Кольцевой Автоспорт: страсти по Балансу бесплатное чтение

Предисловие

Пилот не обязан быть инженером; более того, иногда сугубое погружение в тему способно помешать пилоту выдавливать из своего орудия производства все соки. Излишняя привязанность, перерастающая в любовь, прервала гоночную карьеру таких гениев инженерной автоспортивной мысли, как Энцо Феррари, Колин Чепмен, Эдриан Ньюи. Наверное, оно и к лучшему. По крайней мере, ретроспективный взгляд на их биографию дает точный и однозначный ответ: эти люди нашли свое призвание! Лично для меня – как тренера и тест-пилота автодрома ADM Raceway, а также автора учебников по автомобильному спорту – в одном ряду с вышеупомянутыми легендарными личностями стоит и Кэрролл Смит – американский пилот, инженер и, безусловно, талантливый писатель, сумевший грамотно, доступно, искрометно, временами с юмором, а иногда с неприкрытым сарказмом, отобразить в своих произведениях гоночный автомобиль, каким он был во второй половине 20 столетия. Впрочем, во многом он таким остается и сегодня. Автор этой книги, основанной на литературе Кэрролла Смита, – я настоятельно рекомендую всем, кто искренне болеет автоспортом, такие учебники американского писателя, как Prepare to Win, Tune to Win и Drive to Win. Естественно, в оригинале! – Зачем?

…Пилот, конечно же, не обязан быть инженером. Однако, если его желание быть быстрым – искреннее и не дающее покоя (а не возникающее пару-тройку раз в полугодие – от покатушки до покатушки), то он обязан общаться со своим спорткаром: знать его, слышать, понимать и на том выстраивать свой пилотаж. Тогда и машина ответит ему взаимностью. А вот из гармоничного баланса грамотно построенного автомобиля и до мозга костей понимающего свой инструмент пилота – и рождаются в итоге победы.

Естественно, что ни одна из семи частей данной книги не станет откровением для гоночных инженеров. Скажу больше: она не для них и создана! Эта книга написана тренером-пилотом – для пилотов. Здесь вы не найдете никаких трехэтажных формул и выносящих мозг своей точной скрупулезностью чертежей. Они, безусловно, есть в природе! НО: это тема другой – научной – литературы. А мы сегодня не об этом. – Так о чем же?

…Пилот, очевидно, не обязан быть инженером. Но даже самый гениальный пилот (например, Айртон Сенна) обязан был рассказывать о том, что именно его не устраивает в настройке болида. Быстрый тандем требует слаженности, спайки. Мы все, кто так или иначе пилотирует спортивный автомобиль, едем по-разному. У каждого из нас есть свои предпочтения по работе тормозной системы, или коробки передач, или подвески, или рулевого управления; кому-то комфортнее болид с избыточной поворачиваемостью, а кому-то с недостаточной. И мы, пилоты, должны уметь это почувствовать, объяснить инженеру; желательно, чтобы при этом мы понимали, что конкретно нас не устраивает и чего мы в итоге хотим получить; и еще желательно, чтобы все излагалось понятным инженеру-механику языком.

…Пилот не обязан быть инженером, но обязан понимать и уважать его Труд! Собственно, об этом и речь в семи частях этой книги.

Часть1. Колесо Фортуны

Очень много разных почему, на которые я обязан ответить в дебюте этого учебного издания.

Начну, наверное, с выбора спортивного автомобиля – Legends 600. Здесь все очень просто: минувшие 6 лет, начиная с 2018-го, я – завсегдатай автодрома ADM Raceway, в непременном качестве тренера по картингу.

Картинг – наше все!

При этом ADM, так скажем, дом родной для серии Legends Cup. И, чуть забегая вперед, отмечу, что, на мой взгляд, трек в Мячково как нельзя лучше подходит для болида Legends 600 с его техническими характеристиками.

Естественно, что в какую-то единицу времени болид серии Legends Cup привлек мое внимание… А в итоге его завоевал: сегодня я тренер и тест-пилот серии на ADM Raceway.

10 часов я провел в свой первый сезон за рулем болида Legends 600. Это 10 практик, тренировок: десять дней, по ходу каждого из которых я один час (три сессии по двадцать минут) – собственно за рулем; в перерывах же между выездами размышлял о полученных впечатлениях, анализировал их, расставлял по полочкам; словом, «записывал ходы».

6 секунд – это динамика прогресса: от случайного лучшего для себя круга 1 минута 49 секунд по ходу первой тренировки, – до стабильного движения в диапазоне 1.43 – 1.44 на десятой практике (наконец, абсолютного рекорда трека ADM Raceway в конфигурации Grade 4 на Legends 600 – 1.42.779; правда, на чуть более спортивном колесе – полуслике Yokohama Advan A048).

Это объективно быстро для Legends 600 на трассе ADM Raceway, конфигурация Grade 4 (3240 метров), на сухом асфальте и на шине Toyo R888R – полуслик.

Теперь о чем, собственно, пойдет речь.

Я – тренер; и, как тренер, – «хочу дойти до самой сути».

Разложив эволюционный процесс на составляющие, я взялся за учебник куда более широкого профиля, нежели просто методичка по быстрому движению на болиде Legends 600 по трассе ADM Raceway. Нет, безусловно, будет и, так скажем, «дорожная карта», представленная с точки зрения главной темы данного издания.

НО: это совсем не главное; более того, это – не идея учебника!

Главное, важнейшее, – разобраться в том, «как это быстро ехать ваще работает?!» (С). От мозга к чувствам, к кончикам пальцев на руках и ногах. Чтобы в итоге мы с вами смогли разогнать все, что бы нам ни попало в руки: от прокатного карта – до, не побоюсь этого слова, болида Формулы 1! Разогнать с чувством, толком и расстановкой; не круша технику и не ломая себе шею.

То есть речь пойдет о системе (подчеркну!) погружения в спортивный автомобиль; а точнее, его главную часть – Колесо.

Как «сферический конь в вакууме» (С), спортивный автомобиль существует исключительно для того, чтобы позволить одному человеку преодолеть данную дистанцию в данное время быстрее, чем способен другой человек на подобном спорткаре. В этом смысле спортивный автомобиль – это исключительно средство (инструмент) в руках того или иного пилота.

Первая и, пожалуй, главная задача пилота – разобраться с теми силами, которые действуют на автомобиль в движении; понять реакции автомобиля на эти силы, и, наконец, обратить последствия этих действий в свою пользу.

Итак, что же мы хотим от спортивного автомобиля (а на самом деле – практически от любого авто)?

Ускорения на прямых участках дороги; замедления (или ускорения со знаком «минус»); уверенного и по возможности быстрого прохождения поворотов. Вот, пожалуй, и все.

Да, есть еще максимальная скорость. Но, во-первых, этот показатель зачастую очень сильно зависит от того, как мы проходим тот или иной вираж и как быстро начинаем ускорение в начале прямого отрезка; во-вторых же, как это ни странно, максимальная скорость вовсе не является ключевой характеристикой в автомобильном спорте.

Автомобиль в динамике – это жертва трех стихий: земля, воздух и, конечно же, человек! Первые две – всегда неизбежная данность; третья – по обстоятельствам. В абсолютном большинстве случаев все зло, которое может причинить автомобиль, есть лишь последствия действий того, кто им управляет. «И помните, не машина ломается у спортсмена, а спортсмен ломает машину» (С) – кинофильм «Гонщики», классика советского кинематографа.

На страницах этого издания, взяв в качестве «подопытного кролика» болид Legends 600 – спорткар серии Legends Cup, – мы будем разбираться, как последовательно и безболезненно заставить силы, мешающие нам быстро ехать, работать на нас. Как найти согласие и гармонию не только с «Легендой», – но в принципе с любым транспортным средством. Ибо без согласия и гармонии, то есть полного взаимопонимания, невозможно уверенно двигаться даже на трехколесном велосипеде, не говоря уже о карте (тут суть не важно – прокатный он или спортивный) или гоночном автомобиле класса «Спортпрототип CN».

По ходу своей тренерской деятельности я очень люблю задавать своим подопечным вопросы: они привносят интерактив и заставляют думать обе стороны – и подопечного, и его тренера (поэтому нередко после очередной тренировки я и отправляюсь в библиотеку). Один из любимых вопросов, на который зачастую «криво» отвечают даже опытные бойцы, звучит следующим образом:

– Перечислите, пожалуйста, за счет чего автомобиль разгоняется, что его тормозит и почему он поворачивает?

Полный недоумения пилот отвечает незамедлительно:

– Ну это же очевидно! Разгоняем мы авто газом, то есть силовым агрегатом. Замедляем машину тормозной системой. Ну а поворачиваем ее рулем, с помощью рулевого управления.

Послушайте, ведь этот ответ ни в коем случае нельзя назвать неверным, правда? На первый взгляд, все так оно и есть. Однако именно такой ответ выдает всю поверхностность взгляда пилота на спортивный автомобиль. С этим взглядом вполне себе можно жить, и даже относительно быстро – иногда выдавая случайные перфомансы. Увы, по большей части с ним (этим взглядом) пилот зачастую упирается в те бесконечные десятые доли секунды, которые отделяют его от по-настоящему быстрых; которые он не знает, где «отгрызть», постоянно вопрошая шустрых и стабильных коллег по цеху; и в которых в конечном счете у него обязательно оказывается виновен автомобиль.

А «фишка» в том, что разгоняет, тормозит и поворачивает абсолютно любое транспортное средство – колесо; то есть то, за счет чего мы цепляемся за одну из главнейших для нас, как гонщиков, стихий – землю!

Есть совершенно потрясающая фраза: «Большую часть своего рабочего времени спорткар проводит флиртуя с дорогой на грани зацепа».

Вот с этого, а именно – флирта колеса с дорогой, – мы с вами, пожалуй, и начнем наш учебник – дорогу от колеса Фортуны до колеса Жизни.

Зона комфорта

– Как на этом вообще можно ездить?! Какой там, нафиг, быстро!?

Это моя первая мысль, после того как впервые оказался за рулем Legends 600.

Далее мысли детализировались: узко, тесно и, главное, низко; я не видел даже переднего края вполне себе длинного капота, – что уж тут говорить о каких-то представлениях о реальных габаритах автомобиля?!.

Давайте сразу расставим точки над «i». Выше мы уже договорились, что спорткар – это орудие в руках опытного профессионала; средство для достижения им максимального результата. По сути, такое же, как бензопила или отбойный молоток… Скажите, вы держали в руках отбойный молоток?

Любой инструмент – не важно, прост он или сложен – создан для того, чтобы реализовать потенциал человеческих знаний. И, как следствие, помочь в достижении поставленной цели. Идеально, когда у человека есть инструмент, знания и опыт; отлично, когда к инструменту подходят со знанием дела; хорошо, когда новичок обращается к специалисту, чтобы тот рассказал, показал, объяснил – словом, научил работать с инструментом.

Все плохо, однако, если новичок, изрядно «намахавшись» обычным молотком, со всем своим рьяным пылом хватается за молоток отбойный, требует забой поглубже и обещает вернуться с рекордной добычей: «не жди его, мама, – хорошего сына!» (С)

… Вопреки всему вышеизложенному, тронуться мне удалось с первого раза! Глохнут все, рано или поздно; но дебютанты – это как правило. Причиной тому, помимо отсутствия опыта, – особенности трансмиссии болида серии Legends Cup. Впрочем, об этом не здесь и не в этот раз.

Сейчас же, так сказать, одна из новелл относительно моих дебютных выездов на «Легенде». И первая пусть называется «Тахометр».

Как я уже отметил, завестись и тронуться с места особого труда не составило; также не сложно было преодолеть зону пит-лейна до места выезда на трассу. Красный сигнал выпускающего светофора переключается на зеленый. Поехали!

Первая передача; газ; я отпускаю сцепление куда активней, чем при маневрах на пит-лейне, – машинка довольно резво берет с места (естественно, с пробуксовкой: гонщик я, или где!?).

Мама дорогая, на тахометре уже 10 тысяч оборотов! Вторая передача; газ, – ускорение динамично, но ничего сверхъестественного. А на тахометре снова 10 тысяч. Третья, – и события развиваются как под копирку: не успеваю я отпустить сцепление и нажать на газ, как «Легенда», едва подхватив очередную передачу, выдает мне на тахометре предельные 10 тысяч оборотов. Естественно, что чем выше передача, тем меньше фактическое ускорение автомобиля. В голове мелькнули мысли: либо мне, как новичку, дали авто с самой короткой в мире главной парой, либо где-то что-то идет не так.

Удивительно, что совершенно простая и очевидная мысль об элементарной неисправности тахометра мою голову так и посетила. А дело, как вы, наверное, уже догадались, было именно в нем.

НО: мораль этого лирического опуса в том, что я сегодня искренне благодарен неисправному тахометру; и, во-первых, потому, что он не позволил мне по ходу первого в жизни выезда на «Легенде» попробовать прыгнуть выше собственной головы – выйти далеко за пределы зоны собственного комфорта.

«Ты что, не слышишь, что ли, оборотов двигателя?» – поинтересовался руководитель серии, когда я ему обрисовал ситуацию. А вот и да! А вот и не слышу! В смысле слышу, конечно же; однако совершенно не понимаю, я уже делаю мотору больно, или он может еще потерпеть(?) Важно здесь отметить, что последнее, чего бы мне хотелось от дебюта, так это сломать автомобиль; и, в частности, «положить» мотор.

Во-вторых же, я говорю «спасибо, тахометр!» потому, что он пробудил во мне живой неподдельный интерес к возможностям этого спортпрототипа, которые, благодаря неисправности, я смог почувствовать, но не мог (слава Богу!) реализовать.

Первый заезд – заезд-знакомство – подарил устойчивое впечатление: этот автомобиль может многое; и сегодня он быстрее тебя, Никита. И это – проблема, которую нужно решить!..

Послушайте, я – тренер, знающий, как научить быстро ездить с минимальными потерями. Есть много примеров того, как хороший тренер, например, по футболу (можно рассмотреть практически любую спортивную дисциплину) сам гонял мяч весьма посредственно. Более того, Кэрролл Смит – автор, на мой взгляд, лучших автоспортивных учебников – убежден, что тренер пилота Формулы 3 вовсе не обязательно должен обгонять своего воспитанника. Скорее наоборот, ибо грош цена тому тренеру, который лучше ученика. Да, конечно, – тренер должен досконально знать свой предмет. Однако воплощение его знаний в жизнь – прежде всего, задача ученика…

Наверное, правильная философия; но это не про меня. Короче говоря, я испытываю жуткий дискомфорт, если прошу ученика сделать то, чего не делал сам. Хотя и знаю в теории наверняка, что так делать можно и нужно.

В контексте новеллы «Тахометр» (равно как и в контексте всей первой главы) понятие дискомфорт есть понятие ключевое. Мы вряд ли способны делать что-либо (все, что угодно) по-настоящему хорошо, пока мы не делаем это естественно – то есть, в зоне максимального личного комфорта.

Наши страхи

Пограничники личного комфорта – наши страхи. Мы все, всегда и всего боимся; иной раз, попросту не отдавая себе в этом отчет. Любая новая информация, стучащаяся в двери нашего комфорта, с избытком получает достойный отпор дверных стражей – наших страхов.

– Да оно мне надо? Да и так нормально! Мы и сами с усами!

И так далее, и тому подобное…

Кэрролл Смит пишет: «Обычно решить, что делать, так же трудно, как предпринять это действие. Единственное решение, которое мы в этой жизни принимаем легко и непринужденно, – это решение о том, что мы будем делать после, в будущем, потом».

То, что я уже знаю (или не знаю), умею (или не умею) – все это мое, здесь, в домике – в комфорте! Поэтому само по себе восприятие (принятие) новой информации наталкивается на целую баррикаду страхов.

Генри Форд, по-моему, шедеврально описывает эту ситуацию: «…неудачи являются матерью страха. Они глубоко укоренились в людях. Люди хотели бы достичь вещи, которая распространяется от A до Z. С A она им еще не поддается; на B они испытывают затруднение; а на C натыкаются на, по-видимому, непреодолимое препятствие. Они кричат «пропало» и бросают все дело. Они даже не представили себе шансов настоящей неудачи; их взгляд не отличит ни правильного, ни неправильного. Они позволили победить себя естественным препятствиям, возникающим на пути всякого намерения.

Гораздо больше людей сдавшихся, чем побежденных! Не то чтобы им не хватало знаний, денег, ума, желания, а попросту не хватает мозга и костей. Грубая, простая, примитивная сила настойчивости есть некоронованная королева мира воли. Люди чудовищно ошибаются вследствие своей ложной оценки вещей. Они видят успехи, достигнутые другими, и считают их поэтому легко достижимыми. Роковое заблуждение! Наоборот, неудачи всегда очень часты, а успехи достигаются с трудом. Неудачи получаются в результате покоя (или статичного комфорта; мое примечание – Н.К.) и беспечности; за удачу же приходится платить всем, что у тебя есть, и всем, что ты есть».

Извините за столь пространную цитату; но она, на мой взгляд, достойна того, чтобы выучить ее наизусть!

Словом, первый (и главный!) страх, который следует преодолеть, это – страх начать движение. Но побеждается он отнюдь не шапкозакидательной решимостью на авось:

– А вдруг у меня сейчас все получится?

– А вдруг я сейчас как возьму, да и проеду быстрее всех?

– А вдруг они все дураки, а я самый умный?

Нет-нет, дорога на авось будет верной лишь для тех, кто хочет что-нибудь поломать и/или свернуть себе шею. Ведь страх (или инстинкт самосохранения) дарован нам природой, чтобы мы жили по возможности долго и счастливо. Мы не прыгаем в огонь, чтобы согреться; в Москва-реку, чтобы добраться до другого берега; с пятого этажа, чтобы побыстрее оказаться внизу. Как разумные люди, мы понимаем, что подобные шаги способны нас убить. Это нам подсказывает инстинкт самосохранения. И мы придумываем разные системы – отопления, переправы, путешествия с этажа на этаж. При этом батарея, мост, лифт – это не победы над силами природы, а вспомогательные средства, которые делают стихии понятными и дружелюбными. Ну, в какой-то степени, по крайней мере.

Автомобильный спорт может убить, – секрет Полишинеля!

Когда мы наблюдаем за тем, как искусный пилот управляется со своим орудием производства (спорткаром), то зрелище нас боговдохновляет. Оно притягивает, возбуждает, провоцирует. Не говорите мне, что вы, единожды побывав на гонках, не пытались потом, по пути домой, что-нибудь изобразить на своем гражданском авто. Все мы, кто не чужд автоспорту (и кто чужд, кстати, тоже!), пытались; с тем или иным успехом, с теми или иными последствиями.

И вот тут кроется второй по значимости страх, который желательно понимать и преодолевать. Страх облажаться (простите мой «французский»). Страх оказаться меньше, чем ты сам думаешь о себе. Страх перед мнением окружающих. Страх за собственное эго.

«Мы все глядим в Наполеоны, двуногих тварей миллионы…»

Для весьма многих из нас мнение окружающих куда значимей, чем реальное соотношение сил. Страх оказаться не тем, кем ты хочешь, чтоб тебя увидели, бесконечно силен. Он приводит к очень грубым ошибкам и к очень серьезным последствиям. Естественно, на трассе в том числе. Но мы люди, и этот страх нам свойствен так же, как и любой другой. Присущ он и профессионалам самого высокого уровня.

Эдриан Ньюи рассуждает по этому поводу: «…Когда я сижу за рулем, пусть и на любительском уровне, я испытываю давление – особенно на крупных мероприятиях типа Ле-Мана, Гудвуда или Монако. Более того, это давление на себя оказываю я сам, потому что не хочу упасть в грязь лицом. И с гонщиками происходит то же самое. Они могут сколько угодно говорить, что стараются на благо команды – и это действительно так, но на деле они куда более эгоистичны и в первую очередь думают о себе».

Так вот, наши страхи. Далее мы с вами будем говорить о куда более конкретных вещах в контексте названия учебного пособия. Речь пойдет о работе с колесом; об особенностях торможения, входа и выхода из поворота; наконец, о балансе автомобиля – как квинтэссенции всего, что мы делаем для быстрого и стабильного движения по треку.

НО: именно здесь и сейчас мы закладываем фундамент для понимания главной причины наших ошибок, которые зачастую единственные виновны в своенравии спортивного автомобиля.

Страхи. Именно они заставляют дергать руль и рычаг коробки передач; бросать педали, лупить по ним изо всех сил или, наоборот, бояться до них даже дотронуться; ежесекундно причинять автомобилю боль, а потом доказывать механику, что всему виной неисправности самого автомобиля. Да-да, это – тоже следствие наших страхов.

Все самое простое (на первый взгляд) зачастую оказывается самым сложным. И важным – определяющим все остальные детали. Но мы традиционно это пролистываем, пропускаем мимо ушей, продолжая суетиться в поисках волшебной таблетки, которая позволила бы нам обогнать всех и вся и чтобы обязательно здесь и сейчас.

Иллюстрацией к первой части нашего учебника я выбрал Колесо Фортуны – рулетку удачи, изобилующую случайными комбинациями. Шаг за шагом мы придем с вами к совершенно другому колесу, – и тогда я предложу вам их сравнить…

Ну а пока, коллеги, давайте со всей необходимостью вернемся на землю нашу грешную. И уже в рамках следующей части книги попробуем разобраться, как лучше за землю эту зацепиться нашим колесом.

«На слипе»

Собственно теоретическая часть учебника, значительная его часть, – результат работы с книгами Кэрролла Смита: Drive to Win и Turn to Win. Выше я уже отмечал, что, на мой взгляд, Смит – лучший проводник по кольцевому автомобильному спорту; тому автоспорту, где на первом месте стоит пресловутый «держак»: количество и качество сцепления колеса с дорогой. По ходу тренировок я частенько рекомендую его книги заинтересованным товарищам; и частенько же, спустя какой-то промежуток времени, на вопрос: «Ну что, удалось ознакомиться?» – получаю ответ: «Слушай, ну посмотрел… Как-то все там витиевато».

На самом деле, это не совсем так. Смит постарался технически сложные вещи, понимание которых требует предварительной теоретической базы, изложить максимально доступным языком. И у него получился своего рода путеводитель, эдакая инструкция по работе пилота с автомобилем. Тут-то и кроется причина «витиеватости», сложности восприятия. Коротенькое сравнение: вы пробовали разбираться с инструкцией, скажем, к телефону – без самого телефона, в глаза его не видя? Очевидно, что рано или поздно сталкиваешься с тем, что вот оно слово +/– знакомое, однако как его следует понимать в данном контексте, мягко говоря, не совсем ясно.

Смита нужно постоянно, так скажем, проецировать на автомобиль и дорогу, сверяя и сопоставляя те или иные теоретические вводные с конкретным спорткаром и реальным треком. Что, в общем, и подразумевает тренировочный процесс; чем я, собственно, и занимался в летнем сезоне 2022 года, где спорткар – болид Legends 600, а трек – ADM Raceway.

То есть, подытоживая данный микроблог, ключевым для понимания становится сам тренировочный процесс, или английское словосочетание Seat Time. Слушайте, я не сторонник тотального внедрения англицизмов в русский язык. Однако есть термины и понятия, которые довольно сложно перевести емко и однозначно.

Seat Time – это не просто накат; практический опыт; время, проведенное за рулем болида на треке; и так далее, и тому подобное. Seat Time – это правильный накат, грамотный опыт. Это время, проведенное за рулем спортивного автомобиля на треке с точки зрения практического ответа на вполне конкретные вопросы, решения продуманных и осмысленных задач.

Simply practice does not make perfect, only perfect practice makes perfect.

В контексте наших задач перевод будет звучать следующим образом:

Сам по себе накат не сделает нас быстрыми пилотами, только грамотный тренировочный процесс сделает нас быстрыми.

В этом смысле, начиная трудиться с тем или иным гоночным автомобилем, тесты должны представлять собой именно учебные практики – Seat Time. До тех пор, пока мы не чувствуем себя комфортно в работе с органами управления спорткара, не испытываем достаточно спокойной уверенности на пределе собственного пилотажного уровня (когда мы отдаем себе строгий отчет, что мы делаем и как на это реагирует автомобиль), – так вот, до этих пор нам с вами не нужен ни быстрый, «острый» и «резкий» чемпионский болид, ни новое колесо. Резкая машина, понятно, не простит новичку даже малейшей ошибки; однако почему нам не нужно новое колесо?

Смотрите. Каждый пилот оставляет на дороге свой собственный черный след, который соответствует, так скажем, внешней границе сцепления шины с асфальтом. У кого-то этот след подобен широкому и бесформенному мазку валиком по забору; другие рисуют кистями того или иного размера; по-настоящему же быстрые люди работают колесом – как чертежным карандашом, оставляя за собой след соответствующей ширины. Ясно, к чему нужно стремиться:

Ширина черного следа, коллеги, маркер наших ошибок в работе с колесом!

Согласитесь, вряд ли на начальном этапе на нужен быстрый и «резкий» автомобиль, новым колесом которого нужно работать так же, как работает Эдриан Ньюи грифелем своего чертежного карандаша!?

Итак, что же есть предел гоночного колеса и как с этим бороться?

Не вдаваясь в технические нюансы конструкции шины (коих столько, что сам черт ногу сломит!), принципиально важно отметить следующее: один из ключевых ее ингредиентов – масло. Говоря максимально упрощенным языком, чем больше масла в составе конкретной шины, тем она мягче; и тем, соответственно, лучше «липнет» к дороге. Тем выше коэффициент сцепления данного колеса с данным покрытием.

Благодаря этому качеству шины и вертикальной нагрузке (то есть весу автомобиля со всем его содержимым), колесо не просто цепляется за дорогу, – но способно в динамике генерировать силу трения куда большую, чем собственный вес автомобиля. Иначе говоря, классический постулат, что сила трения увеличивается по мере увеличения веса и коэффициента сцепления, в нашем случае работает преинтереснейшим образом.

Шина генерирует силу трения (зацепа, «держака») при ускорении авто, его замедлении, на поворотах. Однако более того, она способна генерировать комплекс сил. Например, при ускорении на выходе из поворота или при роспуске тормоза на входе (Trail Braking). Впрочем, об этом мы будем подробно говорить чуть попозже.

Смысл, «фишка», в том, что в случае комбинации продольных и боковых сил, действующих на колесо, их сумма (с точки зрения работоспособности шины) может быть значительно выше, чем максимум – предел – шины в каждом отдельно взятом направлении, на прямой или в повороте.

Собственно на этой «сверхспособности» гоночного слика Марк Донахью и построил Traction Circle – Колесо Жизни. И это главная тема издания.

Итак, движение «на слипе» – это прохождение поворота на максимальной сумме продольных и боковых сил, которые способна выдерживать шина до момента утраты сцепления с дорогой.

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: увод и стабилизация

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.

На самом деле, SAT – явление более широкого спектра; однако для нас сейчас важен именно аспект пневматического смещения шины (ее деформации).

В практическом смысле, как пилотам, нам крайне важно научиться чувствовать этот момент на рулевом колесе; и, естественно, понять, как с ним работать. Сопротивление повороту руля возникает почти сразу же, достигая своего предельного значения на минимальных углах увода. В свою очередь, когда руль становится практически невесомым, это означает, что мы с вами «слетели» с края плато, а наш автомобиль скользит мимо поворота. Таким образом, мы с вами должны оперировать в той зоне, где стабилизирующий момент начинает ослабевать (следовательно, мы движемся на уводе), – вплоть до того момента, пока мы не «потеряли» руль, то есть пролетаем по прямой в ожидании, что «морда» хотя б за что-нибудь да зацепится.

НО: дальше начинается самое интересное! А именно: определение оптимального угла увода для данного колеса, данной дороги и данного поворота. Как говорится, за отрицательное время и с максимально возможной скоростью; с математической точностью и гонщицким азартом!

Легко, правда?

Footprint. Как оно работает?

Что на самом деле происходит с шиной по мере того, как мы формируем (строим) нагрузку в повороте с увеличением угла увода, так это то, что упругая деформация пятна контакта (Footprint) неуклонно растет. Как уже было сказано выше, по мере приближения к максимальному значению пятно контакта при качении начинает терять свою эластичность, и угол увода трансформируется в фактическое скольжение.

Теперь мы имеем на пятне контакта комбинацию, скажем так, упругого трения и трения скольжения. Если мы добавим нагрузку и, соответственно, угол увода, то часть пятна, которая скользит, увеличится, в то время как область, которая все еще находится в режиме упругости, уменьшится, пока, в конечном счете, не начнет скользить все пятно.

В какой-то момент между началом увода колеса и его завершением коэффициент достигает своего максимального значения. В любой момент, если мы стабилизируем угол увода (чуть добавив или, наоборот, снизив нагрузку), коэффициент и усилие на повороте также стабилизируются, и шина перейдет в устойчивый режим прохождения поворотов при данном значении угла увода на повороте.

Само пятно контакта имеет примерно эллиптическую форму. Деформация как рабочей части, пятна контакта, так и боковины изменяет удельное давление по всей его площади.

Это удельное давление близко к нулю на передней кромке и достигает максимума где-то непосредственно перед задней кромкой. Оно также варьируется в поперечном направлении, в зависимости от боковой нагрузки и угла развала.

Когда пятно контакта начинает переходить от упругого трения к трению скольжения, это происходит на наиболее сильно нагруженном участке поверхности, и по мере увеличения угла скольжения переход постепенно распространяется в сторону менее нагруженных участков.

Точка, где начинается трение скольжения, соответствует концу линейной части (роста) кривой увода колеса. Точка, в которой скользит все пятно контакта, соответствует точке на кривой, где плато (Flat Top или Slip Angle Threshold) уходит под уклон, и где все стремительно летит к чертям собачьим!

Важно отметить, что даже когда мы превысили допустимый угол увода шины и, следовательно, вышли за пределы крайней точки плато, шина все равно цепляется по мере своих сил за поворот. Она не теряет внезапно все свое сцепление с дорогой – независимо от того, на что это может быть похоже (например, глубокий занос). Когда шина полностью превысила свою эластичность и скользит всем пятном, она по-прежнему обладает значительным боковым зацепом, и, если мы сможем каким-то образом уменьшить угол увода, то восстановим утраченный «держак».

Подчеркну, угол увода генерируется каждый раз, когда шина подвергается боковой нагрузке любого рода!

После очень короткой паузы передние шины воспроизводят углы увода, и автомобиль начинает поворачивать. Центробежная сила, возникающая при начале поворота, передает боковые усилия через шасси к задним колесам, которые затем развивают соответствующие углы увода и боковые силы, и автомобиль, после незначительных коррекций, стабилизируется в повороте.

Для простоты понимания мы рассматриваем абстрактную шину как единое целое с постоянной нагрузкой и вертикальным расположением по отношению к поверхности трассы. На самом деле, конечно, конкретная шина – только один угол автомобиля и подвержена всем постоянно меняющимся нагрузкам и усилиям, которые возникают в реальной жизни.

Как ни удивительно, гоночные шины работают при меньших углах увода, чем шины гражданских автомобилей. Конечно, у спортивного колеса соответствующие значения коэффициента и нагрузки при прохождении поворотов намного выше.

На это есть две причины. Во-первых, за последние десятилетия (Микки Томпсон начал революцию «широкой шины» примерно в 1962 году) инженеры постепенно уменьшили соотношение сторон гоночной шины (длина пятна контакта, деленная на ширину) до такой степени, что теперь пятно во много раз шире собственной длины. Шины гражданских автомобилей развивались в том же направлении, но гораздо скромнее.

Интуиция подсказывает нам, что будет невозможно удерживать шину с большей осью в поперечном направлении под таким же большим углом увода, как шину с большей осью, ориентированной горизонтально. Вот почему «Формула Форд» проходит медленные повороты с куда большими углами увода, чем болиды «Формулы 1», и почему старые автомобили «Формулы 1» двигались под большими углами, чем нынешнее поколение, – далеко не так быстро, но зато как эффектно!

Далее. Чем ниже разработчики шин смогут сохранить углы увода при заданном коэффициенте сцепления, тем более «термостойкой» будет шина и тем мягче резиновая смесь, которую можно использовать. Чем мягче состав, тем более липкой будет шина и тем большее усилие она сможет генерировать.

Естественно, все это коррелируется с жесткостью боковин, весом автомобиля, доступной мощностью, характеристиками трека и Бог знает, чем еще…

Кроме того, угол увода при максимальном коэффициенте должен быть достаточной величины, чтобы можно было построить практичную кривую.

Трудно не согласиться с Кэрроллом Смитом, заявившим, что это бесконечно сложная тема!..

Просто для примера, – чтобы обозначить некоторые цифры: задняя шина Formula 5000 или Can-Am, выпущенная десятки лет назад, достигала своего максимального коэффициента около 1,4 при углах увода примерно в 10 градусов, а кривая была очень пологой от 9 градусов до 14 градусов.

Всякое колесное транспортное средство и любой водитель используют определенное значение угла увода шин каждый раз, когда автомобиль отклоняется от прямолинейного движения.

Например, Макс Ферстаппен на своем пути к славе и богатству намеренно принимает действительно нужные углы увода – и работает на этих значениях постоянно и последовательно.

Любая тетя, направляясь в поликлинику, также пользует углы увода – бесконечно меньшие и гораздо менее последовательные, – но, тем не менее, углы увода!

Гениальность заключается не в управлении гоночным автомобилем на предельных значениях угла увода, а в последовательном контроле баланса автомобиля под такими углами, которые обеспечат максимальную полезную суммарную силу шин.

Traction Circle

Мы видели, что гоночная шина способна генерировать почти одинаковую силу при ускорении, замедлении или прохождении поворотов. Если мы построим график максимальных сил, которые данная шина может развить в каждом из этих направлений, то в итоге получим окружность, которую часто называют «Кругом зацепа».

Марк Донахью называл ее «Колесом Жизни».

Вопреки распространенному мнению, ни концепция, ни визуализация не новы. Это не собственно круг из-за того, что продольная способность шины немного превышает ее боковые характеристики. Тем не менее, дабы избежать лишних сложностей, мы все равно будем считать это кругом.

Итак, глядя на диаграмму, становятся очевидными две вещи:

Первое. Шина может генерировать либо силу в 1,4 g при ускорении, либо 1,4 g при прохождении поворотов (примем во внимание, что торможение = ускорение, только со знаком минус). Однако она не может развивать 1,4 g в двух направлениях одновременно. Если шина создает как продольную тягу, так и боковую силу, то она, следовательно, должна генерировать меньшее количество каждой, чем могла бы развить в каждом направлении по отдельности. Это проиллюстрировано вектором с маркировкой FT, который показывает, что шина создает усилие на повороте 1,1 g при ускорении 0,8 g с результирующим вектором силы FT, равным 1,4 g (Рис.28).

НО: благодаря геометрии круга зацепа и результирующим векторов шина, оказывается, может генерировать и действительно генерирует силы в каждом из направлений, сумма которых больше, чем заявленная возможность данной шины. А именно: 1,1 + 0,8 = 1,9 g.

Другими словами, шина может одновременно воспроизводить энное количество тяги и на торможении, и на вираже, которые, сложенные вместе, будут составлять большую силу, чем шина способна развить в каждом отдельно взятом направлении!

Если мы собираемся использовать весь потенциал производительности, заложенный в наших шинах, то мы должны поддерживать работу колеса на очень высоком уровне суммарного усилия все время, пока автомобиль поворачивает. Мы должны «проехать по краю круга зацепа», сбалансировав (ключевое слово!) торможение, боковую силу на входе и работу газом таким образом, чтобы результирующие силы, действующие на шину, находились непосредственно внутри границы круга.

Если мы будем следовать доисторическому изречению: «Все торможения выполняйте по прямой, проходите поворот с максимальной скоростью, затем разгоняйтесь на прямой», – мы потратим впустую большую часть потенциала наших шин. И, конечно, потратим уйму времени на прохождение круга.

Что нам нужно сделать – и что инстинктивно делает каждый гонщик – это продолжать торможение на этапе входа в поворот, чтобы, пока шины находятся в процессе наращивания усилия в повороте, они все еще вносили свой вклад в тормозную тягу, – и тогда результирующая линия предела зацепа колеса повторит границу Круга зацепа.

Думается, что совершенно очевидно, к чему мы с вами должны стремиться!..

Trail Braking

Один из легендарных представителей первой Формулы, трехкратный чемпион мира, шотландский автогонщик Джеки Стюарт однажды сказал, что последнее, чему он научился в качестве пилота – это качественное торможение. Позднее Стюарт скорректировал свой месседж, заявив: «Последнее, что я понял за рулем болида, это – как правильно отпускать педаль тормоза».

То, о чем заявил в 70-х годах прошлого века Сэр Джон Янг Стюарт, по сути и называется Trail Braking.

Trail Braking – одно из самых популярных и модных понятий в мире автомобильного спорта. Часть гоночных школ (правильных) гордятся тем, что они обучают этому приему; иные школы (ложные) кичатся тем, что им пренебрегают. А что же происходит на самом деле?

Давайте вернемся к понятию Traction Circle – Круг зацепа. Как мы выяснили в прошлой главе, для максимизации результата нужно проехать по самому краю Круга зацепа. И далее: «Если мы будем следовать доисторическому изречению: "Все торможения выполняйте по прямой, проходите поворот с максимальной скоростью, затем разгоняйтесь на прямой", мы потратим впустую большую часть потенциала наших шин. И, конечно, потратим много времени на прохождение круга». На самом деле, никто из гонщиков не ездит «доисторическим» способом; и уж точно так никогда не ездили успешные пилоты!

Львиная доля техники управления спортивным автомобилем – инстинктивна, лучше сказать интуитивна (интуиция – это инстинкт, помноженный на опыт). Равно как коррекция заноса происходит интуитивно, так и чувство максимума колеса, которое доступно нам в каждом конкретном повороте.

Если мы не «слышим» колесо, это может значить только одно: в погоне за мифическим подиумом мы оглохли и не хотим его слушать. Этому горю я помочь не в силах!..

Что мы на самом деле должны делать – и что инстинктивно делает практически каждый гонщик – это «распускать» торможение (да-да: имеет место быть балансирующее торможение; ровно в той же степени, как незыблемо имеет место быть балансирующий газ. Возможно, еще тоньше!) во время входа в поворот таким образом, чтобы шина генерировала суммарную тягу торможения и виража на границе Круга зацепа – Колеса Жизни.

Кроме прочего, закончив торможение на стадии ста процентов упора колеса в повороте ("getting the car up on the tire" – поставить автомобиль на колесо; прямо в точку называет Смит), мы должны сразу вставать на газ, дабы, распуская машину на выход и добавляя газом нагрузку, удерживать колесо на грани Круга зацепа. Не нужно забывать, что кто первый дожимает педаль газа до полика на выходе, тот и будет первым (и максимально быстрым) в конце следующей прямой. Если мы будем использовать весь потенциал колеса на сам поворот – на максимальные боковые нагрузки, нам ничего не останется на дугу выхода; следовательно – поздно откроем полный газ; следовательно – проиграем прямую.

Элементарно, не правда ли?

Естественно, далеко не все повороты требуют такого приема, как Trail Braking. Обыкновенно речь идет о медленных и/или среднескоростных (которые ближе к медленным) виражах, сразу за которыми следует прямой отрезок трассы. Процитирую Кэрролла Смита: «Every successful driver trail brakes at some corners. No successful driver trail brakes at every corner».

Всегда следует руководствоваться принципом: медленный вход и быстрый выход бьет быстрый вход и медленный выход. НО: приготовьтесь к ереси! – Самая важная часть любого поворота – это его самая медленная часть: от точки входа (поворота руля) до апекса; то есть собственно часть, именуемая входом в поворот. Если вход выполнен качественно, если мы заносим достаточно скорости с минимальной потерей времени и возможностью оптимально рано встать на газ, – скорость выхода из поворота предопределена!

Непосредственно перед точкой входа мы как бы ослабляем торможение (если весь потенциал шины задействован торможением, автомобиль попросту не повернет). В точке входа мы продолжаем «распускать» тормоз, одновременно поворотом руля добавляя шине боковую нагрузку. В определенную единицу времени (апекс) боковая нагрузка равна ста процентам потенциала шины; торможение равно нулю; и мы тут же (подчеркну!) обязаны встать на балансирующий газ, дабы поддержать скорость и нагрузку на колесо в зоне выхода из поворота. Если мы все сделали правильно, то на выходе мы равномерно, плавно и быстро, дожимаем газ до пола, распуская автомобиль наружу.

Еще раз: переход между стадиями должен быть максимально плавным. И это, конечно же, только лишь взгляд под иным углом на все тот же Traction Circle – Колесо Жизни.

Дума о Балансе

На самом деле, все, о чем мы здесь рассуждаем, – это о балансе!

Если мы грубо бросим педаль тормоза, передняя часть автомобиля «распрямится» практически единовременно: мы резко перенесем весовой баланс на заднюю ось, мгновенно разгрузив передние колеса. В этом случае попытка повернуть автомобиль обречена на недостаточную поворачиваемость – морда будет плужить мимо поворота. Знакомо, не правда ли?

Иной раз совсем не глупо подсмотреть за тем, как заходят в повороты быстрые профи. Когда они не используют Trail Braking, передняя часть их болидов поднимается быстро, но плавно прямо на точке входа в поворот – точке поворота руля. Это довольно трудно (но можно!) разглядеть на Формуле, при этом видно невооруженным глазом на кузовных спорткарах.

В случае с Trail Braking-ом все то же самое; однако плавность трансформации веса разглядеть трудновато. Ибо вертикальные перемещения кузова практически минимальны.

Трансформация веса в повороте прямо зависит от того, как мы работаем со скоростным балансом шины на Traction Circle – Колесе Жизни.

Итак, точка начала торможения определяет в равной степени как точку входа в поворот, так и скорость этого входа. При этом загадка максимально эффективного торможения кроется не в том, кто, скажем так, тормозит позже, а заходит быстрее. Отнюдь.

Тот, кто тормозит позже, занося в поворот такой скоростной баланс колеса, который позволяет минимизировать время от точки входа до апекса; тот, у кого максимально сбалансированная скорость в апексе, а сам апекс там, где нужно, – не раньше и не позже; наконец, тот, кто раньше и быстрее открывает полный газ на выходе из поворота, – тот и будет в итоге победителем квалификации.

Баланс – это сохранение темпа, или ритма, по ходу преодоления виража. «Keeping the momentum up, or Carrying speed through the corner», – так определяет баланс Кэрролл Смит; и это настолько точное, на мой взгляд определение, что даже переводить не хочется.

А вот следующую его фразу я переведу с превеликим удовольствием: «Все это требует напряженной работы мысли вкупе с тяжелой практической работой на треке…»

ADM Raceway в конфигурации Grade4: «дорожная карта» для Legends 600

«– Как на этом вообще можно ездить?! Какой там, нафиг, быстро!? Это моя первая мысль, после того как впервые оказался за рулем Legends 600…» – я возвращаю вас к первой главе нашего издания: к зоне комфорта. Смог бы ли я показать рекордные секунды на «шестисотке» и стать тест-пилотом и тренером серии, если б ринулся за ними по ходу первого своего выезда? – Если честно, то я сомневаюсь, что вообще бы дожил здоровым до сего дня!

В общей сложности 10 тестовых часов – от 1.49 до 1.42; но это лишь пустые цифры. Правильно говорить о 10 часах возрастающего кайфа: когда ты все больше начинаешь понимать автомобиль, общаться с ним; когда ты, наконец, становишься с ним единым целом, осознавая свои и его грани.

Быстрые и стабильные секунды приходят именно тогда, когда за ними перестаешь гоняться. Наверное, это закономерно.

Напоследок давайте проедем трассу ADM Raceway по конфигурации Grade4, – именно с точки зрения использования такого приема, как Trail Braking.

Т1. Первый правый поворот после старт-финишной прямой (движение против часовой); выводит на связку «Дорога домой»: Т2 – Т3 – Т4.

Собственно, Т1 – это первый поворот сложной «эски», а потому нам нужна скорость в самом повороте; следовательно, Trail Braking в нем не нужен, а вот скоростной баланс шины – жизненно необходим!

Т2 – Т3 – Т4, «Дорога домой».

Связка сравнительно медленных поворотов. При хорошем зацепе проезжается на 3-й или 2-й передаче (в зависимости от главной пары) на балансирующем газе.

Т5. Быстрый «тягун».

Что такое каждое переключение передач? – Прежде всего, это потеря времени. Поэтому в погоне за быстрыми секундами, если можно дотянуть передачу до поворота ценой «закрута» мотора, то это нужно делать. НО: так я итоге положил (взорвал) мотор.

Т6. Медленный поворот с выходом на быструю разгонную эску. Trail Braking.

Т7 – Т8. Связка быстрых поворотов: 3-я и 4-я передачи; балансирующий газ.

Т9. Самый медленный поворот данной конфигурации. Вторая передача. Trail Braking!

Т10. На новом колесе Yokohama Advan A048, выкатанной дороге и так далее… Словом, на «держаке» он проезжается в пол на 4-й передаче. В моих рабочих записях помечен: «Не сцать!»

Т11. Медленный левый поворот. Вторая передача. Trail Braking!

Т12. Быстрый поворот. Частенько у меня переключение на 4-ю передачу происходит прямо в апексе.

Т13. Это – среднескоростной поворот: третья передача и газ сразу после точки входа (естественно, не сразу полный газ!).

Т14. Это – медленный поворот! Он проезжается на 3-й или 2-й передаче (в зависимости от главной пары) абсолютно классически: Trail Braking и поздний апекс. Очень часто его пытаются ехать как среднескоростной с центральным апексом. Это ошибочный выбор для спорткара Legends 600!

Вот и все.

Т14 выводит нас на старт-финишную прямую, под отсечку, после которой мы уходим на следующий круг – с надеждой, что он будет лучше предыдущего…

Давайте подведем коротенький итог.

Прежде всего, тут не сказано абсолютно ничего нового – этой информации сто лет в обед! Она разбросана по всему тематическому интернету. Вся проблема в том, что в большинстве случаев мы (конечно же, не все и не всегда) даже не пытаемся ее использовать – практически, на треке.

Подлетая к повороту (абсолютно не важно, на какой разновидности гоночного автомобиля), мы лупим по тормозам (или, наоборот, «гладим» педаль тормоза), с остервенением дёргаем изо всех сил рулем. Наконец, с трудом выловив автомобиль, «шлепаем» на выходе из виража по педали газа. Мы в поте лица своего совершаем кучу лишних и грубых движений, справедливо полагая, что делаем все возможное, чтобы не убраться с трека.

А все это есть лишь следствие нашего дискомфорта, наших страхов и сугубой спешки, связанной с неправильным пониманием природы скорости.

Скажите, пожалуйста, разве так можно построить Колесо Жизни?

Часть 2. Начальная геометрия подвески

В рамках данной области изучения, чем больше возможных вариаций, тем более загадочной может стать эта область. Поскольку возможности вариаций, заложенные в геометрии подвески гоночного автомобиля, практически бесконечны, из этого следует, что возникающие в результате загадочность и путаница также должны приближаться к бесконечности – и так оно и есть. Кэрролл Смит был вовсе не уверен, что нам удастся в какой-либо степени уменьшить путаницу, но мы хотя бы попытаемся!

Геометрия любой системы подвески колеса определяет линейные и угловые траектории, по которым будут двигаться колесо и шина при переходе из своего статического состояния, – либо из-за воздействия неровностей дороги на неподрессоренную массу, либо из-за перемещения подрессоренной массы в ответ на трансформацию веса, вызванную ускорениями в различных плоскостях. Форма этих траекторий движения колес будет зависеть от относительной длины и наклона частей подвески, в то время как величина деформаций будет зависеть от абсолютной длины частей, задействованных масс, величины трансформации веса, а также от настроек и расположения пружин подвески и стабилизаторов поперечной устойчивости. В этой главе мы рассмотрим как форму, так и амплитуду траекторий движения колес, но только с геометрической точки зрения. Пружины и стабилизаторы поперечной устойчивости мы оставим для отдельной главы.

Проектирование геометрии подвески состоит в том, чтобы сначала выбрать тип используемой подвески, а затем выбрать расположение точек поворота, абсолютную и относительную длины частей и углов наклона, а также размеры колесной базы и колеи, что приведет к наиболее приемлемому сочетанию расположения центров крена и траекторий движения колес в соответствии с условиями эксплуатации. Это также включает в себя абсолютную уверенность в том, что все задействованные компоненты и точки их крепления обладают достаточной жесткостью и прочностью, чтобы свести к минимуму возможные дефекты и избежать катастрофы.

Исторический экскурс

Ранние гоночные автомобили конструировались с неразрезными осями. Удивительно, но за некоторыми заметными, но не очень удачными исключениями, такая ситуация сохранялась до конца 1920-х – начала 1930-х годов. Очень рано стало очевидно, что неразрезная ось имеет врожденные недостатки, которые накладывают весьма серьезные ограничения на эксплуатационные характеристики автомобиля. Главным из них был тот простой факт, что при наличии пары колес, соединенных одной осью, любая сила, которая действует на одно колесо, обязательно действует и на другое. Это совсем плохо, особенно если дорожное покрытие далеко не идеально. Неразрезная ось, кроме того, очень тяжелая (полностью неподрессоренная) и требует много места, если мы хотим обеспечить разумный вертикальный ход колес. А также вызывает большие точечные нагрузки на шасси и имеет высокий центр крена – вот почему ранние гоночные автомобили не кренились так сильно. Несмотря на то что неразрезной мост конструктивно прост, легко монтируется и выдерживает незначительный наклон, – его трудно уберечь от перекоса при наезде одним колесом на поребрик, например, или при крене подрессоренной массы. С точки зрения передних – рулевых – колес, неразрезной мост вынуждал мельчить детали системы, что приводило к повышенному износу, гироскопической прецессии колес и многим другим проблемам, которые практически исчезли из нашего словаря.

Поскольку проблемы, связанные с неразрезной осью, более заметны в передней части автомобиля, следующим шагом стала независимая передняя подвеска с продольными рычагами. Она была дешевой, простой и, главное, независимой – перемещения одного колеса не передавались на другое. Такая схема подвески поддерживала постоянный угол развала колес при вертикальном перемещении и сохраняла неизменной колею. Но были и серьезные недостатки: развал колес оставался равен крену шасси (в неправильном направлении), а удельные нагрузки в зонах шкворней и в шарнирных соединениях были очень высоки, что вело к преждевременному износу шарниров и деформации соединений, если они не были монументально прочными. Также трудно было избежать деформации в вертикальной плоскости – опять же, за исключением использования массивных компонентов. Однако ничего и никого реально не смущало ровно до того момента, пока на сцене не появилась широкопрофильная шина. В этот момент даже Porsche, который десятилетиями придерживался подвески на продольных рычагах, в спешке избавился от нее.

Что касается кормы, то, когда инженеры исчерпали возможности совершенствования неразрезной оси, – а у них действительно было несколько очень хитроумных систем ее размещения, – первым шагом стала подвеска De Dion, которая была удивительно хороша! На практике составляющие зависимой подвески имеют огромнейший вес, что напрямую влияет на утяжеление неподрессоренного веса, который не позволяет испытывать комфорт во время езды. Созданная в те времена, подвеска De Dion помогала убрать дополнительный неподрессоренный вес и переместить его на кузов транспортного средства. Устройство, позволяющее крутиться колёсам, соединили с кузовом, редуктор, в свою очередь, функционировал посредством пары полуосей и шарниров. Внедрённая De Dion подвеска помогла сохранить зависимость колёсной базы и одновременно минимизировала неподрессоренный вес. В дополнение к подвешиванию главной передачи на подрессоренной массе, это позволило подвесить на ней же и тормоза, и установленную сзади коробку передач. Из-за особенностей «качающейся» оси De Dion продержался на рынке вплоть до конца 1970-х годов.

Поворотная ось стала первым серьезным шагом в конструировании независимой задней подвески. Она появилась вместе с автомобилем Auto Union Grand Prix, разработанным доктором Порше в середине 1930-х годов. За всю историю было только три человека, которые могли управлять этими устрашающими машинами: Бернд Роземайер, Тацио Нуволари и Ханс Штук. Их неустойчивость и устрашающее виляние хвостом на четверть века отпугнули гонщиков от независимой задней подвески и среднемоторных гоночных автомобилей. На самом деле они, возможно, были самыми совершенными спорткарами, которые когда-либо видели свет: это были первые автомобили со среднемоторной компоновкой; у них были первые дифференциалы повышенного трения; топливные баки были в центре масс. Они отличалась множеством других инноваций, все из которых работали, – за исключением поворотной оси. Оглядываясь назад, с точки зрения почти столетнего опыта, накопленного человечеством, – весьма вероятно, что "вывешивание" поворотной оси и изменение развала были единственными серьезными проблемами, с которыми столкнулся Auto Union. Как бы то ни было, поворотная ось получила новую жизнь, когда Уленхаут из Mercedes разработал конструкцию с низкой осью поворота для послевоенных Гран-при. Однако даже упертые в идею инженеры Porsche отказались от нее в конце 1960-х годов.

Подвеска на поперечных рычагах начала победоносное шествие с передней части автомобиля – и была довольно примитивной. Поперечные рычаги были узкими, равными по длине, параллельными друг другу и земле на уровне дорожного просвета, а также очень короткими. Они должны были быть короткими, чтобы добиться хоть какой-то жесткости при их тонких размерах – даже несмотря на то, что они были кованными. Ранние системы оставляли желать много лучшего с точки зрения геометрии. И отсутствие изменения развала при вертикальном перемещении колеса с лихвой компенсировалось резким развалом при крене (опять же в неправильном направлении) и устрашающим изменением колеи, вызванным короткими рычагами. Развитие было скачкообразным. Во всяком случае, оно продолжалось; с течением времени, нижний поперечный рычаг стал длиннее верхнего, что привело к отрицательному развалу при наезде на препятствие, при этом положительный развал загруженного или подвешенного колеса при крене был значительно уменьшен, и ситуация начала улучшаться. В конце 1950-х годов англичане во главе с господами Чепменом и Бродли (Чепмена обычно считают отцом современного гоночного автомобиля, но первая сложная четырехрычажная подвеска, которую засвидетельствовал Кэрролл Смит, была на оригинальном спортивном гоночном автомобиле Бродли – Lola объемом 1100 куб.см) взялись за дело серьезно, и началась нынешняя эра. Первый серьезный шаг был сделан, когда Джон и Чарльз Купер разместили двигатель между водителем и ведущим мостом с коробкой передач. Следующие шаги потребовали очень серьезных размышлений о расположении колес, изменении развала, распределении нагрузки и соотношении центров крена. Очень быстро появилась нынешняя повсеместная система разноразмерных и асимметричных трубчатых соединений – и поперечные рычаги зашагали широкой поступью! Примерно с 1962 года система стала практически универсальной и, – хотя у каждого сегодня есть свои представления о наиболее эффективных компромиссных настойках; и несмотря на то что разные типы трасс и шин требуют разной геометрии, – по сути, именно с тех пор система приобрела окончательную форму.

Разновидности подвески

Неразрезной мост

Цельная ось (цельный задний мост), вероятно, была изобретена ассирийцами. В настоящее время его можно найти только в задней части тех легковых автомобилей, дизайнеры которых по какой-либо причине решили не тратить деньги, необходимые для постройки независимой задней подвески. Это архаичное и сильно оклеветанное устройство. Оно прекрасно работает – по крайней мере, на автомобилях, предназначенных для движения по автострадам, – при очень низких затратах. Если вы участвуете в гонках на автомобиле с неразрезным мостом, у вас будет серьезный недостаток. НО: только тогда, когда у всех остальных его нет!

Поворотная ось

Поворотная ось – простой тип независимой подвески, разработанный и запатентованный Эдмундом Румплером в 1903 году. Это было революционное изобретение в автомобильной промышленности, позволяющее колесам независимо реагировать на неровности дорожного покрытия и позволяющее автомобилю прочно держаться на дороге.

Поворотная ось – это выкидыш! Ее не следовало изобретать; сегодня о ее использовании не подумал бы ни один автомобильный инженер, не говоря уже о конструкторе гоночных автомобилей. Она представляет интерес только для тех фанатиков, вовлеченных в Формулу Vee, где его использование является обязательным.

Отметим, что болиды Формула Vee основывались на культовом в те времена Volkswagen Beetle. В шестидесятых годах Формула Vee серьезно конкурировала с Формулой Форд, которая, в свою очередь, выпустила в свет львиную долю именитых пилотов (включая и Айртона Сенну). Формулу Vee же в свое время прошли и Эмерсон Фитипальди, и Ники Лауда, и Кеке Росберг. Как и у серии Legends 600, у Формулы Vee до сих пор есть много последователей.

По причинам, которые полностью ускользают от сознания, поворотная ось также присутствует на большинстве внедорожных гоночных автомобилей. К ее недостаткам относятся: очень высокий центр крена, экстремальное «домкратирование», устрашающее изменение развала и почти полное отсутствие регулировок. У поворотной оси нет никаких преимуществ, кроме наличия в готовом виде на свалке. Организаторы Formula Vee разработали свою собственную технологию, направленную на то, чтобы извлечь максимум пользы из очень плохой вещи, и на этом мы закончим ее обсуждение.

Подвеска De Dion

Ось De Dion, по сути, представляет собой балочную ось, расположенную таким образом, что главная передача является частью подрессоренной массы. Это ее единственное реальное преимущество перед неразрезным мостом. В настоящее время она не используется на гоночных автомобилях и не использовалась в течение двадцати лет. Смит чувствует себя в безопасности, предполагая, что она не вернется. Поэтому мы не будем это обсуждать.

Я лишь чуток поспорю со Смитом: Феррари использовали заднюю ось De Dion в 1975-м, и Лауда много чего на ней выиграл. Вообще, Кэрролл Смит иногда слишком категоричен.

Передняя подвеска с подвижной стойкой

Форма независимой передней подвески для легких автомобилей. Ось-заглушка и колесный узел прикреплены к вертикальной стойке (или шкворню), которая скользит вверх и вниз по втулке или втулкам, прикрепленным к шасси транспортного средства, обычно как часть поперечных выносных опор, иногда напоминающих традиционную балочную ось, хотя и жестко закрепленную на шасси. Движение рулевого управления обеспечивается за счет того, что эта же скользящая стойка может вращаться.

Если у вас есть Morgan, вы ничего не можете сделать для улучшения передней подвески, кроме установки амортизаторов Koni и постоянной замены опорных втулок. Если у вас нет Morgan, нет причин, по которым вам следует знать о существовании этой системы.

Передняя подвеска на продольных рычагах

Передняя подвеска на продольных рычагах состоит из минимального количества деталей – все они расположены таким образом, что для того, чтобы выдерживать соответствующие нагрузки, должны быть по-настоящему массивными. Траектории движения колес просто отвратительные. Это подходящий компаньон для задней подвески с поворотной осью, и именно там его можно найти – на старых Porsche Formula Vee и некоторых авто для бездорожья. Без обсуждения.

Стойка Макферсон

Стойка Макферсона в настоящее время используется, с некоторыми вариациями, в передней части большинства небольших легковых автомобилей, а также большого количества спортивных автомобилей и автомобилей класса GT. Поэтому она очень распространена в гоночных автомобилях Touring и Grand Touring. Популярность обусловлена тем, что она очень дешева в производстве и обеспечивает удовлетворительный контроль развала… Но все же, увы, контроль развала иной раз не так уж хорош. Трудно обеспечить достаточную жесткость элементов подвески, чтобы избежать деформации, особенно при использовании гоночных шин; и практически невозможно спрятать стойку внутри широкого колеса, так что проблема с пилотажем вашего серийного болида станут чрезмерными, когда вы рискнете использовать широкие колеса. Если низкая лобовая площадь (лобовое сопротивление) является основным требованием, то необходимая высота стойки сама по себе исключает использование Макферсон.

Много лет назад Колин Чепмен – хитрый дьявол – применил принцип стойки Макферсона в задней части ранних гоночных автомобилей Lotus и к дорожному Lotus Elite. Это прекрасно сочеталось с шинами, доступными тогда, однако сегодня врядли подошло бы для гоночных автомобилях (учитывая, опять же, размеры современного слика).

Кэрролл Смит не видел причин, по которым, после замены мягких втулок и модификации стойки для снижения высоты дорожного просвета и регулировки развала, они не смогли бы работать нормально. Рем.комплекты позволяют опустить нос автомобиля, не уменьшая хода подвески, и в итоге вы получаете регулируемый развал, кастор и дорожный просвет.

Многорычажная подвеска

Любая система подвески автомобиля, которая позволяет каждому колесу на одной оси перемещаться вертикально независимо от других. Это главное отличие от неразрезного моста или системы осей De Dion, в которой колеса соединены. "Именно к этому привело нас восьмидесятилетнее развитие автоспорта." – подытоживает Смит. В течение последних пятнадцати лет сзади и намного дольше в передней части, практически каждый серьезный гоночный автомобиль использовал ту или иную форму многорычажной независимой подвески. Мы посвятим остальную часть главы этой системе.

Подвеска как система

Давайте посмотрим, чего мы хотим добиться от системы подвески. Прежде всего, мы должны обеспечить независимость всех четырех колес, чтобы, насколько это возможно, деформации были ограничены колесом и шиной, которые испытывают те или иные нагрузки. Мы в этом уверены, и в разумных пределах любая независимая система предоставит нам эту возможность. Во-вторых, хотя мы должны обеспечить достаточное вертикальное перемещение колес, чтобы они могли поглощать неровности дорожного покрытия и вертикальные ускорения подрессоренной массы, – мы хотим, чтобы во время движения колес не происходило изменения схождения – или, по крайней мере, бесконтрольного изменения схождения. В-третьих, мы не хотим податливости (излишней мягкости) системы подвески или ее крепления к подрессоренной массе. Это вопрос жесткости (скорее, чем прочности) соединений, шарниров, осей, опор ступиц и точек крепления. В той же мере это вопрос направления, в котором нагрузки трансформируются на шасси, а затем распределяются. Многорычажка превосходно подходит для достижения этой цели – в большей степени, чем любая другая система! Конечно, требуется внимание к деталям проектирования, и многие дизайнеры не обременены терпением, – однако сама система в этом ничуть не виновата. Все рычаги можно расположить таким образом, чтобы они работали на растяжение или сжатие (без изгибающих моментов). Сама жесткость рычага – это всего лишь вопрос расчета нагрузок на сжатие. Правильная итоговая трансформация веса по шасси потребует немного больше размышлений, но и это не так уж сложно.

Далее нам требуется минимальный вес – и снова система идеально сконфигурирована для достижения результата! Более того, широкое основание (поле возможностей), по которому мы можем трансформировать вес в шасси, устраняет необходимость в массивной и тяжелой навесной конструкции. Это очень просто.

Далее мы хотим контролировать изменение угла развала колес и изменение колеи при перемещениях колеса и/или подрессоренной массы. Для достижения максимальной площади пятна контакта и равномерного распределения давления в шине (чтобы мы могли реализовать максимальное сцепное усилие шины при торможении и ускорении), мы хотим, чтобы колесо оставалось в вертикальном положении, когда подвеска подвергается вертикальному перемещению подрессоренной массы, вызванному продольной передачей нагрузки (то есть: мы хотим на торможении и при ускорении контролировать развал и схождение с максимальным пятном контакта). Мы также хотим, чтобы оно оставалось вертикальным, когда перемещается из-за наезда (например, на поребрик) или провисает – хотя это более временное состояние и менее важно в общей схеме. В то же время и по тем же причинам мы хотим, чтобы как внутренние, так и наружные колеса оставались вертикальными по отношению к поверхности трека, когда подрессоренная масса кренится под действием центробежного ускорения. Мы не хотим, чтобы размер пятна контакта изменялся ни при одном из этих условий, поскольку это привело бы к боковому скольжению шины по гоночной трассе, когда она уже достигла предела сцепления или близка к нему, и разрушило бы тяговые свойства колеса. Пока все это происходит, было бы неплохо, если бы центры крена на каждом конце автомобиля оставались на постоянном расстоянии от их соответствующих центров масс, чтобы мы могли сохранить нашу линейную характеристику образования крена и боковой трансформации веса.

Звучит достаточно просто, однако этого невозможно достичь. Хотя у нас есть бесконечные варианты перестановок с комбинациями длин и наклонов тяг (рычагов), ни одна из них, увы, не позволит реализовать нашу идею фикс.

Природа движения колеса

Что же на самом деле происходит с колесами или шасси в движении? Существует два типа трансформации: вертикальное перемещение колес или шасси – и колебание шасси по крену. Сначала мы рассмотрим вертикальное перемещение. С геометрической точки зрения не имеет значения, «гуляет» ли колесо из-за неровности или ямы на дороге; «колеблется» ли шасси в ответ на трансформацию веса или в результате изменения аэродинамической прижимной силы. Если колесо перемещается, оно захватывает с собой внешние поворотные точки тяг подвески, что заставляет тяги описывать дуги вокруг своих внутренних точек поворота. Затем колесо должно изменить свой угол – как относительно дорожного полотна, так и относительно шасси, – в зависимости от этих дуг. Если же перемещается шасси, то внутренние точки поворота следуют за ним, и происходит то же самое, только со знаком наоборот. Геометрические результаты будут такими же. Поскольку движение шасси в ответ на трансформацию веса представляет для нас больший интерес, чем временные колебания колес в силу неровностей дороги, в дальнейших рассуждениях этот случай будет в приоритете. Давайте представим себе влияние неровностей и провисания на развал колеса, длину пружины, длину привода и расположение центра крена. Здесь нет для нас ничего удивительного, за исключением того факта, что изменение колеи из-за угла развала в центре пятна контакта не равно изменению длины полуоси. Однако, когда кренится подрессоренная масса, вся картина изменяется. В этом случае внутренние точки поворота тяг подвески перемещаются вместе с шасси, которое должно крениться вокруг мгновенного центра крена подвески. Это означает, что на стороне, куда трансформируется вес (внешней стороне от центра поворота) шасси, – как верхняя, так и нижняя точки поворота рычагов подвески будут смещаться вниз и наружу от осевой линии шасси. Однако точка поворота верхнего рычага, находящаяся на большем радиусе от центра крена, будет смещаться дальше, чем нижняя. Поскольку рычаги подвески имеют фиксированную длину, эта разница в перемещении точки поворота верхнего рычага заставит нагруженное колесо принять положительный угол развала (наружу в верхней части) относительно поверхности гоночной трассы. Все в точности до наоборот на внутренней, или разгруженной, стороне: там колесо будет стремиться к отрицательному углу развала. Это не то, о чем говорится в большинстве книг, по той простой причине, что в большинстве книг развал колес соотносится с шасси. Увы, но никто не поведал шине о какой-либо взаимозависимости от развала, которая существует между шиной и дорожным покрытием. Мы б тогда могли меньше заботиться об угловом соотношении между колесом и шасси.

Следующий шок – это то, что происходит с расположением центра крена. Когда шасси кренится – центр перемещается, и не только вниз, но и вбок. Опять же, в большинстве книг говорится, что центр крена и, следовательно, ось крена остается на осевой линии автомобиля. Этого не происходит – только не тогда, когда автомобиль кренится! Центр крена автомобиля в условиях крена – это пересечение линии, проведенной между мгновенным центром нагруженного колеса и центром пятна его контакта, с аналогичной линией, проведенной между мгновенным центром и пятном контакта разгруженного колеса. Очень маловероятно, что по ходу поворота это пересечение когда-либо будет расположено на центральной линии шасси. Не трудно представить себе быстрый автомобиль в медленном повороте, чтобы осознать эффект сочетания крена шасси и движения со стороны колеса ("бампинг") – условий, которые существуют в передней части автомобиля на входе в поворот, а в кормовой – при выходе из виража.

Основные схемы подвески

Хотя существует бесконечное количество возможных комбинаций длин и наклонов рычагов подвески, мы можем разбить их на три основные схемы: равные по длине и параллельные рычаги, неравные по длине и параллельные рычаги и неравные по длине, непараллельные рычаги. Мы кратко рассмотрим характеристики каждой из них.

Равные по длине и параллельные рычаги

Самое простое – это система параллельных и коротких рычагов одинаковой длины. Поскольку рычаги образуют параллелограмм, при вертикальном перемещении развал меняться не будет. Однако наблюдается значительное изменение ширины колеи, что не очень-то хорошо. Когда шасси кренится, колесо изменяет угол развала точно на величину крена шасси – при этом внешнее колесо получает положительный развал. Это нехорошо ни при каких условиях, и чем шире используемая шина, тем хуже! Поскольку рычаги остаются параллельными при любых условиях, местоположение мгновенного центра – пересечение продолжения осей рычагов – устремляется в бесконечность от осевой линии шасси. Мы предполагаем, что центр крена находится на уровне земли и в значительной степени там и остается.

Мы можем уменьшить величину изменения колеи при заданном количестве вертикальных перемещений простым способом – удлинив рычаги подвески. При таком изменении заданная величина вертикального перемещения колеса или шасси приводит к меньшему угловому смещению колеса и, следовательно, к меньшему изменению размера колеи. Увы, геометрия рычагов остается параллелограммной, а ситуация с развалом по крену, в основном, прежняя, хотя величина изменения развала немного уменьшена, поскольку внутренние точки осей поворота расположены ближе к осевой линии автомобиля и, следовательно, смещаются меньше при заданном значении крена. Кроме того, хотя мы можем сколько-то уменьшить изменение колеи за счет удлинения рычагов, мы не сможем не только устранить его, но даже уменьшить до приемлемых пределов – и, естественно, у нас нет места для бесконечно длинных рычагов!

Неравные и параллельные рычаги

Если мы сделаем верхний рычаг относительно короче нижнего, мы добьемся некоторых существенных изменений в траектории движения колес. Теперь, при вертикальном перемещении, верхний рычаг имеет меньший радиус, чем нижний; это приводит к тому, что колесо принимает отрицательный угол развала как при наезде (например, на поребрик), так и отрицательный либо положительный развал при провисании. Величина изменения развала зависит от относительной длины верхнего и нижнего рычагов – чем короче верхний рычаг, тем круче кривая изменения развала. Допущение отрицательного развала значительно уменьшает изменение размера колеи, и при должной аккуратности в настройке оно может стать незначительным. При крене подрессоренной массы колеса по-прежнему «разваливаются» в том же направлении; однако положительный развал, который принимает на себя нагруженное колесо, значительно уменьшается. К сожалению, отрицательный развал разгруженного (внутреннего) колеса увеличивается. Все ровно так же, как на спортпрототипе Legends 600.

Несмотря на то что рычаги параллельны друг другу на уровне дорожного просвета, тот факт, что они неодинаковы по длине, означает, что они не будут оставаться параллельными при вертикальном движении колеса (они почти остаются параллельными при крене), поэтому длина повернутого рычага в моменте варьируется. Это означает, что при большой вертикальной амплитуде колеса, углы развала станут действительно очень большими. Если требуется большой вертикальный ход колеса – как в гонках по бездорожью –необходимо сделать рычаги максимально равными по длине. В любом случае, центр крена с неравными, но параллельными рычагами остается довольно стабильным по отношению к центру масс. Следовательно, момент крена остается более или менее постоянным, что хорошо. Естественно, нет закона, который гласил бы, что параллельные рычаги разной длины должны быть параллельны земле на уровне дорожного просвета, но небольшой эксперимент с любой моделью объяснит, почему они обычно параллельны земле на этом уровне. Где-то здесь Смит упоминает, что статический дорожный просвет вполне может отличаться от динамического, если для создания прижимной силы в значительных количествах используются крылья или эффективные спойлеры. Далее: динамический дорожный просвет будет меняться в зависимости от скорости движения. Еще одно небольшое усложнение, которое сегодня нам, на самом деле, не очень-то нужно.

Неравные и непараллельные рычаги

В то время как система подвески с неравными и параллельными рычагами уменьшает положительный развал нагруженного колеса при крене, она, однако, не уменьшает его в достаточной степени для определенного типоразмера шин – и, кроме того, эта система ведет к действительно низкому центру крена. Наклоняя рычаги (и продолжая, «лонгируя») их оси относительно друг друга, мы можем расположить центры крена там, где нам заблагорассудится, – по крайней мере, в статическом положении, – и еще больше уменьшить положительный развал нагруженного колеса при крене. Естественно, абсолютизируя процесс можно дойти до экстремальных результатов, однако именно так понятно, что может произойти, когда мы заходим слишком далеко в любом заданном направлении настроек.

Возьмите листок бумаги, ручку и линейку – и попробуйте поэкспериментировать. В предельном случае наклон верхнего рычага вниз по направлению к центральной линии болида действительно заметно уменьшает положительный развал нагруженного колеса при крене шасси. Но это также повлияло на все остальное! Произошло то, что слишком крутой наклон верхнего рычага приводит к очень короткому плечу в моменте с сопутствующим очень большим углом развала при перемещении колеса со стороны дороги (пусть это будет, к примеру, наезд на высокий поребрик). Подняв кузовные точки крепления как верхнего, так и нижнего рычагов, мы добились бы гораздо лучших углов развала при сохранении статичного центра крена в том же положении – однако, конечно, тогда в динамике центр крена перемещался бы больше. Как мы уже подметили, игра в «идеальную геометрию» может продолжаться вечно…

Важные истины и компромиссный баланс

После того как мы вдоволь прошлись по всем основным схемам, некоторые важные истины становятся очевидны:

1. Хотя можно контролировать развал колеса как при вертикальном перемещении, так и при крене шасси, добиться очень хорошего контроля развала в комбинированных («бампинг» + крен) условиях невозможно, – мы всегда в положении "или-или".

2. Чем длиннее мы делаем рычаги подвески, тем меньшее угловое и линейное смещение колес произойдет в результате заданного количества перемещений шасси или колес.

3. При вертикальном перемещении центр крена трансформируется вместе с центром масс, стремясь сохранить постоянный момент крена.

4. Увеличение эффективной длины рычага уменьшает величину изменения развала из-за вертикального перемещения колеса, уменьшает величину вертикального перемещения центра крена относительно центра масс и увеличивает боковое перемещение центра крена.

5. Несмотря на то что тяги параллельны друг другу на уровне дорожного просвета, тот факт, что они неодинаковы по длине, означает, что они не будут оставаться параллельными при вертикальном движении колеса (они почти остаются параллельными при крене), поэтому длина повернутой тяги в моменте варьируется. Естественно, пункт не касается параллельных тяг, равных по длине!

6. Увеличение наклона верхнего рычага (или уменьшение его относительной длины) приводит к большему отрицательному развалу при "бампинге" (= реакции колеса на дорожные изменения), меньшему положительному развалу нагруженного колеса при крене и уменьшению количества вертикальных перемещений колеса или шасси до того, как мы потеряем контроль над развалом.

Учитывая тот факт, что идеальное решение в нашей популярной геометрии – это утопия, приходится искать компромиссный баланс. У каждого в этом бизнесе есть свои собственные представления о том, какие аспекты колесной колеи и положения центра крена являются более важными, и поэтому мы очень часто наблюдаем в одном и том же классе гоночных автомобилей множество геометрических вариаций. Несмотря на эти различия, большинство гоночных автомобилей исправно выполняют свою работу. Это связано с тремя факторами:

1. Нынешнее поколение гоночных шин относительно нечувствительно, в разумных пределах, к изменению развала.

2. Характеристики трансформации веса куда более важны для качественной работы шин и в целом баланса автомобиля, чем кривые развала.

3. Различные философии дизайна, как правило, выравнивают время прохождения круга – автомобиль, геометрия которого ограничивает его абсолютный коэффициент сопротивления шины боковому уводу (отношение боковой реакции, обусловленной уводом, к углу увода), вполне может снизить мощность – то, что он проигрывает в повороте, компенсируется на прямиках… И это снова о балансе.

Существует несколько основных рекомендаций, которые помогут нам в выборе геометрического компромиссного баланса.

1. Развал переднего колеса должен удерживать упорное (нагруженное) колесо в более вертикальном положении при крене, чем заднее. Когда автомобиль поворачивает (или наклоняется; ныряет) в поворот, комбинация трансформации веса будет сильно сжимать переднюю пружину упорного (нагруженного) колеса, и нам понадобится вся возможная компенсация развала, чтобы не потерять передок. Еще один фактор заключается в том, что, поскольку основная часть общей трансформации веса автомобиля будет приходиться на переднюю часть, задняя часть в любом случае будет меньше крениться.

2. Центр крена спереди всегда будет ниже, чем сзади. Если он будет слишком низким, у нас будет машина, которая плохо входит в повороты и выходит из них на трех колесах (карт). Большая хитрость здесь заключается в том, чтобы движения центра крена спереди и сзади были примерно равны друг другу – и в одном направлении, – поскольку автомобиль подвержен целому комплексу сил при прохождении поворота.

3. Мы можем контролировать развал колес в узком диапазоне крена шасси и в более широком диапазоне вертикального перемещения. В какой-то момент крена или вертикального перемещения геометрия полетит к черту, и траектории движения колес начнут очень быстро меняться (срыв). Чем длиннее мы делаем рычаги подвески, тем большей может быть трансформация до того, как мы потеряем контроль над развалом – и тем меньше смещений колес на единицу перемещения шасси. И снова мы говорим о балансе.

Давайте исходить из того, что баланс автомобиля (или управляемость) более важны с точки зрения времени прохождения круга и победы в гонках, чем абсолютный коэффициент сопротивления шины боковому уводу (отношение боковой реакции, обусловленной уводом, к углу самого увода). Если бы мы были гоночными шинами, мы бы возмущались любому стремлению рычагов подвески резко менять развал и внезапно протаскивать нас вдоль гоночной трассы, – в тот момент, когда мы пытаемся плавно, быстро и перекрестно сменить режим работы с торможения на вход в поворот и, затем, на выход с ускорением – в своих стремлениях следовать по краю круга зацепа = Колеса Жизни. Мы бы отреагировали на такие попытки мгновенной потерей зацепа! Мы б сделали то же самое, если бы боковая трансформация веса на одном крае автомобиля внезапно стала намного больше, чем на другом, потому что момент крена на этом крае внезапно увеличился. Мы бы снова зацепились за дорогу после того, как все уляжется – если это вообще уляжется! – но мы б на мгновение потеряли сцепление с дорогой из-за потери Баланса… Маловероятно, что пилоту бы понравились наши выходки, если б мы были колесами его болида.

Мы должны проектировать геометрию подвески таким образом, чтобы свести к минимуму резкое изменение развала и относительное перемещение центра крена спереди назад при переходе автомобиля от торможения к ускорению в повороте.

Возможности геометрии здесь ограничены, поэтому мы сочтем необходимым уменьшить величину трансформации веса шасси, которое происходит в ответ на центробежное и продольное ускорение. Однако обычно мы не можем ограничить вертикальное движение колес, не столкнувшись с ухудшением работы (упругости) шин, что неизбежно приведет к серьезным побочным эффектам, таким как ухудшение времени прохождения круга.

В нашем распоряжении есть четыре метода ограничения крена шасси – или, по крайней мере, уменьшения его последствий:

1. Мы можем повысить центр крена, что понизит его момент. Однако в таком случае мы получим малые кривые развала и сильное «домкратирование».

2. Мы можем использовать стабилизаторы поперечной устойчивости спереди и сзади, достаточно жесткие, чтобы ограничить крен до желаемого нами максимума.

3. Мы можем использовать пружины подвески для ограничения крена, сделав их более жесткими, – или разместить их таким образом, чтобы получить максимальный линейный ход пружины на каждый градус создаваемого крена. Пожалуй, не самая хорошая идея, но единственно возможная для серии Legends 600, – в силу конструктивного отсутствия стабилизаторов поперечной устойчивости.

4. Мы можем использовать более длинные рычаги подвески, чтобы уменьшить величину изменения развала, возникающего при каждом градусе крена.

Размеры колеи и колесной базы

Последние геометрические данные, которые мы рассмотрим, – это длина колесной базы и ширина колеи.

Преимуществами относительно длинной колесной базы являются устойчивость на прямой, меньшая трансформация продольной нагрузки и раскачивающего момента, уменьшение полярного момента инерции; ну и больше места внутри авто. Скажем, «Шорткат».

Преимущества относительно короткой колесной базы заключаются в снижении общего веса и лучшей маневренности. А здесь, – Legends 600.

Преимущества большой ширины колеи заключаются в уменьшении боковой трансформации веса при заданном центробежном ускорении и наличии места для более длинных рычагов подвески. Основным недостатком является увеличенная лобовая площадь. Когда мы углубимся в аэродинамику, мы увидим, что, по крайней мере, на автомобилях с открытыми колесами, важность лобовой площади переоценивается.

Если говорить обобщенно, гоночный автомобиль с длинной колесной базой и относительно узкой шириной колеи будет очень устойчив на прямой, жертвуя динамикой в поворотах и маневренностью. Автомобиль с более короткой колесной базой и широкой колеей будет менее устойчивым, но более маневренным; и будет стабильнее и быстрее в поворотах. Кроме того, будет сложнее им управлять на его пределе. В целом, Кэрролл Смит отдает предпочтенье умеренно длинной колесной базе и широкой колее. Однако отмечает, что, если все повороты – быстрые, недостатки узкой колеи можно нивелировать аэродинамической прижимной силой, и для гонок типа USAC идея узкоколейного автомобиля с относительно длинными рычагами подвески и уменьшенной лобовой площадью очень привлекательна.

Ситуация становится более сложной, когда мы рассматриваем разную ширину передней и задней колеи. Смит считает, что передняя колея должна быть заметно шире задней: «Еще одна моя ересь!» Однако причины вполне очевидны: мы должны зайти в поворот и выйти из него с максимальным ускорением. Чем шире передняя колея, тем больше сопротивления диагональной трансформации масс; и тем меньше тенденция к "плужению" на входе в поворот и/или на выходе из поворота, когда внутреннее заднее колесо начинает работать на ускорение (недостаточная поворачиваемость). Смит полагает, что большинство гоночных автомобилей 80-х (с примерно равными передними и задними колеями) выиграли бы от увеличения ширины передней колеи. Отметим, что чем медленнее повороты, тем более важной становится ширина передней колеи относительно задней.

На всех не угодишь!

Компромиссный баланс в геометрии подвески будет варьироваться в зависимости от типа спорткара и характера гоночной трассы, на которой автомобиль планирует выполнять свои функции. Факторы, которые следует учитывать, включают:

1. Соотношение мощности к весу

2. Создаваемая аэродинамическая прижимная сила и диапазон скоростей автомобиля

3. Ширина и характеристики шины

4. Характеристики трассы – ровность покрытия, скорость прохождения поворотов, профиль трека и интенсивность торможений.

Давайте теперь кратко рассмотрим конкретные случаи различных типов гоночных автомобилей и посмотрим, как условия эксплуатации и другие факторы влияют на дизайн геометрии.

Вездесущая Формула Ford отличается низкой мощностью двигателя, малым общим весом, узкими шинами, практически полным отсутствием прижимной силы и сумасшедшими пилотами (за малым исключением все то же самое можно сказать о сегодняшнем классе Спортпрототип CN!). Динамика разгона слабая, потому что у них небольшой крутящий момент. Поскольку им не разрешается использовать крылья, рабочий дорожный просвет не сильно меняется в зависимости от скорости. Узкие шины выдерживают значительный развал. Что требуется болидам Формулы Ford от геометрии подвески, так это хорошее торможение и динамика в поворотах. Хорошие тормоза потому, что одно из немногих мест, где Формула Ford может обогнать, находится именно в зоне торможения. Динамика в поворотах, – потому что они не могут позволить себе снижать скорость больше, чем это абсолютно необходимо. При их низком крутящем моменте требуется вечность, чтобы восстановить потерянную скорость!

Мы получаем качественное торможение на прямых колесах с максимальной нагрузкой, не позволяя задним колесам уходить в положительный развал при провисании. Это, в свою очередь, означает длинные рычаги с небольшим наклоном спереди – взгляните на ADF или на Eaglet. Что касается задней части, то нам не нужно сильно беспокоиться о последствиях «проседания», поскольку у нас нет достаточного крутящего момента, чтобы вызвать его. Однако нам следует побеспокоиться о развале нагруженного колеса. Поскольку дифференциал повышенного трения запрещен, мы также должны избегать пробуксовки заднего внутреннего колеса, что предполагает большой ход подвески (пилоты Legends 600 здесь в безопасности, поскольку в принципе лишены дифференциала!); кроме того, мы обязаны предотвратить большой отрицательный развал внутреннего колеса и минимизировать трансформацию масс в задней части автомобиля.