ВАЖНО!!
Материал, который будет излагаться мной в этой ветке получен в процессе общения с очень интересными людьми, некоторые из которых профессионалы международного класса. Потому сразу говорю, что самое интересное в тексте не мое) я просто компилировал и получал ответы на вопросы!!
Ну а теперь самое интересное
![Круто!!! :cool_cool:](./images/smilies/cool2.gif)
:
Часть 1
Автомобильная шина. С нее все начинается и ей же заканчивается. Это очень сложная и объемная тема, сложная потому что даже сами производители резины, до конца, не знают, что происходит с шиной в движении.
Объем знаний накопленный инженерами таких компаний как Michelin, Good Year, Bridgestone огромен, но они же и признают, что эта область знаний хотя и бурно развивается, но все еще находится на довольно ранней стадии развития. Проще говоря, вопросов, больше чем ответов.
Проблема в том, что слишком велико количество факторов, как внутренних – состав и конструкция, так и внешних – свойства конкретного покрытия дороги, погодные условия и т.д., которые могут радикально влиять на поведение шины.
Тем не менее, разобраться в основных свойствах автомобильной шины абсолютно необходимо – без этого понять, как мы можем влиять на поведение автомобиля, не стоит даже и пытаться.
Так что же такое автомобильная шина? По своей сути это обыкновенный воздушный пузырь, т.е. резервуар стенки которого представляют собой эластичную мембрану. Давление газа (чаще всего воздуха или азота) внутри этой мембраны создает силы, которые работают на растяжение внешних стенок. Не вдаваясь в научные дебри, выделим два основных принципа, за счет которых шина способна поддерживать автомобиль, и самое главное генерировать силы, ускоряющие автомобиль в том или ином направлении.
Первый принцип общеизвестен – любое тело, вне зависимости от того из чего оно сделано, деформируется под воздействием внешней нагрузки. Деформируясь, тело, согласно закона о равенстве действия и противодействия, «отвечает» равной по величине, но противоположной по направлению силой. Попросту говоря все, без исключения является пружиной (конечно одни тела деформируются неизмеримо меньше чем другие).
Второй основной принцип это трение. Здесь стоит остановиться чуть подробнее. Дело в том, что шина не желает укладываться в старый добрый 3-й закон Ньютона о трении, согласно которому коэффициент трения μ (Коэффициент трения, между объектами, равен силе трения, поделенной на силу, сжимающую эти тела. μ = Fтр/N) не может превышать единицу, т.е. сила трения (Fтр) не может превышать силу (N) прижимающую тела друг к другу. Современная шина, применяемая в Ф1, имеет коэффициент трения около 1.7, а квалификационные шины, применяемые в начале 80-х достигали значений до 2.2! Другими словами шина «цеплялась» за асфальт с силой превосходящей вертикальную нагрузку более в чем два раза! Так что же Ньютон был не прав?! Да нет, этот уважаемый джентльмен, прав, как всегда. Просто закон Ньютона описывает трения между ТВЕРДЫМИ и ГЛАДКИМИ поверхностями, а автомобильная шина, даже гоночный слик, и асфальт таковыми не являются. Кроме традиционного трения есть еще два важнейших механизма за счет которых и достигаются столь феноменальные результаты.
Итак второй механизм. В английском языке принято несколько терминов для его описания mechanical interlocking, gearing and hysteresis – все эти термины описывают один и тот же механизм «механического зацепления». Шина, является упруго-пластической структурой. Под воздействием вертикальной нагрузки, поверхность шины в пятне контакта деформируется, принимая форму микронеровностей асфальта – т.е. теперь микронеровности, возникшие на шине, механически зацепляются за микронеровности асфальта – так же как зубья в шестеренках. Резина с высоким уровнем механического зацепления отличается тем, что переход от накопленной в результате нагрузки и деформации потенциальной энергии в кинетическую, происходит относительно медленно, медленнее, чем например, в детском мячике, который моментально отскакивает от пола.
Этот механизм значительно повышает коэффициент сцепления, обеспеченный «сухим» трением. То насколько он повышается, зависит от характера покрытия (образивности) на трассе, степени жесткости резины и от температуры шины и трассы. С другой стороны если трасса слишком образивна, резина слишком мягкая или температура слишком высока, сцепные свойства шины деградируют очень быстро – возможно значительно быстрее, чем то время, которое нужно чтобы пройти дистанцию.
Механическое зацепление, значительно, меньше подвержено отрицательному воздействию воды на трассе, по сравнению с «молекулярным приклеиванием» и ньютоновским трением. Таким образом, этот механизм является главным при разработке дождевых шин. Следует помнить, что для получения оптимального результата необходимо, чтобы химический состав протектора подгонялся под каждую трассу отдельно.