Кольцевой Автоспорт: страсти по Балансу
Шрифт:
Slip – это еще один англицизм, который довольно трудно перевести однозначно и понятно. Точно одно, это – не скольжение, не подскальзывание и не проскальзывание в чистом виде.
Slip в первом приближении – это деформация шины, зависящая от коэффициента сцепления, а также веса и динамики автомобиля.
Далее же мы разберем две разновидности «слипа»:
Slip Angle – угол увода колеса, вызванный боковыми силами, например, в повороте;
Slip Ratio – коэффициент увода колеса, возникающий при воздействии сил продольных, например, при ускорении или торможении.
Self Aligning Torque:
Итак, Slip Angle, или угол увода, – это смещение (в силу деформации) шины от запланированного направления движения (точка, куда мы повернули руль; куда «смотрит» диск колеса) к реальной траектории, по которой следует колесо.
Угол увода – следствие эластичности шины. Когда мы пытаемся изменить направление движения автомобиля, та часть шины, которая непосредственно контактирует с поверхностью (пятно контакта), сопротивляется нашему усилию повернуть. Это сопротивление вызвано силой трения между шиной и поверхностью, иначе говоря – зацепом, держаком. Шина в пятне контакта как бы «прилипает» к дороге, а потому не поспевает за поворотом колесного диска. Учитывайте, что мы движемся; колесо крутится; пятно контакта постоянно, по мере вращения шины, меняется. Сумма этих «прилипаний» (когда шина опаздывает за колесным диском) по всему радиусу поворота и приводит в итоге к определенному угловому смещению. То есть – углу увода.
Далее, и это важно! Представьте себе катящуюся по дороге шину. Очевидно, что большую часть времени она не контактирует с дорогой, – зацеп есть только в пятне контакта и только на минимальную единицу времени. При этом шина – это эластичный, но монолитный организм. Поэтому «прилипание» и деформация в пятне контакта всенепременно ведут к деформации и той части шины, которой только предстоит контактировать с дорогой (Leading Tread Deformation), и той, которая уже успешно свое отработала и теперь стремится вернуться в свое первоначальное, нормальное состояние (Trailing Tread Deformation). Это постоянный циклический процесс, в котором задействованы все молекулы нашей шины.
Я бы хотел здесь заострить ваше внимание на том, что процесс распрямления шины, высвобождения энергии после контакта с дорогой (Trailing Tread Deformation) происходит ощутимо быстрее (весомей на руле!), чем процесс деформации передней части шины, которой только предстоит свидание с асфальтом (Leading Tread Deformation).
Чуть ниже будет понятно, почему это так важно.
А теперь давайте поговорим о взаимосвязи между углом увода, коэффициентом сцепления и боковой силой. Коэффициент сцепления изменяется вместе с углом увода; поэтому и боковая сила изменяется вместе с углом увода. Зацеп и боковые перегрузки увеличиваются по мере увеличения угла увода. Ровно до тех пор, пока не достигают своего предела.
Если продолжить экспериментировать со скоростью сверх этого предела, увеличивая угол увода, мы получим и падение боковых нагрузок (не глупо было б это научиться чувствовать!), и уменьшение коэффициента сцепления. Шина утрачивает последовательное «прилипание» (деформацию), «вырывается на свободу» (breaks loose – отличная метафора!). Это состояние нам всем очень хорошо известно: мы боговдохновенно скользим, пролетая мимо поворота.
Однако так ли криминален Sliding, или скольжение? – Продолжим разбираться.
Вспомните, в третьей главе «На слипе» мы говорили о черном следе, который оставляет на асфальте буквально каждый пилот; и отметили, что чем тоньше этот след, тем мастеровитей его «художник».
Так вот, след этот вовсе не от увода колеса, а именно от его скольжения!
Колесо, или шину (сейчас это синонимы), нужно строить, конструировать по мере движения по треку. Чем оно мягче (свежее), тем стремительнее будет расти кривая зацепа относительно угла увода; тем существеннее будет увеличение боковых нагрузок. Как уже было отмечено выше, процесс будет продолжиться до предельных значений сцепления, обусловливаемых характеристиками шины, состоянием дороги и так далее, и тому подобное (о нашем с вами пилотаже я пока молчу). Выход за эти предельные значения, превышение допустимого лимита колеса вовсе не означает, что нас тут же «сдует» с трека, будто бы мы попали на лед. Отнюдь! На предельных значениях зацепа (относительно угла увода) колесо выходит на, обзовем его по-своему, плато (Flat Top или Slip Angle Threshold). На уровне наших с вами ощущений это будет примерно так: мы продолжаем атаковать, увеличивая угол увода, а наш автомобиль продолжает довольно уверенно цепляться за дорогу.
Важно помнить и учитывать тот факт, что чем мягче, «гоночнее», колесо, тем выше пороговый коэффициент зацепа и скорость преодоления виража, но тем уже (короче) плато – тем легче свалиться в скольжение, которое будет слабо контролируемым. И наоборот: чем шина жестче, тем ниже коэффициент сцепления и скорость, однако шире плато, а значит: тем больший диапазон угла увода находится в нашем распоряжении.
Так вот, границы плато, – от точки преодоления максимума зацепа до точки начала абсолютной утраты держака, – это работа колеса в режиме эластичной деформации и скольжения. Проще говоря, рабочий диапазон нашего колеса.
Не трудно догадаться, что в самом начале плато скольжение только начинается; добравшись же до другого края рабочего диапазона, мы рискуем получить все пятно контакта нашего колеса в уверенном, но слабо контролируемом скольжении.
В первом случае мы имеем на дороге след от чертежного карандаша; во втором – мазок малярной кисти…
Вуаля!
Slip Ratio (Percent Slip), или коэффициент увода, – то же самое, что и Slip Angle, только в прямолинейном направлении. То есть: при разгоне или торможении колесо (синоним шина) эффективно работает точно так же по тем же законам, что и в повороте. В этом смысле оптимальный разгон (или торможение) находятся в зоне самого начала плато; на той грани, когда коэффициент увода только-только начинает переходить в пробуксовку (разгон) или блокировку (торможение) нашего колеса.
Здесь важно отметить следующее. Кривая зависимости коэффициента сцепления от коэффициента увода взмывает к своему предельному значению куда круче, а плато куда шире, чем в случае со Slip Angle. Это необходимо учитывать при работе с точками торможения, особенно перед медленными поворотами после быстрых прямых. Об этом мы будем подробнее говорить чуть дальше.
Одним словом, торможение «в дым» или троганье «с буксом» (помните, это был мой дебютный выезд на трек на Legends 600? – я упомянул этот факт в первой главе «Зона комфорта») – это преобладание скольжения над эластичной деформацией колеса.
Это – не оптимально, не быстро и не круто.
Ну и на сладкое: чего теперь нам, шоферам, со всем этим делать?
Вспомните, пожалуйста, начало этой главы, когда я просил вас заострить свое внимание на том факте, что процесс распрямления шины после контакта с дорогой куда быстрее процесса деформации передней части шины – прямо перед тем, как ей стать пятном контакта. Этот процесс распрямления имеет свое название – Self Aligning Torque, или, в смысловом переводе, – стабилизирующий момент, обусловленный уводом колеса.