Проблема аквапланирования при движении на автомобиле

Среди многочисленных требований, которые предъявляются к шинам, безопасность при аквапланировании относится к наиболее важным. Для получения разрешений на поставку шин для заводской комплектации обязательны соответствующие тесты ходовых качеств шины при продольном и поперечном аквапланировании (при движении по прямой и на поворотах), которые проводятся производителями автомобилей.

Хорошие результаты в этой области являются не обходимым условием допуска к заводской комплектации. Конструкторы шин занимались этой проблемой и в прошлом; например, Dunlop предпринимает специальные исследования и целенаправленные меры помощи против аквапланирования с 1960 г. С введением широкопрофильных шин эффект всплытия существенно усилился.

При аквапланировании, которого опасаются по праву, передача силы на дорогу (торможение, ускорение, управление, боковой увод) падает нже 5% по сравнению с сухой дорогой: катастрофическое состояние, которое похоже на танец на льду, поэтому этот эффект называется также скольжением по воде. Опасность заключается в замедлении отвода воды, если перед шиной образуется водяной клин, который задвигается под неё. В этом случае уже не удаётся отводить воду из опирающейся на дорогу поверхности шины таким образом, чтобы как минимум ещё несколько блоков профи ля имели контакт с полотном дороги.

При постоянной скорости состояние всплытия возникает тем быстрее, чем выше уровень воды. Но в верхнем диапазоне скоростей шина всплывает уже при минимальной высоте воды. В действительности аквапланирование зависит от ряда факторов, к ним относятся скорость, нагрузка на колесо, высота воды, конструкция шины (профиль, каркас), распределение давления в опорной поверхности, давление в шине, ширина шины, глубина профиля и его рисунок. Когда широкопрофильные шины стали распространенным явлением, конструкторы шин разработали эффективные стратегии, чтобы отодвигать аквапланирование как можно дальше.

Существенным элементом в решении этого вопроса является профиль с относительно высокой долей негатива (борозды, каналы). С его помощью вбирается, много воды и быстро отводится. При этом помогают клиновидные рисунки профиля, увязанные с направлением движения, и своеобразная форма проложенных к боковой стороне каналов, которая ускоряет отвод воды (гидродинамические эффекты). Но негатив профиля тоже не должен быть слишком большим, т.к. из-за этого блоки профиля становятся лабильными, что ухудшает такие качества, как точность управления, боковой увод и истирание. Конфликт целей очевиден.

У широкого протектора длинные боковые каналы для отвода воды, поэтому устранение воды в середине протектора становится особенно критическим. Напрашивается вывод о том, что нужно ввести одну широкую и глубокую центральную борозду поперек шины. Патенты на это были заявлены еще в семидесятые годы, первые реальные результаты получены в 1990 г. Conti предложил высокопроизводительную широкопрофильную шину AquaContact несколько экстремальны ми размерами ZR. В 1991 г. Goodyear представил в США шину Aquatred, в Германии в 1993 г. с индексом Т (до 190 км/ час) и немногих размеров. В том же году Michelin представил прототип шины Cata maran в сверх высокоэффективной версии (235/45 ZR 17). Шина Pirelli P 5000 Drago (индекс Н и V, поперечное сечение от 65 до 45) последовала в 1997 г. У всех конструкций общей была центральная борозда и профиль, привязанный к направлению движения. Благодаря этому боковые каналы стали короче, центральный канал обеспечивал интенсивный дополнительный отток воды в продольном направлении. Шина Michelin Catamaran никогда не была в серийном производстве, большой прорыв подобных конструкций на рынке не состоялся, хотя поведение при аквапланировании в каждом случае считалось образцовым.
 

 

Проблема состояла, прежде всего, в ходовых качествах на сухой дороге и при изменении направления, к которым требовалось привыкнуть, отсутствии точности при управлении и неудовлетворительном движении по прямой.

Эти качества достигаются в спортивных шинах за счет жестко го и сплошного центрального ребра, которое неизбежно отсутствовало в проектах специалистов по аквапланированию. Опыт учит, что конструктивный приоритет одного качества шины безжалостно отрицательно сказывается на других важных критериях. Всесторонне тщательно сбалансированный в компромиссе выделением определенных свойств — в зависимости от назначения и категории шины, — очевидно, все еще остается ведущим и в эпоху высоких технологий. Хорошими примерами тому лежат современные высокопроизводительные шины, такие как Dunlop SP Sport 9000, Goodyear Eagle F1, Pirelli P Zero или Michelin Pilot.

Источник: www.avtoindent.ru