Техника управления скоростным автомобилем

Какие бы скоростные соревнования ни проводились, будь то километровка с хода или с места, пробег на длинную дистанцию или скоростная гонка по кольцевой трассе, управление автомобилем во время скоростных состязаний требует от водителя огромных физических усилий и прежде всего внимания. Особенно большого напряжения требуют гонки на шоссейно-кольцевой трассе. Встречающиеся здесь повороты, подъемы и спуски вынуждают водителя постоянно работать акселератором, тормозом, передачами и рулем. Кроме того, ему приходится зорко следить за движением конкурентов, да еще не упускать из виду контрольные приборы.

При движении автомобиля с большой скоростью даже на прямых участках трассы водителю бывает очень трудно оторвать свой взгляд от полотна дороги. Малейший перерыв в наблюдении может привести к потере выбранного положения автомобиля на трассе или к отклонению в направлении движения.

Внимание водителя должно быть постоянно приковано к дороге. И чем выше скорость движения, тем дальше должен быть направлен его взгляд. При движении автомобиля со скоростью 200 км/час, когда в каждую секунду автомобиль проходит 55,6 м пути, видимость дороги должна быть обеспечена на расстоянии не менее 300—500 м.

Если на таком протяжении полотна дороги не видно, что часто бывает на шоссейно-кольцевых трассах, то взгляд водителя должен быть направлен на крайнюю точку видимости. При этом надо, чтобы гонщик хорошо знал, какое направление и профиль имеет дорога за поворотом или подъемом. В изучении гоночной трассы большое значение имеет тренировка.

Опытные, достигшие высокого класса гонщики утверждают, что они добивались успеха главным образом благодаря тщательной и всесторонней подготовке к состязаниям.

Приезжать на место соревнования для окончательной подготовки автомобиля и изучения трассы необходимо не менее, чем за неделю до старта. Первоначальное знакомство с трассой можно делать на обычном автомобиле и открытой для общего движения. Но позже трассу непременно надо пройти на своей гоночной машине. Причем дорога должна быть полностью закрытой. Время прохождения кольца в период тренировки нужно с каждым кругом сокращать.

Управление скоростным автомобилем вообще, и особенно на высоких скоростях, совершенно отлично от управления обычным автомобилем при нормальной эксплуатации.

Если трасса гонщику знакома, то изучение ее можно ограничить только автомобильными тренировками. Если дорога совершенно не знакома, то, кроме тренировок на автомобиле, надлежит еще пройтись по ней пешком, не спеша, с остановками у поворотов для получения полного представления о мельчайших особенностях этих криволинейных участков.

Обследование трассы, ее особенностей, а также отличное знание возможностей своей машины должны подсказать гонщику, с какой предельной скоростью он может проходить тот или иной поворот или участок. Опытные гонщики во время состязаний обычно не стремятся достигнуть предельных скоростей, за исключением случаев крайней необходимости. Например, чтобы наверстать отставание после вынужденной остановки, побить рекордное время прохождения одного круга или закрепить достигнутое преимущество на последних кругах. Чем больше будет проведено тренировочных пробегов, тем спокойнее и увереннее водитель поведет свой автомобиль во время гонки. Напоминаем, что основной заповедью гонщика-скоростника является «Все тщательно проверить и обо всем забыть». Сознание гонщика должно быть целиком сосредоточено на движении автомобиля и на прохождении состязания. Все приемы управления необходимо отработать до автоматизма, чтобы выполнять их подсознательно, действуя при создавшемся трудном положении во время гонки, не выясняя его причин. Если спортсмен во время состязания непрестанно будет думать, что надо бы еще раз прокачать тормоза, заменить свечу или о чем-либо подобном, он вряд ли добьется успеха.

Подготовка автомобиля, а также и самого гонщика к участию в скоростных соревнованиях должна быть самой тщательной и строгой. Нужно предусмотреть все: состояние здоровья гонщика, правильную его посадку в машине, безупречное знание трассы и многое другое. И, конечно, водитель должен обладать высоким мастерством вождения, силой воли, мужеством и стремлением к победе.

Посадка гонщика в автомобиле

Положение водителя на сидении при управлении гоночным автомобилем должно обеспечивать ему хорошую опору и в то же время свободу действий для рук и ног. Сидение обычно делается глубоким, с боковыми стенками, чтобы оно удерживало гонщика на поворотах при возникновении боковых сил. Все это приобретает важное значение для успешного и безопасного участия в шоссейно-кольцевых состязаниях.

Положение туловища и ног должно быть естественным, без напряжения. Обе руки следует располагать в средней зоне рулевого колеса в диаметрально-противоположных его частях. Опоры рук на рулевом колесе должны сосредоточиваться на ладонях. Недопустимо пользоваться рулем для сохранения своего равновесия. Перед поворотом руки можно несколько переставить, приняв такое положение, которое позволит сразу повернуть штурвал рулевого колеса на нужный угол и сохранить при этом удобное положение рук.

Кисти рук ни в коем случае не должны располагаться рядом в верхней или в нижней части рулевого колеса или перекрещиваться при неожиданном повороте.

Некоторые гонщики предпочитают управлять рулевым колесом вытянутыми руками. Такой способ допустим, но требует большого навыка, так как быстро вызывает усталость. Правильное положение чуть согнутых рук на рулевом колесе и свободная без напряжения посадка создают условия для экономного расходования сил гонщика, а это особенно важно при длительных соревнованиях.

Только при правильной посадке гонщик сможет с необходимой быстротой произвести нужные действия для прекращения заноса на коварном повороте или удержать машину при резком броске в сторону, что бывает и на прямом участке дороги при движении с высокой скоростью.

Принятие старта

Правильно взятый старт оказывает большое влияние на дальнейшее прохождение гонки. Некоторые гонщики предпочитают проходить первый круг «не спеша», давая возможность рассредоточиться одновременно стартовавшим автомобилям, снизиться плотности движения и образоваться начальным интервалам. Это большая ошибка. Доказать ее можно легко с помощью простейшего расчета.

Минимальное расстояние между рядами автомобилей при групповом старте, согласно правилам соревнования, 4 м. Средняя длина гоночного или спортивного автомобиля 3,5 м. Таким образом, если в заезде участвуют двадцать автомобилей, и ваш автомобиль стоит в четвертом ряду, то от переднего автомобиля уже при старте вас отделяет расстояние в 22,5 м, а к началу второго круга, если вы не изменили своего положения, ваш автомобиль будет отставать от первого уже не менее чем утроенное расстояние.

На старте лучше всего находиться в первом ряду автомобилей. Отсюда ясно, какое важное значение надо придавать контрольным заездам и предварительным прикидкам, проводя их всегда на вполне подготовленном автомобиле.

Последовательность действий на старте может быть изложена следующим образом:

• установку автомобиля на стартовую линию следует делать «на руках»;
• пуск двигателя производить за одну минуту до сигнала старта или еще позже;
• очки опускаются на глаза не более чем за полминуты до сигнала;
• за десять секунд выключается сцепление и устанавливается первая передача;
• за две секунды надо начать включать сцепление чтобы сделать бросок вперед при старте.

Для исполнения указанного времени действий необходимо, чтобы перед глазами гонщика на приборном щитке был установлен секундомер, пущенный в ход синхронно с секундомером стартера.

Разгон автомобиля после старта должен проводиться интенсивно, с последовательным (по порядку) переключением передач в коробке.

Продолжительность разгона на каждой передаче и предельная скорость или предельное число оборотов двигателя для первой, второй, третьей и т. д. передаче должны быть установлены по графику ускорений автомобиля на передачах, полученному при испытаниях на разгон, или по расчету.

Другим ориентиром может служить хорошо тарированный счетчик оборотов вала двигателя — тахометр, по которому переключение передач можно производить при достижении коленчатым валом двигателя примерно 85—95% номинальных оборотов. Затягивать разгон на передачах так же, как производить переключение раньше времени, одинаково невыгодно.

После взятия старта, уже на первом круге, надлежит использовать все возможности обгона конкурентов. Делать это необходимо очень осторожно, так как вначале гонки рефлекс редко оказывается достаточно быстрым для движения на сокращенных интервалах. Опытные гонщики обычно «втискивают» свой автомобиль в каждый промежуток, возникший между автомобилями, чтобы выйти из невыгодного положения, в котором оказывается на старте автомобиль задних рядов.

В большинстве существующих правил вождения автомобилей на гонках не рекомендуется производить обгон до прохождения линий старта, однако обычно гонщики этим правилом пренебрегают и начинают обгоны сразу с места на старте.

Приближаясь к линии финиша, не следует снижать максимальную скорость, даже если ваш автомобиль занимает первое место. Во время шоссейно-кольцевых гонок иногда лидерство определяется только на последнем круге.

Прохождение поворотов

Одним из самых сложных моментов скоростной гонки по кольцевой трассе является прохождение поворотов. Поворот, который проходят на автомобиле при скорости 100 км/час, остается почти не замеченным, при скорости 240 км/час он превращается в трудную проблему. Умение преодолевать повороты на предельно высокой скорости — большое искусство. Установить предельно высокую скорость можно лишь практически, определив ее по началу заноса автомобиля. Существует мнение, что хороший гонщик должен обладать способностью «поворота на пределе» — свойством, которым владеют очень немногие спортсмены.

Известно, что предельная скорость каждого поворота различна, и даже в течение одной гонки не остается постоянной. Это зависит не только от степени кривизны поворота, но и от состояния шин и поверхности полотна дороги. Большая сложность в преодолении поворота, особенно крутого, создается при недостаточной ширине дороги на повороте.

Различают следующие виды поворотов:

• «Изгиб дороги» — угол поворота не превышает 60°.
• «Простой поворот» — угол поворота находится в пределах от 60° до 90°.
• «Сложный крутой поворот» — дорога поворачивается на угол, превосходящий 90°.
• «Разворот» — когда маршрут идет в обратную сторону, т, е. поворачивает на 180°.

Кроме того, следует различать повороты, у которых дорога сужается сразу после поворота, и так называемые

«расширяющиеся повороты». К числу последних относятся также и повороты, у которых радиус кривизны на второй половине поворота увеличивается.

К наиболее трудным относятся крутые повороты сужающиеся после середины поворота, и S-образные повороты, которые бывают узки в своей средней части.

Вот простейшие правила прохождения поворотов во время скоростной гонки по кольцевой трассе.

Рис. Использование на повороте всей ширины дороги позволит пройти поворот с большей скоростью

Проходить поворот с возможно большим радиусом, Это потребует меньшего снижения скорости.

Подходя к повороту, еще на прямом участке интенсивно снизить скорость движения с максимальной на предельную для данного поворота, установленную на тренировках. Одновременно перейти с высшей передачи на одну из низших, в зависимости от угла поворота и дальнейшего профиля дороги за поворотом.

Выходить из поворота с максимальным ускорением, нажимая до упора на педаль акселератора и используя полностью сцепление колес с дорогой.

Если в результате неудачных действий гонщика на повороте возникнет значительная центробежная сила, которая превысит противодействующие ей силы сцепления и тяги, то автомобиль немедленно потеряет управление. Чтобы погасить чрезмерное действие центробежной силы, водитель должен применить все имеющиеся в его распоряжении средства, весь свой опыт и знания.

Если же гонщик почувствует начало заноса, он ни в коем случае не должен тормозить автомобиль. Торможение на повороте может привести к катастрофическим последствиям, так как полное скольжение от торможения уменьшает силу трения и увеличивает занос.

На повороте нужно забыть о существовании тормозной педали и пользоваться только педалью акселератора. Максимальное ускорение — единственно надежное противодействие вредному влиянию центробежной силы. Если на повороте водитель гоночного автомобиля чувствует, что машина теряет устойчивость и входит в занос, наилучшим маневром остается полное нажатие на педаль акселератора и создание максимально возможной тяги на ведущих колесах.

Когда автомобиль уже вошел на кривую поворота, гонщик ни в коем случае не должен менять передачу. Ведь для переключения передачи водителю приходится снять руку со штурвала. А это совершенно недопустимо в момент, когда машина еще не приобрела в движении нормального направления. Нарушение этого правила обычно приводит к выходу автомобиля за пределы дороги.

Техника прохождения трудных поворотов на современных гоночных автомобилях основывается на применении резких поворотов с выходом автомобиля к внешней границе дороги.

Простой поворот. Под простым поворотом в данном случае понимается поворот под углом 90° или менее при достаточной ширине трассы.

Простые повороты надо стремиться проходить с постоянным углом поворота рулевого колеса, т. е. при одном радиусе поворота автомобиля. Входить в поворот следует, поворачивая руль сразу до нужного угла. Дополнительный поворот рулевого колеса в момент прохождения автомобилем поворота может неблагоприятно увеличить центробежную силу и вызвать непредвиденный занос.

При выходе из поворота на прямой участок дороги возвращение штурвала в нейтральное положение, обычно происходит за счет сил стабилизации. При сильном действии стабилизирующих моментов и большой скорости это возвращение может произойти очень резко, особенно если выход из поворота производится с большим ускорением: В этом случае надо возврат рулевого колеса несколько придерживать, так как резкий выход автомобиля на прямую нежелателен.

Опытный гонщик, проходя простой поворот, поступает следующим образом: подходит к повороту на большой скорости и одновременно стремится занять крайнее положение на внешней стороне дороги. Затем снижает скорость при помощи тормозов и двигателя, а если скорость очень высока и расстояние для торможения мало, то и путем перехода на низшие передачи в коробке.

У современных многоцилиндровых двигателей скоростных автомобилей с высоким значением степени сжатия общая величина трения и компрессии бывает больше инерции кривошипно-шатунного механизма двигателя, поэтому торможение с двигателем в этом случае получается более интенсивным.

Все торможение должно быть закончено на прямом участке дороги, тормозить на самом повороте ни в коем случае нельзя. При торможении надо установить и оставить ту передачу, на которой будет происходить выход автомобиля из поворота. Первую половину поворота проходить при установившейся тяге на ведущих колесах, т. е. без ускорения. После середины поворота, а иногда, если автомобиль хорошо «держит дорогу», то и несколько раньше, водитель должен максимально ускорить движение, стремясь быстрее достигнуть максимальной скорости. Траектория движения автомобиля при этом должна проходить через вершину угла поворота на внутренней стороне дороги с выходом на кромку внешней стороны. Тем самым увеличивается радиус прохождения закругления.

Рис. Автомобиль проходит поворот на третьей передаче при 8000 об/мин, сбросив газ на одно мгновение, за 30 м до входа в поворот для переключения передачи. Скорость автомобиля на выходе равна примерно 140 км/час

На рисунках показана траектория прохождения простого поворота гонщиком экстра-класса на автодроме Монца.

В первом случае поворот автомобиль проходит на третьей передаче, включенной при торможении примерно за 30—35 м. до поворота.

Скорость автомобиля на выходе составляет около 140 км/час. На втором рисунке гонщик проходит поворот на скорости 240—250 км/час на прямой передаче и это делает его сложным.

Иногда поворот под прямым углом при достаточной ширине дороги опытные гонщики проходят с частичным заносом задней оси автомобиля, чтобы уже на середине поворота автомобиль фактически был направлен на прямую.

Рис. Поворот считается сложным, т. к. преодолевается на скорости 240—250 км/час (автодром Монца)

Последними исследованиями установлено, что коэффициент сцепления шин с дорогой при отсутствии скольжения не самый высокий. При начале скольжения он повышается и при 15%-ном скольжении становится наивысшим, но затем катастрофически падает. Эта особенность и используется для поворотов с контролируемым скольжением.

На приводимом рисунке показан такой поворот.

Рис. Поворот на 90° при достаточной ширине дороги, с частичным заносом задней оси. Начало торможения в точке А. На участке А—В торможение и переключение передач на третью и вторую. В точке С — начало ускорения с расширением траектории поворота для прекращения

Торможение автомобиля гонщик начинает в точке «А».

В пункте «В», продолжая еще действовать на тормоза, он переключает передачу, переходя с четвертой на третью или с третьей на вторую, если в точке «А» была третья передача. Затем резким поворотом руля машина направляется к центру закругления, одновременно интенсивно (на полном дросселе) разгоняясь, что сокращает траекторию и вытягивает автомобиль на прямую. Такой маневр может выполняться только гонщиками, хорошо знающими поворот и свой автомобиль. Последнему для этого необходимо располагать большим отношением величины тяги к сцепному весу автомобиля, а ширина дороги на повороте должна быть достаточно большой.

Все переключения передач надо делать двойным маневром, очень быстро, но не грубо.

Разворот автомобиля на 180° для движения в обратном направлении, например при линейной гонке на конечных пунктах маршрута или при шоссейно-кольцевой гонке, проводимой на участке двухпутного шоссе, надлежит делать непосредственно за поворотным указателем, снижая при этом скорость почти до полной остановки. При развороте указанным методом потеря времени на поворот будет минимальной.

При подходе к развороту следует тормозить, удерживая автомобиль на твердом покрытии, не заходя на обочину дороги. Только после того, как скорость будет достаточно снижена, можно для увеличения радиуса поворота использовать всю ширину дороги.

Тормозить автомобиль следует, не допуская полной блокировки колес, а на пределе сцепления колес с полотном дороги, разрешая лишь незначительное проскальзывание колеса. (Как указано выше, можно допускать скольжение до 15%). Полное скольжение — юз — уменьшает силу трения.

Во время состязания очень трудно визуально определить место начала торможения перед поворотом. Лучше для этой цели выбрать хорошо заметный неподвижный ориентир — дерево, здание, дорожный знак. Целесообразно эти ориентиры наметить на 30—50 м ближе к повороту, чем рассчитанные пункты для начала торможения, и снижать скорость, не доезжая до ориентира.

Такое место выбора ориентира рекомендуется потому, что в процессе гонки спортсмен привыкает к скорости, к трассе и с каждым следующим кругом обычно начинает снижать скорость позже, в данном случае приближаясь к ориентиру, а не оставляя его где-то сзади.

При тренировке необходимо учитывать, что по мере износа тормозов и шин тормозной путь может увеличиваться, что при торможении автомобиля с большой скоростью заметное влияние оказывает сопротивление воздуха, и в случае появления ветра в день гонок необходимо внести поправку.

Сложный поворот. К сложным поворотам, как мы уже сказали, относятся повороты под углом более 90°, повороты под 90° при недостаточной ширине дороги, двойные S-образные повороты или два поворота, следующие один за другим, но описанные разными радиусами.

Различают два вида прохождения сложных и крутых поворотов, на высоких скоростях (по методу управления автомобилем) с контролируемым скольжением задних колес и с контролируемым скольжением колес обеих осей.

По терминологии, существующей у европейских гонщиков экстра-класса, такие способы преодоления поворотов называются «power slide» — силовое скольжение или «four wheel drift» — снос на четырех колесах. Однако оба термина в переводе определяют движение не совсем точно. Скорее такое состояние автомобиля на повороте надо отнести к промежуточному между движением вперед и скольжением в сторону.

Автомобиль на повороте при преодолении его таким методом находится почти в поперечном положении к траектории движения, иначе говоря, если бы автомобиль только скользил, то он встал бы поперек и оказался бы за пределами дороги, а если бы только катился, то въехал бы на внутренний край поворота.

В действительности не получается ни того, ни другого, так как колеса не только скользят, но и катятся с большим тяговым усилием. Управление автомобилем происходит больше газом, нежели рулем. Последовательность действий гонщика при преодолении поворота с контролируемым скольжением следующая.

Перед поворотом гонщик ведет автомобиль по внешней к повороту стороне дороги на большой скорости, затем круто и резко машина направляется рулем к внутренней вершине поворота.

Рис. Схема поворота автомобиля со скольжением четырех колес:

1. Торможение и переключение передач для снижения скорости.
2. Резкий поворот колес, занос передней оси. Начало увеличения газа для образования заноса задней оси.
3. Скольжение всего автомобиля, локализация заноса передней оси.
4. Увеличение ускорения и ликвидация заноса задней оси вытягиванием автомобиля на прямую.
5. Выход на прямую с максимальным ускорением.

Так как возникающие боковые силы при этом превосходят границу сцепления, то появляется занос передних колес. Для выхода из него надо повернуть колеса внутрь поворота, контролируя положение автомобиля газом на низшей передаче, что вызывает преднамеренный занос задних колес. При этом маневре передние колеса под влиянием броска задних колес не столько вращаются, сколько скользят в прямом направлении. Иначе говоря, занос совершает весь автомобиль.

Занос задних колес легко регулировать, прибавляя и убавляя тягу, тем самым локализуя и ликвидируя занос передних колес.

Как только автомобиль оказывается подготовленным к прямому движению, водитель дает полный газ и начинает стремительное движение вперед.

Для выполнения такого строго контролируемого гонщиком маневра на повороте необходимы исключительная точность манипуляции, отличное знание рельефа и профиля поворота и возможностей своего автомобиля. Короче, этому маневру должна предшествовать большая тренировка.

Превышение указанного предела скольжения и недостаточное сцепление колес с поверхностью дороги может выбросить автомобиль вообще за пределы трассы. Однако чрезмерно сильное сцепление может не допустить скольжения и привести к въезду автомобиля на внутренний край поворота.

Прохождение поворотов с контролируемым скольжением колес возможно, если на повороте имеется хорошее асфальтовое покрытие с достаточной шириной или на поворотах с расширяющимся выходом, так как при этом продольная ось автомобиля в момент поворота находится почти под прямым углом к траектории движения.

Выигрыш во времени при повороте со скольжением получается только на высокой скорости — свыше 120 км/час, до этой скорости прохождение поворотов таким методом невыгодно.

К управлению автомобилями на поворотах как первым, так и вторым методом могут допускаться только хорошо подготовленные водители, прошедшие специальную тренировку. Техника поворачивания требует особого навыка и умения управлять одновременно рулем и педалью акселератора, создавая при повороте большое тяговое усилие на колесах. Последнее требование подсказывает, что применять эти методы управления легче на первой и второй передачах, нежели на прямой или на третьей.

Давление в шинах для таких поворотов должно быть увеличено, чтобы при скольжении обод колеса не коснулся поверхности дороги. Необходимо помнить, что движение автомобиля со скольжением вызывает повышенный износ шин, а при гонках на большие дистанции это имеет существенное значение.

Поворот на автомобиле с контролируемым скольжением сложен и труден. Для постоянного использования он не рекомендуется.

Однако знать и уметь выполнять его надо, так как иногда можно непроизвольно оказаться на повороте со слишком высокой скоростью, чтобы пройти его без скольжения.

Проходить повороты с контролируемым скольжением колес новичкам без специальной тренировки никогда не следует, так как это может привести к печальным последствиям.

Координацию движений рук и ног надо отрабатывать на тренировках до полного автоматизма. Тренировку рекомендуется проводить на широкой асфальтовой площадке, не имеющей парапетов и выбоин. При этом надо использовать низшие передачи и относительно небольшую скорость движения. Для воспроизводства условий сложного поворота S-образного или V-образного вида можно применять переносные вешки, постепенно сужая ими ширину проезда.

Ниже приводится несколько схем прохождения сложных поворотов гонщиками экстра-класса.

Рис. Прохождение поворота под прямым углом на большой скорости со скольжением всех четырех колес

На рисунке показана схема преодоления поворота под прямым углом на большой скорости. Гонщик подходит к повороту на скорости 240—250 км/час по внешней стороне дороги, на большом радиусе (1), проводя необходимые переключения передач для снижения скорости, и затем резко направляет машину к внутренней вершине поворота (2), на которую автомобиль должен был бы наехать, если бы не началось боковое скольжение автомобиля к внешней кромке дороги.

Пройдя вершину поворота, гонщик нажимает на акселератор до упора вызывая буксование колес, сокращающее боковой снос автомобиля (3).

Одновременно разворотом рулевого колеса в противоположную сторону к повороту гонщик выправляет положение автомобиля. К концу выхода из поворота автомобиль оказывается ближе к внешней кромке дороги (4).

Рис. Прохождение S-образного поворота. Положение усложняется тем, что после преодоления первого поворота, автомобиль надо поставить к внутренней кромке дороги для прохождения второго поворота на большом радиусе.

На рисунке приводится траектория прохождения S-образного поворота. Здесь так же, как и в предыдущем случае, гонщик подходит к повороту от внешней кромки дороги на большом радиусе (1), однако положение в данном случае осложняется тем, что тотчас за первым поворотом автомобиль должен занять внешнюю кромку дороги (2) для второго поворота, который проходится тоже на большом радиусе (3).

Для дальнейшего движения машина выходит на середину прямой (4). При этом считается, что не так важно быстро войти в поворот, как выйти из него на наиболее возможной скорости. Последнее требование необходимо выполнять для увеличения устойчивости.

На рисунках ниже показаны схемы прохождения крутых поворотов на автодроме Монца, один из которых, имеющий название «Параболоид», требует особенно высокой квалификации и мужества гонщика.

Рис. Прохождение поворота автодрома Монца. Скорость на подходе к повороту 280 км/час. Сбрасывается газ за 250 м. Начало торможения за 200 м, одновременно переключаются передачи. Вход в поворот производится на третьей передаче при 120 км/час.

Рис. V-образный поворот. Торможение и переключение передач на участке F — С; начало ускорения в положении А

К этому повороту гонщик подходит на максимальной скорости, которую развивает автомобиль, т. е. 275— 280 км/час. Примерно за 250 м до входа в поворот сбрасывается газ и автомобиль тормозится за 200 м. Гонщик переходит с пятой передачи на четвертую, а за 70 м на третью, проходя поворот примерно на скорости 120 км/час.

Небольшие изменения в ту и в другую стороны от приведенных величин скорости и последовательности действий гонщика зависят от качества сцепления колеc с полотном дороги и смелости гонщика.

Другой поворот с V-образным изгибом преодолевается примерно на таких же скоростях: торможение в положении «F» с последовательной переменой передач до положения «С», с тем чтобы начать ускорение в положении «А».

Рис. Прохождение S-образного поворота. Способ 1

Рис. Прохождение S-образного поворота. Способ 2

Прохождение S-образных поворотов показано на рисунках выше. Здесь приведены две принципиально отличные схемы преодоления поворотов, как их проходят итальянские гонщики экстра-класса.

В одном случае гонщик перед поворотом ведет автомобиль, придерживаясь внешней границы дороги, направляя машину прямо к внешнему барьеру поворота «А». В последнее мгновение — резкое торможение и поворот рулевого колеса вызывают занос задней части автомобиля, и из положения «В» автомобиль от края внутренней вершины первого закругления проходит по прямой, набирая скорость на край второго, чтобы завершить второй поворот из положения «С» таким же манёвром.

В другом случае гонщик первоначально перед первым закруглением держится внутренней стороны дороги, затем, перейдя на внешнюю границу поворота, проходит его по наибольшему возможному радиусу для того, чтобы и второе закругление пройти аналогичным способом. Второй способ прохождения S-образного поворота позволяет пройти его, как два последовательно расположенных поворота одинакового плана, при этом прохождение первого поворота, почти касаясь внешней границы дороги, хорошо подготавливает автомобиль к началу второго поворота.

Для получения общего представления, с какими переключениями передач в коробке и при каких скоростях проходят состязания гоночных автомобилей, на рисунке приведен примерный график движения автомобилей на автодроме Монца.

Рис. Примерный график скоростей движения гоночных автомобилей на кольце автодрома Монца. Длина кольца около 10 км.

Движение по прямой

При движении по прямому участку трассы, который автомобиль всегда проходит на максимально возможной скорости, водитель должен выбрать для него определенное место на дороге, т. е. двигаться по середине дороги или придерживаться одной из сторон, в зависимости от направления движения всей гонки (по часовой стрелке или против) или от поворота, следующего за прямым участком.

Положение автомобиля на прямом участке должно быть выбрано еще во время тренировок. Если понадобится изменить положение автомобиля на дороге, то отклонение в сторону надо делать плавно, путем легкого нажима на рулевое колесо, помня о высокой скорости движения.

Если же на большой скорости автомобиль самопроизвольно изменил свое положение (наезд на неровность, случайный порыв бокового ветра либо другая причина), то водитель не должен резко и немедленно возвращать автомобиль на место. Нужно легким нажимом на рулевое колесо постепенно вернуть его в прежнее положение на дороге.

Некоторые гонщики на прямой подходят вплотную к впереди идущему автомобилю, создавая тем самым так называемое движение за лидером. При этом они считают, что такое движение будто снимает сопротивление. Но это мнение ошибочное. При современных обтекаемых формах автомобилей движение за лидером — занятие бесполезное и к тому же опасное.

Важное место в автомобильных гонках отводится обгону. Его можно производить с любой стороны, если это правило специально не оговорено положением. Выход в сторону для обгона надо делать, предварительно убедившись, что он возможен, что запас мощности для этого достаточен и дорога обгон допускает. Планировать обгон нужно заблаговременно, за круг или даже раньше. Внимательно наблюдая за особенностями поведения конкурента, идущего впереди, гонщик сможет правильно решить, где и как надо сделать обгон: быстрым ли набором скорости после поворота, более поздним торможением при подходе к повороту или, наконец, большей скоростью на прямой.

Допустим, что впереди идущий гонщик излишне снижает скорость на повороте, тогда обгон можно произвести, описав больший круг с большей скоростью (обойти вокруг него). Если конкурент делает слишком большой круг на повороте, значит можно обогнать его, сделав меньший круг (проскочить под ним).

Лучшим приемом для обгона считается позднее начало снижения скорости перед поворотом, так как большинство гонщиков начинают тормозить перед поворотом слишком рано. Прежде чем сделать такой обгон, надо охладить тормоза (пройти круг с минимальным использованием тормозов), тогда в момент обгона тормоза будут работать интенсивнее. Быть готовым к обгону впереди идущего автомобиля — это значит защитить себя от обгона сзади идущим автомобилем.

Наиболее опасным моментом в управлении гоночным автомобилем во время состязания является непроизвольный занос. Занос может быть задней оси (он возникает чаще всего) и передней. Занос происходит из-за того, что задняя или передняя часть автомобиля стремится по инерции продолжить движение по прямому направлению, в то время как колеса заставляют автомобиль делать поворот.

Для прекращения заноса как передней, так и задней оси следует повернуть руль в сторону заноса, немедленно возвращая его в нейтральное положение. Если этот поворот руля будет сделан достаточно быстро, то занос приостановится. При большой скорости применять этот маневр следует осмотрительно, соблюдая большую точность и скорость манипуляции с рулем.

При выправлении заноса автомобиля рулем на большой скорости легко ввести его в занос в другую сторону, а чередуя повороты, можно попасть в резонанс с колебаниями автомобиля, тем самым увеличить занос или привести автомобиль к повороту вокруг своей вертикальной оси.

Когда занос автомобиля возникает на очень большой скорости и на прямом участке пути вследствие непроизвольного броска автомобиля или попадания на скользкую поверхность на дороге, то приостановить его можно путем быстрого разъединения передачи, т. е. снятия тягового усилия с ведущих колес.

Если занос происходит при торможении, то немедленно следует прекратить действие тормозов, продолжив торможение тотчас после выправления положения автомобиля.

В случаях непроизвольного заноса автомобиля на повороте наилучшим способом для ликвидации заноса остается, как указывалось выше, маневр рулем и резкое увеличение ускорения автомобиля. Однако, если автомобиль развернулся при заносе на 90° или 180°, необходимо затормозить колеса, не давая уходить автомобилю за пределы дороги.

Во время тренировок необходимо приобретать практику вывода автомобиля из заноса, для этого рекомендуется преднамеренно создавать занос автомобиля сначала на небольшой скорости — на первой или второй передаче.

Для того чтобы определить пределы безопасного поворота руля на определенной скорости и выяснить, какой резерв остается до начала заноса передней оси, надо отдельными резкими движениями поворачивать рулевое колесо на небольшой угол в какую-нибудь сторону, немедленно возвращая его в прежнее положение. Скорость движения постепенно увеличивается до появления заметного отклонения передней части автомобиля.

Последние тренировки можно проводить на третьей и высшей передачах. Для опытных тренировок надо подобрать широкую площадку, лишенную неровностей, которые могут вызвать опрокидывание автомобиля в момент бокового скольжения.

При достаточно хорошей натренированности можно точно определить, с какой скоростью производить тот или иной поворот. Нужно, однако, помнить, что во время состязания с каждым кругом «надежность» передних шин (в смысле сцепления) снижается и последние повороты приходится делать с меньшей скоростью, чем первые.

Взаимодействие колеса автомобиля с дорогой

Для того чтобы ясно понимать поведение автомобиля на дороге, на поворотах, необходимо прежде всего знать, как работают шины, так как главные силы, действующие на автомобиль при движении, складываются из реакций, возникающих от взаимодействия шин и дороги.

Взаимодействие автомобильного колеса с дорогой является важнейшим элементом устойчивости и управляемости автомобиля.

Квалифицированное управление скоростным автомобилем во время состязания невозможно без понимания условий работы шин, особенности которой лежат в основе анализа поведения самого автомобиля.

Для водителя-гонщика одинаково необходимо знать, как работает шина во время принятия старта, при преодолении крутого поворота на большой скорости или при торможении автомобиля.

В данном разделе, рассматривающем технику вождения скоростного автомобиля, приводятся основные сведения о взаимодействии автомобильного колеса с поверхностью дороги, знание которых окажет помощь гонщику в совершенствовании управления гоночным автомобилем.

Сцепление колеса с дорогой. К ведущим колесам автомобиля через силовую передачу подводится крутящий момент от коленчатого вала двигателя который за вычетом механических потерь на передачу и потери на качение создает на колесах тяговое или окружное усилие.

Тяговое усилие, действующее на окружности ведущего колеса, вызывает между колесом и дорогой горизонтальную реакцию, которая для использования подводимого тягового усилия должна обеспечиваться соответствующим сцеплением колеса с дорогой.

Как только тяговое усилие превзойдет горизонтальную реакцию, немедленно начинается буксование колеса.

Величина горизонтальной реакции под ведущим колесом в свою очередь зависит от вертикальной нагрузки на колесо и от коэффициента сцепления между колесом и дорогой (сцепной вес).

Следовательно, предельное тяговое усилие, которое возможно получить на ведущем колесе, будет равняться весу, приходящемуся на колесо в килограммах, помноженному на коэффициент сцепления.

Под коэффициентом сцепления понимается отношение горизонтальной реакции, действующей на колесо в точке опоры, к вертикальной реакции, возникающей от нагрузки на колесо.

Коэффициент сцепления между колесом и дорогой не остается одинаковым во всех случаях движения автомобиля и связан прежде всего с тем, как происходит качение колеса: с проскальзыванием или без него, действуют ли на колесо боковые силы, другими словами — есть боковой увод или нет, и наконец, в некоторой степени от вертикальной нагрузки на колесо.

Кроме того, коэффициент сцепления зависит от качества поверхности дороги, конструкции и материала шины, рисунка протектора, скорости и условий качения колеса.

Ниже, в таблице, приведены значения коэффициента сцепления для двух типов дорожных покрытий в сухом и в мокром состоянии.

Таблица.

Тип дорожного покрытия	Состояние покрытия	Коэффициент сцепления
Бетон	сухой	0,9 — 1,0
	мокрый	0,8 — 0,9
Асфальт	сухой	0,6 — 0,8
	мокрый	0,4 — 0 ,7

Как можно видеть, мокрое покрытие значительно снижает коэффициент сцепления, однако и в этом случае следует различать степень влажности покрытия: наихудшим условием для сцепления является не мокрое покрытие поверхности после прошедшего или во время сильного дождя, а влажное, когда вода не смыла с дороги пыль и наносную землю, а образовала слой грязи, На влажной дороге коэффициент сцепления получается еще ниже, чем на мокрой.

Специальными исследованиями в области сцепления автомобильных колес с полотном дороги, проведенными в пятидесятых годах, опубликованными в зарубежной литературе, установлено, что коэффициент сцепления в начале скольжения несколько повышается, резко падая затем. Наивысшее значение коэффициента бывает при 15%-ном скольжении шины, что происходит вследствие деформации упругой части протектора шины.

Незначительное скольжение колеса позволяет получать максимальное ускорение при разгоне и наиболее эффективное торможение. Именно эта особенность сцеплений автомобильных колес позволяет производить повороты автомобиля с контролируемым скольжением, т. е. так называемый поворот со скольжением всех четырех колес.

Коэффициент сопротивления качению колеса. Сопротивление качению колеса представляет собой силу, которую необходимо ему преодолеть.

Сила сопротивления качению колеса создается из следующих величин: потерь на деформацию шины, силы на трение шины о дорогу и потерь на деформацию самой поверхности дороги. К силе сопротивления качению обычно относятся также потери на трение в подшипниках колеса.

Всё перечисленные потери, из которых слагается сила сопротивления качению, не постоянны, а зависят и изменяются от ряда условий движения колеса или автомобиля.

Сила сопротивления качению возрастает от увеличения нагрузки на колесо, т. е. вертикальной реакции, от повышения передаваемого через колесо вращающего момента или тягового усилия, качества дорожного покрытия и в большой степени зависит от давления воздуха в шине.

На силу сопротивления качению действует также конструкция самой шины, например, материал, из которого изготовлена шина, упругость ее и форма рисунка протектора, от которых зависит степень присасывания шины к полотну дороги.

Все эти факторы влияют на величину деформации шины, на внутреннее трение в ней, на степень ее проскальзывания по опорной поверхности и в той или иной мере участвуют в создании силы сопротивления качению колеса.

Ввиду того, что до настоящего времени не существует верного способа оценки указанных элементов конструкции шины, так же как и оценки качества дорожного полотна и влияния его на работу шины, то все эти элементы принято условно оценивать коэффициентом сопротивления качению, который для легковых автомобилей до скорости 130 км/час может приниматься в пределах от 0,010 до 0,015 для твердых дорожных покрытий.

Увеличение скорости движения автомобиля и качения колеса, так же как и снижение внутреннего давления в шине, приводит к быстрому возрастанию потерь на качение.

Определение коэффициента сопротивления качению для больших скоростей производится по эмпирической формуле, в которой величина коэффициента качения дается как функция скорости автомобиля и давления воздуха в шине.

Для иллюстрации характера изменения коэффициента сопротивления и степени его возрастания от увеличения скорости и снижения давления в шине приводится график, из которого видно, что уменьшение давления в шине с 2 кг/см2 до 1,5 кг/см2 вызывает рост коэффициента примерно в 2—4 раза, особенно при высоких скоростях движения автомобиля, где возрастание коэффициента происходит весьма быстро.

Рис. Примерный график, показывающий, как увеличивается коэффициент сопротивления качению от скорости движения и внутреннего давления в шинах

Действие боковых сил на колесо. При прохождении автомобилем поворота с постоянным радиусом, возникающая центробежная сила, зависящая от величины радиуса поворота и скорости движения автомобиля, перераспределяет вертикальные нагрузки на шины и вызывает от взаимодействия шин с дорогой определенные горизонтальные реакции, которые должны уравновесить центробежную силу.

Качение колес вследствие упругости шин будет происходить не в плоскости их вращения, а сместится на определенный угол. Этот угол называется углом бокового увода.

Углы увода у колес создают некоторый поворот автомобиля вокруг вертикальной оси, чем вызывается образование дополнительной боковой силы, точкой приложения которой будет центр тяжести автомобиля.

Рис. Искривление контактной поверхности шины при повороте колеса

На рисунке показано искривление контактной поверхности шины, которое создает дополнительную боковую силу.

Распределение этой дополнительной боковой силы между передней и задней осями обратно пропорционально расстоянию осей от центра тяжести, следовательно углы увода у передних и задних колес могут получаться неодинаковыми.

Величина угла увода зависит от величины боковой силы на колесе, а также от ряда условий, например, вертикальной нагрузки на шину, внутреннего давления воздуха в шине, поперечного сечения шины, ширины обода и др.

Направление возникающей дополнительной силы зависит от того, у каких колес углы увода больше: у передних или у задних.

Если угол увода задних колес больше, чем угол увода передних, то дополнительная боковая сила сложится с основной силой и, действуя в одном с ней направлении, увеличит поворот автомобиля.

Движение автомобиля в этом случае станет неустойчивым.

Если же угол увода больше у передних колес, то действие дополнительной силы будет направлено в противоположную сторону от действия основной боковой силы, что уменьшит поворот автомобиля и сделает движение устойчивым.

Автомобили, у которых угол увода задних колес больше, называются автомобилями с излишней управляемостью, а те, у которых угол увода больше у передних колес, называются автомобилями с недостаточной управляемостью.

Схема действия сил у автомобиля на повороте приведена на рисунке.

Рис. Схема образования углов увода

Автомобиль с недостаточной управляемостью является хорошим примером «врожденной» устойчивости, так как при возрастании скорости на некоторую величину будет возникать положительный угол поворота автомобиля вокруг вертикальной оси, который увеличит радиус поворота. Поэтому без каких-либо действий со стороны водителя увеличивающийся радиус уменьшает центробежную силу, создавая новое равновесие.

Избыточная управляемость, наоборот, дает при увеличении скорости уменьшение радиуса и увеличение центробежной силы, т. е. природную неустойчивость.

Отсюда можно себе представить, какое важное значение для устойчивости скоростного автомобиля представляет собой разница в углах увода колес.

Однако излишне недостаточная или избыточная управляемость одинаково не желательны.

Для определения характеристики управляемости автомобиля можно провести небольшой опыт.

Водитель ведет автомобиль по испытательной дороге, желательно достаточно широкой, и на заранее выбранной определенной скорости производит резкий поворот рулевого механизма (примерно на 20°), наблюдая тенденцию автомобиля установить равновесие. Если этого не происходит, он производит корректировку рулем.

Поведение автомобиля при таком испытании соответствует поведению этого автомобиля на повороте.

В оценке управляемости необходимо принять, что автомобиль должен быть испытан при максимальных, или близких к максимальным, условиях поворота. Условия движения, которые могут быть мало заметны при низких скоростях поворота, становятся очевидными при возрастании скорости движения.

При наличии у автомобиля небольшой степени недостаточной управляемости на высокой скорости, т. е. если при резком или ступенчатом повороте рулевого колеса автомобиль быстро достигает устойчивого положения, опытный водитель, входя на поворот, не будет двигаться по линии максимального радиуса, а поведет автомобиль по минимальному; конечную же часть поворота пройдет по максимальному.

Иначе говоря, водитель должен сознательно вызывать переходные явления, а не получать их внезапно.

Кроме того, это делается на входной части поворота, чтобы последующую часть траектории пройти при минимальном угле увода, обеспечивающем выход из поворота с максимально возможным ускорением.