обеспечивающее дозированное подтормаживание и загрузку передней оси.

8.4. Критический занос

Возникновение критического заноса связано с грубыми ошибками управления при экстренном торможении и маневрировании, когда на начало потери устойчивости водитель реагирует с опозданием. Угол критического заноса связан не столько с конструктивными особенностями автомобиля, сколько с уровнем мастерства водителя. Хотя теоретически этот угол должен соответствовать повороту колес до упора, для слабоподготовленных водителей необратимость ситуации (вращение автомобиля) может наступить намного раньше.

В критическом заносе возникает явление, при котором уравновешиваются действующие на автомобиль силы и моменты. На короткое время происходит потеря управляемости, а затем либо выравнивание, либо вращение автомобиля. Так как явление критического заноса соответствует критической фазе устойчивости автомобиля, желательны опережающие действия по его стабилизации. Если водитель не смог по прямым или косвенным признакам спрогнозировать возникновение критического заноса, то у него имеется еще реальный шанс за счет высокой скорости руления опередить потерю поперечной устойчивости и избежать острой критической ситуации, при которой полностью теряется управление. Чем выше скорость руления, тем выше надежность водителя для действий при критическом заносе.

Преодолеть критическую ситуацию помогут следующие приемы.

1.      Скоростное круговое руление двумя руками с перекрестными захватами на боковом секторе рулевого колеса.

2.      Скоростное круговое руление одной рукой с перекатом через тыльную сторону кисти или через ладонь (на автомобилях с горизонтально расположенным рулевым колесом).

3.      Скоростное комбинированное руление одной рукой с «подкрутом» другой.

4.      Комбинированное скоростное руление двумя руками и одной рукой, со сменой приема по ходу руления.

Первый прием следует считать универсальным и очень точным; 2-й и 4-й применяют, когда по ходу стабилизации необходимо переключение передач, чтобы предотвратить опрокидывание автомобиля; 3-й прием рекомендуется тем водителям, у которых имеется явная разница в силе рук. Основное усилие развивает «сильная» рука, а другая помогает ей короткими рывковыми действиями.

Стабилизация автомобиля в фазе критического заноса достигается в основном переменным дросселированием при условии, что колеса повернуты в сторону заноса до упора. Величина дросселирования (частота вращения коленчатого вала двигателя) и необходимость включения той или иной передачи определяются в зависимости от коэффициента сцепления и тяги двигателя в данный момент. Если принятых мер недостаточно, чтобы восстановить устойчивость автомобиля, и он перешел грань критического заноса, то дальнейшая его стабилизация осуществляется после вращения на 180° или 360°. Главное требование безопасности — исключить остановку авгомобиля поперек дороги, так как это положение сократит ширину проезжей части и увеличит возможности столкновения с попутным и встречным транспортными средствами.

Для переднеприводных автомобилей стабилизация может быть обеспечена мощной тягой двигателя с пробуксовкой передних колес. Этот способ позволяет скольжением передней оси выставить автомобиль для прямолинейного движения, если условия движения позволяют это сделать. Для полноприводных автомобилей важен компромисс тяги передних и задних колес. Полное прекращение тяги и избыточная тяга приводят к вращению автомобиля.

8.5. Ритмический занос

В основе критической ситуации ритмического заноса лежит явление «динамический хлыст», когда раскачиванию задней оси автомобиля в поперечном направлении сопутствует резонанс, из-за чего амплитуда каждого последующего заноса возрастает до критического значения. После этого начинается неуправляемое вращение автомобиля.

Причинами возникновения ритмического заноса являются запаздывание реакции водителя на возникающий занос и суммарное опаздывание его реакции на серию противоположных по направлению заносов. Поводом для критической ситуации могут послужить ошибки в управлении — от самых простых (руление в нижнем секторе, отпускание рулевого колеса при выходе из поворота) до грубых (резкое дросселирование в повороте, раскачивание автомобиля серией быстрых маневров вправо и влево и др.).

Чаще всего ритмический занос как форма критической ситуации возникает после сочетания двух или более противонаправленных маневров: объезд препятствия и возврат на полосу движения, резкий обгон, вынужденный маневр со сменой направления и др., а также при экстренном торможении на участке дороги с неоднородным коэффициентом сцепления или неровностями, при выходе из поворота с ранним ускорением.

Стабилизация осуществляется: 

·         одномоментно — рывковым скоростным рулением одной или двумя руками без смены хвата при втором импульсе заноса;

·         многомоментно — серией скоростных действий рулевым колесом вправо-влево или наоборот без задержки в фазе смены направления вращения и с увеличением скорости в каждом последующем цикле руления. Амплитуда руления может последовательно увеличиваться в соответствии с углами заноса;

·         с опережением — предварительная реакция в сторону прогнозируемого заноса поворотом рулевого колеса на заключительной стадии скоростных маневров, направленных в противоположные стороны.

Компонентом стабилизирующих действий является дросселирование, которое в определенных стадиях компенсаторных действий может ослабить вращательные импульсы или усилить их. Как длительное закрытие дросселя, так и максимальные обороты двигателя могут усугубить ситуацию. Для стабилизирующих действий характерно переменное дросселирование с прикрытием дросселя при реакции на занос рулением и общим фоном средней частоты вращения коленчатого вала двигателя.