2.6. Торможение

2.6. Торможение

Осознав, какие чудеса физики происходят на молекулярном уровне, когда вы выезжаете на дорогу, вы лучше понимаете роль, которую в этом процессе играете вы, водитель.

Если бы не сцепление шин с покрытием дороги, вы бы никогда не уехали с парковки. Колеса бы вращались и вращались, а вы бы просто сидели внутри этого дорогостоящего генератора дыма. Покрышки постоянно находятся в сцеплении с дорогой, даже когда вы катитесь по инерции. Однако почувствовать это вы можете, только когда увеличиваете тягу, вращаете рулевое колесо или отпускаете педаль сцепления.

Из первого раздела книги мы уже узнали, что допотопные шины прошлого в ходе эволюции стали чем-то вроде второй подвески: они работают сообща с различными механизмами, поддерживая стабильность машины и помогая адаптироваться к дорожным условиям.

Эти мешки с воздухом в форме пончиков удерживаются на ободе за счет жесткости закольцованных стальных нитей, или кордов, формирующих каркас боковины покрышки. Они несут большую нагрузку – выдерживают вес автомобиля. Каркас – гибкая силовая конструкция, состоящая из кордов и текстильных волокок, залитых смесью вулканизированных эластомеров, которые, в свою очередь, состоят из соединенных цепочек молекул – полимеров. Сера, которую Чарльз Гудьир добавил к составу в 1839 году, действует как клей, удерживающий эти молекулы на месте; состав протектора дополняют углерод и кремниевая кислота. Технический углерод повышает жесткость и улучшает сцепление с покрытием, а кислота препятствует проникновению воды в состав, из которого сделана шина.

Если бы не сцепление шин с покрытием дороги, вы бы никогда не уехали с парковки

Когда покрышка соприкасается с дорожной поверхностью, она вступает с ней во взаимодействие в двух направлениях. Жесткие частицы дорожного полотна сцепляются с блоками, из которых состоит рисунок протектора, в то время как на молекулярном уровне обе поверхности приклеиваются друг к другу. Эти связи формируются, растягиваются и затем рвутся быстрее, чем романтические отношения в телешоу «Большой брат», позволяя покрышке деформироваться, сцепляться с поверхностью и за счет упругости материала сопротивляться действию центробежной силы, инерции и других сил при прохождении поворотов, торможении и ускорении.

Когда вы поворачиваете руль в сторону поворота, он приводит в движение вал рулевой колонки, соединенный с зубчатой рейкой. Рейка, в свою очередь, через рулевые тяги и наконечники передает энергию ваших рук поворотным кулакам, к которым при помощи вращающихся ступиц крепятся передние колеса автомобиля.

Когда колеса поворачиваются, покрышки сопротивляются, в результате чего возникает деформация и сила, связанная с упругостью материала, противодействующая центробежной силе при прохождении поворота. Человеческий глаз неспособен это уловить, но пятно контакта покрышки, не превышающее размером ладонь, если колесо снято, значительно увеличивается, когда шина касается дорожного покрытия.

Степень деформации называют «углом бокового увода» – скорее всего, по вине заблуждения, потому что покрышка не «уходит», она сцепляется с дорогой. Этот «угол» – разница между направлением качения колес и направлением качения жестких колесных дисков, который иначе можно представить себе в виде расстояния, на которое пятно контакта способно сместиться относительно диска (или ступицы) до того, как колесо начнет буксовать.

Чем сильнее вы прижимаете край ластика, тем больше он сгибается – до того момента, пока не выскочит из-под пальца

Возникающая противодействующая сила, обусловленная упругостью растянутой резины, создает поворотную тягу, благодаря которой автомобиль движется в том направлении, в котором вы поворачиваете руль. Чем больше упругой силы вырабатывает покрышка, тем лучше сцепление колеса с дорогой. Вы можете провести эксперимент в спокойной обстановке у себя в кухне: прижмите один конец резинового ластика к столу и начните его сгибать. Чем сильнее вы прижимаете край ластика, тем больше он сгибается – до того момента, пока не выскочит из-под пальца, несмотря на то, что вы продолжаете давить на него.

Но подробнее об этом позже.

Когда покрышки теряют сцепление с дорогой, например из-за перемен в состоянии дорожного полотна, сцепление шин с дорогой резко уменьшается, тогда они деформируются меньше. Водитель чувствует, что руль «стал легким». Вот почему нельзя делать резких движений на мокрой дороге – противодействующие силы, исходящие от шин, слабее обычного.

Теперь мы знаем, как работают покрышки, и как в целом распределяется вес автомобиля в разных случаях. Пора включить следующую передачу и освоить самый сложный и самый полезный навык, который должен постоянно совершенствовать каждый водитель: торможение.

Данный текст является ознакомительным фрагментом.