Михаил Горбачев: Как выигрывать гонки?

Однажды на тренировке я наблюдал, как гонщики проходят девяностоградусный поворот, и размышлял о том, почему трехкратный чемпион мира употребил глагол "скользить", а не "ехать". И действительно, многие спортсмены проходили поворот в экстремальном стиле, с глубоким скольжением всех четырех колес. Были на трассе и такие, что буквально прокатывали поворот, явно уступая в скорости первым. Но вот мое внимание привлек быстрый автомобиль, который чисто шел по идеальной траектории и по засечке секундомером не только не отставал от тех, кто демонстрировал эффектные заносы, но даже показывал лучшее время на круге. Пилотирующий его гонщик, казалось, практически не ставил машину в занос, умудряясь балансировать на самой грани скольжения. Давайте разберемся, кто из пилотов ехал грамотнее, но чтобы сделать это, посмотрим, как работает шина, и определим, как можно измерить величину ее скольжения.

Сначала нужно понять, что любая сила, действующая на автомобиль, передается только через его четыре шины. На сцепление шин с покрытием гоночной трассы влияют только три фактора. Первый - это коэффициент сцепления шины с покрытием, который определяется состоянием последнего, а также конструкцией, составом и температурой шины. Второй - это пятно контакта шины с покрытием, а третий - это вертикальное давление на шину, то есть вес машины и прижимающая сила аэродинамических приспособлений. Достигнув своего максимального сцепления, шины начинают скользить, и порой кажется: они это делают так внезапно, что потеря управления неминуема. Это не так. Между границей сцепления и скольжением есть еще стадия проскальзывания или увода. Именно в ней-то и кроется секрет быстрых секунд. Дело в том, что в силу эластичности резины, из которой сделана шина, достичь предела по сцеплению невозможно без ее проскальзывания. При увеличении скорости в повороте наступает такой момент, когда направление, куда смотрит шина, несколько отличается от того, куда в действительности сориентирован обод колеса. Угол между направлением качения шины и плоскостью вращения колеса (рис. 3) называется углом увода и измеряется в градусах.

Максимальное сцепление шины, а значит, возможность пройти поворот с максимальной скоростью, зависят от величины угла увода шины. Из графика 1 видно, что пока шина не достигла оптимального угла увода, ее сцепление с покрытием не будет максимальным. При увеличении скорости в повороте или увеличении угла поворота колеса угол увода и сцепление увеличиваются, но после определенного момента сцепление резко падает - происходит срыв в скольжение. Конечно, очень многое зависит здесь от конструкции шины. Дорожные шины отличаются прогрессивностью поведения, то есть требуют много времени, чтобы достичь предела в сцеплении, а затем долго проскальзывают, пока его не начинают терять. Для обычных водителей это хорошо, так как есть достаточно времени, чтобы в критической ситуации "поймать" и выровнять машину, но такие "плавающие" характеристики абсолютно не устраивают автогонщиков. Они предпочитают менее "прогрессивные" шины, которые имеют более четкие границы сцепления. Чем меньше прогрессивность шины, тем резче смена ее поведения: почти сразу же после максимального сцепления следует срыв, но все же он никогда не наступает моментально - сначала начинается хотя и короткая, но четкая фаза увода.

На сухом покрытии максимальное сцепление - а значит, наилучший разгон, торможение или наибольшая скорость в повороте - соответствует проскальзыванию шин примерно от 3 до 10 процентов (график 2). Но что происходит, если оптимальное значение сцепления превышено? Потеря управляемости? Да, но не сразу! Например, при торможении колеса заблокировались и началось скольжение, но при этом сцепление не исчезло совсем. То же самое в повороте, когда машина начинает скользить, скорость ее падает и достигает такой, при которой сцепление восстанавливается и снова становится максимальным. Это очень важно, так как дает повод сделать сенсационное заключение: если шины превысили предел сцепления, то это еще не значит, что машина вышла из-под контроля гонщика, и ситуация совсем не обязательно закончится аварией.

Теперь поговорим о тонкой игре, о суперчувствительности, которой должен обладать гонщик, чтобы удерживать угол увода в оптимальном диапазоне - примерно между 2 и 12 градусами. Как видно из графика № 1, оптимальное сцепление шин с покрытием соответствует углу от б до 10 градусов. Посмотрим, чтобы разобраться в нюансах, как едут по этому графику четыре автогонщика, принимавшие участие в той тренировке, за которой наблюдал автор в начале статьи. А заодно попробуем расшифровать то, что скрывается за загадочной формулировкой Ники Лауды: "скользить" определенным образом".

Наш первый гонщик, видимо, новичок, так как он проходит повороты с углами увода (или проскальзывания) от 2 до 5 градусов. Шины далеки от максимального сцепления, и этот гонщик едет попросту слишком медленно. Второй гонщик выглядит настоящим асом, и его манера езды отличается агрессивным стилем. В каждом повороте он пускает машину в скольжение, при котором углы увода шин превышают 10 градусов. Со стороны его манера прохождения поворотов выглядит эффектно, но на самом деле, как это видно из графика, при таких углах увода сцепление шин с покрытием меньше оптимального. Кроме того, излишнее проскальзывание поднимает температуру шин выше нормы, что тоже ведет к снижению сцепления и их преждевременному износу.

Еще два гонщика едут с углами увода от б до 10 градусов. Оба показывают отличное время, и скорость прохождения поворотов у них практически одинаковая. Оба ведут свои машины в режиме оптимального сцепления шин. В чем же разница? Дело в том, что у третьего гонщика угол увода смещен к верхней границе оптимального диапазона (9-10 градусов), а у четвертого - к нижней (6-7 градусов). В гонке, скорее всего, победит четвертый гонщик, а третий постепенно начнет отставать из-за преждевременного износа перегретых шин. После финиша он будет сетовать на то, что шины его подвели и "кончились" раньше времени. Секрет победы нашего четвертого гонщика заключается в том, что он смог вести автомобиль в оптимальном режиме, выбирая скорость прохождения на самом пике сцепления шин с покрытием. После финиша он поблагодарит производителя шин за отличное качество продукции, а команда выскажет слова восхищения в его адрес, оценив отличный стиль управления.

Для того, чтобы понять разницу в прохождении поворотов с минимальным и максимальным углом увода, надо знать, что скорость в повороте будет различаться всего на 1-2 км/ч. Теперь понятно, какое чувство автомобиля, огромный опыт и высокий класс требуются, чтобы постоянно балансировать в оптимальном режиме, при котором угол увода составляет от б до 7 градусов. Отличный пример, подтверждающий это, постоянно демонстрирует Михаэль Шумахер, которому удается оставаться на трассе дольше соперников и при этом показывать на старых шинах быстрые круги.

И здесь настало время возразить самому себе. Можно легко представить ситуацию, когда, наоборот, лучше ехать в верхнем диапазоне оптимального угла увода (9-10 градусов). Например, если внезапное снижение температуры воздуха не дает шинам как следует прогреться, или их состав оказался жестче, чем нужно, и они не достигают оптимальной температуры прогрева. Гонщик высшего класса чувствует мельчайшие нюансы и может легко приспосабливать стиль вождения к конкретным условиям.

Единственная линия, или, как ее еще называют, идеальная траектория, которая упоминается в изречении Ники Лауды, будет рассмотрена нами позже, а в следующей статье речь пойдет о балансе гоночного автомобиля.