СТАТЬИ

НА ВОПРОСЫ ЧИТАТЕЛЯ ОТВЕЧАЕТ КОНСТАНТИН КРУПНИКОВ (ККК)

Здравствуйте Михаил Георгиевич, мне очень понравилась ваша книга, хотя я сам не гонщик, а инженер физик и связист. Но в книге есть очень много полезной информации о безопасной езде. Главная идея – при правильной езде безопасность и скорость достигаются одними и теми же способами. Я пытаюсь найти причины, вынуждающие гонщиков или простых водителей пользоваться определенными приемами для движения с максимальной скоростью (и\или одновременно двигаться максимально безопасно на данной скорости).
У меня есть вопрос, на который мне никто не может квалифицированно ответить:
Почему зная недостатки конкретного серийного автомобиля (его избыточную или недостаточную поварачиваемость) никто не применяет подбор немного отличающихся шин для передней и задней осях автомобиля?

ККК. Первое замечание касается правописания термина: верно употреблять «поворачиваемость», от слова «поворот». Второе замечание – по сути заданного вопроса: это, в принципе, возможно, но бессмысленно и опасно. Для того, чтобы это пояснить, придётся дать третье замечание. Оно относится ко всему письму. Автор рассматривает ситуацию в статике, причём в довольно простых приближениях, которые отмечены ниже. Под статикой понимается неизменная нагрузка на оси автомобиля. Автомобиль же практически всегда движется с переменными линейными и угловыми скоростями, т.е. подвержен знакопеременным ускорениям. Ввиду того, что центр тяжести автомобиля в рассматриваемых ситуациях всегда находится выше дорожного полотна, отмеченные ускорения вызывают быстрые изменения нагрузок не только на каждую ось, но и на каждое из колёс. При этом также меняется наклон каждого колеса, что обусловлено кренами кузова, кинематикой подвески и рулевого управления. Указанные изменения приводят к различным условиям трения в пятне контакта. К сожалению, современная наука о трении, именуемая трибологией, во многом эмпирическая, т.е. основана на разнообразных экспериментальных фактах, не все из которых связаны одним подходом. Поэтому теоретически определить характер поворачиваемости автомобиля невозможно без его ходовой «доводки». Автор назвал недостаточную поворачиваемость автомобиля недостатком. Это неверно. Умеренная недостаточная поворачиваемость создает для подавляющего большинства водителей ощущение надёжности управления автомобилем. Если, по совету автора, идеально довести поворачиваемость до нейтральной, то каждое изменение внешних условий (а их весьма много, в том числе – температура в пятне контакта, наклон дороги, боковой ветер, даже положение рук водителя на руле) будет постоянно смещать поворачиваемость либо в сторону недостаточной, либо в сторону избыточной. Такой «вихляющий» автомобиль станет восприниматься как ненадёжный, в результате чего скорость прохождения поворота и безопасность движения упадут.

Как бы я не пытался анализировать или искать ответ в литературе, всегда оказывается, что шины на передней и задней осях чаще всего находятся в неравном положении. При наиболее вероятном использовании переднеприводного автомобиля (полупустая машина с водителем, плюс иногда один пассажир) передняя ось оказывается больше загружена (в вашей книге приводится соотношение 60% на передние 40% на задние колеса). Сам производитель для такой ситуации рекомендует использовать чуть большее давление (на 10%) в передних шинах, при этом, не смотря на то, что площадь контакта с дорогой у передних и задних колес становится примерно равной, упругость колес разная.

ККК. Под упругостью автор, видимо, понимает боковой увод. С точки зрения безопасности, как раз целесообразнее использовать давление в задних шинах равным или чуть выше, чем в передних. В противном случае боковой подлом задней шины, возникающий при большом боковом ускорении, приведёт к резкому изменению характера поворачиваемости с недостаточного на избыточный.

Центр тяжести смещается в этих условиях вперед, что увеличивает инерционность передней части автомобиля, также инерционность передней части возрастает за счет гироскопических моментов коленчатого вала двигателя и ведущих колес.

ККК. Автор объединил в одну кучу смещение центра тяжести (причины могут быть динамическими и статическими) и разделил инерционность одного жёсткого кузова на две, не оговорив относительно чего он её измеряет. Странно, что, упомянув гироскопический момент ведущих колёс, он упустил ведомые.

В повороте колеса двигаются по разным радиусам - задние всегда по меньшим, что также ставит колеса на разных осях в неравное положение. Если обратится к формулам, то:
1) Линейная скорость на дуге определяется как (длинна дуги это угол в радианах помноженный на радиус R) V=
Пусть радиус передних колес больше радиуса задних на величину , тогда если радиус задних R, то у передних колес он будет R+ .
Передние колеса движутся при этом со скоростью V =
Задние V =
Скорости задней и передней осей автомобиля соотносятся как

2) Центростремительное ускорение определяется как

Для передних колес
Для задних колес
3) Центростремительная сила определяется как
Для передней оси
Для задней оси
Соотношение центростремительных сил для задней и передней осями автомобиля:

. где .




Т.е центробежные на передней и задней осях соотносятся как:


В результате приходим к очень простому практическому выводу: любая полупустая машина с двигателем впереди при движении на нейтрали будет склонна к сносу передней оси, пропорционально отношению масс на осях и относительной разности радиусов движения передних и задних колес.

ККК. Не вполне понятно, почему автором рассмотрено приближение одинаковой нагрузки на колёса одной оси. В сделанном выводе кроется основное заблуждение – сила трения не прямо пропорциональна нагрузке, как это считается в простых школьных задачах. Понятия сноса и увода различны и возникают при разных нагрузках в пятне контакта.

Заднеприводная может компенсировать недостаточную поварачиваемость повышенным газом и работая на грани срыва задней оси. А вот переднееприводная всегда склонна к срыву передней оси при такой загрузке, и единственно, что выручает, так это большая сила сцепления передних колес при той же большей загрузке.
При этом можно определить из расстояния между осями и колесной базой. Конечно, в этих выводах есть упрощение – все четыре колеса движутся по разным радиусам.

ККК. Логическое противоречие. Выше автор оговорил используемое приближение – движение на нейтрали. Заднеприводный автомобиль может иметь иную развесовку, чем переднеприводный. Для переднеприводного автомобиля движение в повороте со сброшенным газом может качественно изменить характер поворачиваемости.

Так вот если условия для осей разные, то почему бы не подобрать колеса с немного отличающимися свойствами на переднюю и заднюю оси? Например въезжая на большой скорости в воду проблемы с аква планированием в основном возникают у передних колес (можно выбрать нужный высокий протектор, но площадь непосредсвенного контакта с дорогой будет меньше). Задние колеса идут по образующейся колее, и для них вроде бы можно применить более гадкие шины, имеющие лучший контакт с дорогой. Хотя они и более склонные к аква планированию (при боковом скольжении им будет все равно, а во время езды по прямой передние колеса разгоняют воду).
Если машина явно склонна к сносу передней оси, то почему нельзя поставить на переднюю ось одну резину (например с шипами), а на заднюю другую (более мягкую и без шипов)? (речь не об летней и зимней резине, а об разной зимней резине)

ККК. Видимо, автор не совсем полно представляет себе условия управления автомобилем. Помимо движения в повороте есть разгон и торможение. Курсовая устойчивость при этом гораздо важнее квазинейтральной поворачиваемости.

Мало того, что колеса движутся по разному радиусу, поверхность каждого колеса проходит разный путь при движении по дуге - внешняя чуть больший, чем внутренняя. Поэтому всегда и при любой манере езды существует небольшое проскальзывание колес во время движения по дуге. Колесо кроме просто качения как бы поворачивается вокруг своей оси. Без проскальзывания шине пришлось бы иметь форму усеченного конуса, а не цилиндра.

ККК. В самом деле, шина при движении всегда имеет в пятне контакта форму усечённого конуса, в том числе при движении по прямой. В противном случае автомобиль будет иметь «вихляющий» характер. Конусность шины в пятне контакта влияет на нагрев и, в конечном счёте, на износ.

В повороте происходит не только перераспределение нагрузки (внешние загружены больше), но и увеличение веса автомобиля. По определению вес – это сила, с которой тело давит на опору. Опора у автомобиля единственная – это колеса. Кроме массы автомобиля mg к силе действующей на колеса добавляется центробежная. Все это еще быстрее приводит к скольжению.

ККК. Вес автомобиля не может меняться в повороте при движении на горизонтальной плоскости. Видимо, автор неточно описывает перераспределение веса между колёсами. Упущено то обстоятельство, что перераспределение происходит через деформируемые подвески и шины.

Я попытался описать приемы безопасного прохождения поворотов, все ли я правильно понимаю и учитываю?

ККК. Изложенная далее тактика управления довольно наивна, хотя содержит в себе правильное зерно – колесо в пятне контакта может передать лишь ограниченное усилие, которое водитель хотел бы распределить продольно (разгоняясь или тормозя) и поперечно (совершая поворот). Приведённые цифры свидетельствуют о небольшом опыте автора как водителя. Весьма похвально желание разобраться в физике движения автомобиля в повороте. Желаю ему успехов как в постижении науки, так и в получении навыков вождения. Надеюсь, что ему не только повезло с прочтением книги М.Г.Горбачёва, но удастся получить у него несколько практических уроков вождения.

БЕЗОПАСНОЕ ПРОХОЖДЕНИЕ ПОВОРОТОВ
Перед поворотом обязательно нужно переключатся на пониженную передачу с перегазовкой (в городе это третья, при скорости ниже 20 км в ч. вторая), что бы двигатель имел динамику при движении в повороте. На переключение передачи в повороте уходит время. К тому же это не безопасно. Обе руки должны держать руль, выжимать при этом сцепление, резко снижать или добавлять газ в повороте нельзя, так как автомобиль (особенно на скользкой дороге) может легко поскользнуться. Дело в том, что если в повороте отпустить сцепление, то произойдет дополнительный толчок и машина может потерять устойчивость. Может заглохнуть двигатель, это значит, перестанет работать вакуумный усилитель тормоза, и на тормоз нужно будет давить раз в пять сильнее. При заглохшем двигателе перестает работать гидро усилитель руля (если он есть), и руль придется поворачивать в раза в три с большим усилием. Если забыть переключится на пониженную передачу до входа в поворот и отпустить сцепление в повороте, То двигатель почти наверняка заглохнет, или просто не потянет. На переключение уходит время, а прохождение поворота - это опасный участок, на котором выигрыш в пол секунды может оказаться решающим при развитии ситуации из штатной в аварийную. Кроме того, при переключении передачи в повороте необходимо будет держать руль одной рукой, что заметно снизит возможности маневрирования. Никогда нельзя отпускать руль и давать ему самому возвращаться к среднему положению, его надо докручивать руками. Любая неровность может вызвать в этой ситуации занос, а у водителя не останется моторной памяти о положении (угле поворота) передних колес, хотя в случае заноса очень важно успеть их повернуть во время и на нужный угол.

Движение должно происходить по безопасной траектории с глубоким входом. Это траектория показана даже в экзаменационных билетах ГАИ, но как именно ее проходить и почему почти нигде не объясняется. Иногда даже встречаются рекомендации проходить поворот по дуге наибольшего радиуса, что намного опаснее.

Правила прохождения поворотов:
a) Основное торможение при входе в поворот должно быть выполнено на прямолинейном участке и плавно заканчивается в самом начале дуги. так как торможение при движении по дуге малоэффективно. Торможение и руление –антагонисты. 100% торможения – 0% руления. 100% руления – 0 торможения. 25%: руления – 75% торможения. % условны, но смысл понятен –при максимальном торможении руль не работает, при максимально завернутом руле тормозить нельзя. После выхода на дугу нельзя применять ни прерывистое ни ступенчатое торможение (на грани блокировки), можно применять только плавное торможение с небольшим усилием. Причины в том, что при движении по дуге происходит перераспределение давление на колеса. Автомобиль стремится опрокинуться в сторону от центра поворота. В результате колеса идущие по внешнему радиусу становятся сильно загруженными, а колеса идущие по внутреннему почти не давят на дорогу. Колеса идущие по внутреннему радиусу при этом быстро блокируются. Либо срабатывает ABS, и машина едет почти без торможения (или сам водитель преотпускает тормоз), либо машину заносит. Вторая причина в том, что сила торможения, в момент движения по дуге, направлена под углом к направлению силы инерции. При этом эффективная сила замедления движения оказывается равна силе торможения * cos вышеупомянутого угла. Чем больше угол входа в поворот, тем меньше эффективное гашение инерции за счет тормозной системы.
b) Перед вхождением в поворот нужно держаться по возможности дальше от предполагаемого центра, прижимаясь к краю полосы противоположной от направления поворота (движение по безопасной траектории). При входе в поворот руль поворачивается плавно, сначала медленно, подталкивая машину в поворот (первый 1-2 м искривления траектории), далее довольно быстро (но плавно без рывков) и сразу же на нужный угол, так, чтобы его не пришлось больше доварачивать в конце поворота при выходе на прямолинейный участок. С поворотом руля плавно прекращается основное торможение, в этот момент у машины увеличенная нагрузка на передние колеса, что на короткое время улучшает их сцепление с дорогой и позволяет легче входить в поворот. После выхода на дугу давление на передние колеса ослабевает и становится неравномерным. Сильнее будет загружено внешнее переднее колесо. Если в этой ситуации довернуть руль в конце прохождения поворота, то силы сцепления может не хватить, и возможен снос передней оси. На первый взгляд может показаться, что если войти в поворот по более сглаживающей траектории, то его можно пройти с большей скоростью и за меньшее время, ну или более безопасно. На самом деле самым опасным является именно участок движения по дуге. Чем короче этот участок, тем устойчивей автомобиль. Кроме того, выбрать идеальный поворот руля на нужный минимальный угол на практике не возможно, так как задние колеса автомобиля движутся при повороте по дуге чуть меньшего радиуса, поэтому при движении по сглаживающей траектории водитель вынужден будет довернуть руль в конце дуги, что бы остаться в пределах своей полосы. При этом машина по инерции будет стремиться продолжить вращение вокруг своей оси, и придется тратить время на восстановление устойчивости автомобиля, а возможно и на борьбу с заносом. По этой причине также нужно при входе в поворот держаться на полосе чуть дальше от центра поворота, так как при малом радиусе поворота задние колеса могут оказаться на тротуаре (поворот на право), или на встречной полосе (поворот налево). При выходе из поворота задние колеса должны проходить около края своей полосы. Учитывая разные радиусы движения передних и задних колес, и перераспределение усилий в повороте движение по дуге одного максимально возможного радиуса по сглаженной траектории следует признать как идеализированную траекторию, которая на практике более опасна.
c) При плавном повороте руля центробежная сила плавно нарастает и не может сразу же превысить силу трения. Поэтому машина начинает постепенно поворачиваться в нужную сторону. При этом часть кинетической энергии переходит во вращательное движение автомобиля вокруг своей оси. Даже если при большем угле поворота руля произойдет снос передней оси, машина будет продолжать поворачиваться по инерции. Если при этом на короткое время воспользоваться ручным тормозом (с нажатой кнопкой!), то с помощью заноса задней оси (кратковременная блокировка задних колес) можно обеспечить поворот машины в нужную сторону, при этом можно вернуть руль ближе к среднему положению и поймать передние колеса. Так как при правильном входе максимальный поворот руля осуществляется в начале дуги, то машину можно поймать до выезда на встречную полосу или обочину. Если же попытаться доварачивать руль в конце дуги, то в случае заноса выезд за пределы полосы гарантирован.
d) Если допущена ошибка и машина входит в поворот на слишком большой скорости, то нет смысла применять при повернутом руле экстренное торможение. Необходимо вернуть руль в среднее положение, экстренно затормозить (при этом передние колеса прижмутся сильнее, а центробежной силы не будет), а потом снова плавно, но быстро повернуть руль в нужном направлении.
e) Скорость при движении по дуге (руль повернут на нужный угол в начале поворота) должна быть в 2- 2,5 раза меньше предполагаемой на выходе. По мере выхода из поворота и возврата руля в среднее положение скорость нужно поднимать. Например, перед поворотом скорость сбрасывается с 60 км в ч до 25, а к выходу из поворота снова поднимается до 60. Это снижение необходимо делать из следующих соображений: центростремительное ускорение вычисляется как a=v / R. Из формулы следует, что для прохождения с одним и тем же центростремительным ускорением по в 4 раза меньшему радиусу надо снизить скорость всего в два раза: v /r=(2v) /4r. Примерно так соотносятся радиусы сглаживающей траектории и траектории с глубоким входом. При этом длинна опасных участков (длинна дуги) соотносятся как радиусы r/4r. Т.е при глубоком входе в поворот нужно будет ехать на половинной скорости только четверть длинны поворота, а далее можно увеличивать скорость в 2-3 раза. При сглаживающей траектории придется весь поворот проходить с одной скоростью. Если сравнить время прохождения поворота, по сглаживающей траектории и траектории с глубоким входом, то окажется, что при одном и том же пиковом значении центростремительного ускорения оно в полтора раза меньше у траектории с глубоким входом. Именно так проходят повороты гонщики, а в случае превышения скорости входа в поворот гасят ее заносом. Т.е. прохождение поворота с контролируемым заносом всегда медленнее правильного прохождения вкатыванием. И занос в повороте для обычных водителей это способ гасить скорость, а спортсмены его используют часто не для улучшения результатов, а для исправления ошибок или просто для шоу. При прохождении поворота по траектории с глубоким входом остается место и время для гашения скорости в заносе на своей полосе, при прохождении по сглаживающей траектории такой возможности не предусматривается, и в случае заноса будет выезд за пределы полосы.

ПОСЛЕДНИЕ СТАТЬИ

СТРОИТЕЛЬСТВО АВТОДРОМОВ. МОНИТОРИНГ НА 20 апреля 2009 года. МИРОВОЙ ФИНАНСОВЫЙ И ЭКОНОМИЧЕСКИЙ КРИЗИС ВНЁС СВОИ КОРРЕКТИВЫ В СТРОИТЕЛЬСТВО АВТОДРОМОВ. ИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ ПРОЕКТОВ ЕСТЬ ТОЛЬКО НЕСКОЛЬКО, НЕ ТРЕБУЮЩИХ ЗНАКОВ ВОПРОСА! СРЕДИ НИХ АВТОДРОМ «SMOLENSK RING» ( На фото), который будет достроен к следующему летнему сезону! ПРОЕКТЫ СТРОИТЕЛЬСТВА АВТОДРОМОВ В РОССИИ, СНГ ( и в бывшем СССР): 1. ??? НЕТ ИНФОРМАЦИИ. В Тольятти ( Сосновка). Стадия - проектирование. 2. ??? В Санкт-Петербурге (Стадион). Стадия – неясность. Вокруг стадиона КИРОВА ТРАССЫ однозначно НЕ БУДЕТ! На трассу в новом месте выделенных бюджетом города денег не хватит! Рассматриваются альтернативные коммерческие варианты. 3. ???НЕТ ИНФОРМАЦИИ. В Беларуссии под Минском ( село Щзерище). Стадия - проектирование. 4. ???В Крыму в районе Западного обхода Краснодара ( Сакский район ). Формула 1. Проект Тильке. Стадия - проектирование. Известен ещё один готовящейся проект инициативной группы. Стадия – переговоры с инвесторами. 5. В Казахстане ТОО «Казахстан Мотор Сити», недалеко от аэропорта Астаны будет построена трасса для Формулы 1. В проект будет инвестировано около 300 млн. долларов США. Трасса по своей протяженности будет одной из самых длинных в мире – 5 452 метра. По словам исполнительного директора «Казахстан Мотор Сити» Максима Трифачева, она представляет собой сложное кольцо, имеющее до 10 модификаций (трасса может быть переделана в кольца с различной протяженностью примерно от 1 до 5 км). Средняя скорость прохождения трассы автомобилем класса DTM – примерно 164 км/ч.

налог при продаже автомобиля Как не платить налог при продаже авто? Как же всё сложно и запутанно. Не огорчайтесь, закон содержит и положительные моменты. Рассмотрим их. В соответствии со ст. 220 НК РФ налогоплательщик имеет право на получение имущественных налоговых вычетов. Так, если Имущество (автомобиль) находилось в собственности налогоплательщика три года и более – имущественный налоговый вычет будет равен продажной стоимости этого имущества. То есть, если после продажи автомобиля у вас на руках остались документы (справка-счёт, договор купли-продажи), которыми подтверждается стоимость проданного автомобиля – ваш доход НДФЛ не облагается и в данном случае НДФЛ не уплачивается. Кроме того, если имущество (автомобиль) находилось в собственности менее трех лет, то имущественный налоговый вычет предоставляется в сумме продажной стоимости, но не более 125000 рублей. То есть, если автомобиль был куплен дороже той цены или за ту же цену, за которую продан (не забудьте приложить к декларации документы, подтверждающие цену покупки автомобиля) – НДФЛ также не начисляется.

ТОНКАЯ НАСТРОЙКА ГОНОЧНОЙ МАШИНЫ. Основы правильной настройки.Перераспределение веса и центр тяжести. Регулировка тормозного баланса. Мой любимый гонщик, трехкратный чемпион мира Ники Лауда, отвечая на вопрос о секрете его побед, один раз сказал так: «На аналогично настроенном автомобиле я не смогу ехать быстрее, чем любой гонщик мирового уровня, поскольку мы все едем на пределе возможного. Выигрывает тот, кто лучше настроил автомобиль, а значит, много работал и думал». Для чего настраивают ходовую часть автомобиля? Для того, чтобы улучшить его поведение на скорости, сделать его быстрее. Однако добиться этого вам удастся только в том случае, если вы будете чувствовать разницу между реальностью и мифами, которых, когда дело доходит до настроек, оказывается множество. Действительно, в этом деле есть масса нюансов. Но мы будем говорить о базисных положениях, которые верны для любой гоночной машины, независимо от ее типа, формулы привода или мощности. Зная и применяя эти принципы на практике, можно научиться настраивать любой автомобиль.