Мокра дорога. Чим небезпечні зношені шини на воді?
Багато водіїв абсолютно впевнені в тому, що найскладніший час року - це зима. Що тільки на снігу і на льоду легко втратити контроль над автомобілем. Мовляв, що може траплятися на асфальті? Якщо ви ще не здогадуєтеся, ми вам розповімо. На асфальті може трапитися, скажімо, вода. Вона, часом, не менш небезпечна, ніж лід. Спроба подолати глибоку калюжу на високій швидкості може викликати ефект аквапланування. Гальмування у воді теж висуває певні вимоги і до водія, і до його автомобіля. Особливо до шин. А якщо ці шини зношені? Наслідки можуть виявитися непередбачуваними. Щоб на особистому досвіді переконатися у величезній різниці між поведінкою нових і зношених шин на воді, слід відправитися ні куди-небудь, а до Фінляндії, в місто Нокіа, на тестовий полігон компанії Nokian Tyres.
Місце дії
Майданчик для випробувань шин - це не просто асфальтована територія. Це серйозна інженерна споруда, що дозволяє змоделювати різні дорожні умови, включаючи різний рівень вологості, різні типи асфальту, рельєф і так далі. У Nokian Tyres два власних полігону: один в Ивало (Лапландія), де фіни створюють свої зимові шини; другий, річний, в Нокіа, активно використовуваний з квітня по листопад. Ми, як ви розумієте, на другому. Тут чотири типи покриття - звичайний асфальт (типовий для Північних країн), гладкий асфальт (типовий для Центральної Європи), грубий асфальт і бетон.
Для досліджень взаємодії шин з водою Nokian використовує пару кілець різної довжини і ширини, з різним радіусом і нахилом траси, а також пару « басейнів » глибиною до 15 мм. Само собою, для отримання та обробки даних застосовуються всілякі датчики, однак навіть у такому майже науковому ділі ніяк не обійтися без суб'єктивної оцінки тест-пілотів. Мені довелося познайомитися з двома штатними випробувачами Nokian. Навіть короткого спілкування з ними виявилося достатньо, щоб зрозуміти, що ці хлопці досконально знають свою справу. Вони ще молоді, але вже неймовірно досвідчені. Дивно, але виконуючи по суті монотонну роботу з дня на день, з року в рік, вони як і раніше отримують від цього задоволення. «Перш, ніж мене сюди взяли, я три роки навчався розуміти шини, і мені подобається те, що я роблю. Допомагаючи створювати безпечні шини, я допомагаю рятувати життя. Це варто того, щоб гарувати з ранку до вечора», - не без гордості сказав мені один з пілотів.
Крім водних процедур, шинам Nokian на літньому полігоні влаштовують випробування на гучність, комфортність і витривалість на високих швидкостях, а також піддають «лосиним» тестам. Але якщо ви думаєте, що фіни «знущаються» тільки над своїми шинами, то ви помиляєтеся. Прогрес неможливий без вивчення успіхів конкурентів, тому кожен п'ятий комплект шин, що стосується асфальту полігону в Нокіа, - чужий, і ми до цього ще повернемося... підступна вода.
З полігоном познайомилися, пора переходити до перших випробувань. До аквапланування. Але для початку давайте розберемося, що це таке і звідки воно береться? Мовою термінології, аквапланування - це виникнення гідродинамічного клина в плямі контакту шини, що тягне за собою повну або часткову втрату зчеплення. Простіше кажучи - це ситуація, коли між дорожнім покриттям і шиною вклинюється шар води, і чим він товстіший, тим менше у шин можливості хоч за щось зачепитися. Рух кермом або різка зміна швидкості, і контроль над автомобілем майже напевно буде втрачено. Думаю, не потрібно пояснювати, чим це загрожує?
Взагалі, темі аквапланування, фізиці цього явища на автомобілях з переднім, заднім або повним приводом, а також правильним діям водія, варто присвятити окрему статтю. І ми це ще зробимо. Зараз же у нас інше завдання - з'ясувати, наскільки критична глибина канавки протектора шин у разі виникнення ефекту аквапланування. Для цього у нас є «басейн» глибиною близько 15 мм і два однакових автомобіля, «взутих» в шини Nokian Hakka Blue з глибиною протектора 8 і 4 мм.
Перед нами не стояло мети знайти межу, при якому автомобіль повністю втратить зчеплення, тому для тесту була вибрана досить висока, але відносно безпечна швидкість - 70 км/год. Ледве Volkswagen Golf з 8 - міліметровим протектором в'їхав в басейн, його немов підняло. Часткову втрату зчеплення в цей момент відчувають навіть пасажири, а різко підскочивши обороти колінвала лише підтверджують побоювання. Ще яскравіше різниця в рівні зчеплення відчувається в момент, коли автомобіль вискакує з води на асфальт. Схоже на потужний поштовх у спину. Однак весь той час, що Golf розсікав воду, шини успішно відводили її, забезпечивши нехай і менше, але достатнє для безпечної їзди зчеплення.
На зношених шинах, з 4-міліметровими канавками, з автомобілем відбувалося все те ж саме, але в гіпертрофованому вигляді - ще сильніше суб'єктивне відчуття «польоту» над дорогою, ще вище обороти, ще сильніше поштовх при поверненні на асфальт. Чотирьох міліметрів глибини канавок явно недостатньо, щоб ефективно відводити воду. «Хват» за дорогу знизився приблизно в два рази, а це вже небезпечно.
Ось вам ще кілька цифр. На зношених шинах (протектор менше 1,6 мм, приблизний рівень води 5 мм), небезпека аквапланування виникає на швидкості 76 км/год, у той час як швидкість аквапланування для нових шин дорівнює 96 км/год. На картинці нижче можна побачити розмір контактної області шини з різною товщиною протектора при шарі води 3 мм і швидкості 75 км/год. Пляма контакту старої шини з протектором 1,6 мм складає лише 16 % порівняно з стоячою на місці автомобілем.
Крім аквапланування ще один дуже небезпечний ефект - планування по зльоті, так звана «Шуга». Шуга - це снігова каша, що утворюється взимку під час відлиги або на початку весни. Небезпечна вона тим, що під сніговою кашею утворюється шар води, а десь може залишатися і лід. Всі три ці складові мають різними зчіпними властивостями, і в цьому зв'язку глибина протектора і його малюнок мають навіть більш високе значення, ніж при акваплануванні. Втратити контроль над машиною через Шугу можна вже на швидкості 50 км/год.
Цікаво знати...
Іспит з водіння в Фінляндії проходить у два етапи. Один взимку, другий влітку. Успішно склавши перший іспит, водій отримує тимчасове посвідчення, що дає йому право управляти автомобілем тільки в той сезон, за яким він підтвердив свої навички. І тільки після здачі другого іспиту, видається повноцінне водійське посвідчення, яке дозволяє їздити цілий рік.
На жаль, далеко не всі виробники шин беруть до уваги їзду по зльоті при проектуванні протекторів. Або беруть, але змушені модулювати ситуацію тільки обчислювальними засобами, оскільки не можуть проводити достатню кількість реальних випробувань. Nokian в цьому відношенні на крок попереду конкурентів, завдяки унікальним кліматичним умовам у Фінляндії і не менш унікальній ділянці полігону, «незаточеного» спеціально під шугу. Наприклад, фіни мають можливість у будь-який час змінити товщину мокрого снігу, вміст води в ньому і так далі.
Зупини мене швидко
З акваплануванням розібралися, йдемо далі. До ще більш наочному і показовому тесту. Тесту на гальмування у воді. Автомобілі не змінюємо, шини теж. Навіть швидкість залишимо колишню. Розганяємося, влітаємо в басейн, б'ємо по гальмах до упору. Хочете знати, що вийшло? Автомобіль з шинами, глибина протектора яких дорівнює 4 мм, зупинився на два з половиною корпуси далі, ніж автомобіль з новими шинами. Це 10 метрів, які можуть коштувати комусь життя. 10 метрів між аварією і можливістю її уникнути. Не жартуйте з цим. Не потрібно їздити, поки колеса не перетворяться на сліки. Міняйте старі шини на нові вчасно!
Опір коченню
«От ви говорите, що шини Nokian, навіть літні, за деякими показниками перевершують продукцію конкурентів. А в чому саме, і чим доведете?», - Звертаюся я до начальника відділу технічного обслуговування клієнтів Nokian Tyres Матті Моррі - людині, яка знає про шини, здається, все. І він приймає мій виклик : «Я абсолютно переконаний, що Nokian створює кращі в світі зимові шини. Це підтверджують наші випробування, численні незалежні тести та відгуки клієнтів. Але я також повинен визнати, що в силу певних кліматичних умов, в яких ми працюємо, нам поки не вдається домогтися тих же видатних результатів у створенні літніх шин. Хоча дещо і ми вміємо. Наприклад, наші шини економічніше шин конкурентів. Я доведу тобі це тут і зараз!»
Матті віддає команду «перевзути» один з Volkswagen Golf в шини Michelin Energy Saver+. Автомобіль ховається в боксі і через п'ять хвилин повертається на полігон. Тест-пілот прогріває гуму і підіймається на естакаду, встановлену під кутом приблизно 20-25 градусів. Машина фіксується і по команді відправляється в накат, з включеним двигуном, але без використання педалей. Є перший результат! На Michelin автомобіль проїхав 52 метра. І знову зник у боксі, щоб механіки «взули» його в Nokian Hakka Blue (тиск в обох комплектах шин було однаковий, перевіряли ). Вся процедура повторюється. 69 метрів з першої спроби і 64 метра з другої, коли шини вже встигли охолонути. Температура повітря, як не як, не набагато вища нуля...
Що дає такий тест? В даному випадку він продемонстрував, що шини Nokian володіють меншим опором коченню, а саме ця характеристика напряму впливає на економічність. Та ж компанія Michelin стверджує, що 20% витрачається палива доводиться на подолання сили опору коченню. При кожному повороті колеса протектор шини прогинається і деформується. При деформації гума нагрівається і втрачає теплову енергію. Це і є джерело 90 % опору коченню. Чим вище у шини цей показник, тим більше потужності двигун витрачає на переміщення автомобіля, і тим більше на це потрібно палива.
Матті задоволено посміхається. Його слова не розійшлися з ділом. «Підемо, я покажу ще дещо», - говорить він, відводячи мене вбік Audi A4 Avant. Звичайного з вигляду універсала. Та незвичайного всередині. Це самий що ні на є безпілотний автомобіль, нафарширований приладами, датчиками і іншими електронними девайсами. Проте не варто плутати його з тим безпілотником, який тестує Google. Цей не може просто доставити вас туди, куди ви скажете, не може орієнтуватися на дорозі і приймати рішення. Він може лише нарізати кола по запрограмованій карті, збираючи тонни інформації для фахівців R&D компанії Nokian Tyres. Інструмент, одним словом. Але бути його пасажиром, я вам скажу, трохи страшно, тому як витворяти він може вельми екстремальні речі.
RS-десерт
Весь день я раз у раз поглядав на припаркований біля технічного приміщення Audi RS5, в таємниці сподіваючись, що не виїду з полігону, що не покуштувавши цієї смакоти, нехай навіть у ролі пасажира. А фіни немов дражнились, все відтягуючи і відтягуючи цей приємний момент. Але ось, коли вся намічена програма тестів була виконана, я, нарешті, почув довгоочікуваний хижий рик 450-сильного німецького жеребця, готового нестися щодуху. По залитому водою полігону, звичайно ж. Кращого завершення дня і бути не могло.
