Теоретический факультатив :)

"разбор полетов" + практические рекомендации.

Модераторы: Раллист, Модератор Форума

Аватара пользователя
acepire
Клубный Субарист
Январь 2011 / 2442
Репутация:

Теоретический факультатив :)

Сообщение acepire » 17 мар 2013, 20:10

Теория экстремального вождения. Теория контр-аварийной подготовки. Теория управления спортивным автомобилем. И т.д.

Прежде всего, хочется внести некоторую ясность во все эти теоретические дела. Некоторая литература, как правило, повествует о техниках управления автомобилем в неожиданных, резко возникающих - экстремальных - ситуациях. С другой стороны, сугубо гоночная теория будет рассказывать о траекториях прохождения различных типов поворотов, выборе точек торможения, "скупом" рулении и прочих вещах в повседневной жизни, казалось бы, не сильно востребованных. Сами по себе первые - "экстремальные" - книжки хромают из-за частности (и частичности) своего подхода в изложении, в то время как по сути описывают ту же вещь, что и гоночная теория, - принципы управления автомобилем. Давайте тут же разъяснюсь касательно своей неприязни к книжкам Цыганкова. Во-первых, они написаны декларативно, - в стиле "если случилось так, то делай то" (при этом дотошный читатель не получает ответ на вполне справедливый вопрос "а почему именно так?") и, помимо того, с откровенным уклоном на конструктив автомобиля. После прочтения может сложится впечатление, что переднеприводной Golf и заднеприводная BMW - снаряды, для которых законы физики работают как-то различно. Что, естественно, не так. Те, кто читал работы Цыганкова, знакомы с подобными повествованиями "Если у вас возник занос передней оси на заднеприводном автомобиле, то нужно делать то-то и то-то, на переднеприводном нужно делать се-то". Во-вторых, описаны с упором на возникшую критическую ситуацию. Можно даже назвать так - "критическая теория". Такая стилистика в его изложениях сплошь и рядом. Это методологически неверно. Если условно разделить режимы движения на "ехать умеренно", "ехать максимально быстро" и "пытаться ехать быстрее, чем это возможно", то книги его написаны как раз для водителей, предпочитающих 3-ий режим движения. - Такое вот складывается впечатление. Итого: нельзя сказать, что в работах Цыганкова написано что-то неверно. - Неверна сама методология подачи материала. Не педагогично как-то что ли.
Теперь подробнее об альтернативном "гоночном" подходе к изучению тоерии управления автомобилем. - Чтобы ехать быстро, нужно ехать на грани сцепления и не ошибаться. Чтобы выйти на грань, нужно понимать, согласно каким законам едет автомобиль, и как им управлять, чтобы авто делал именно то, что от него требуется. Чтобы уметь держаться на грани, - помимо понимания, вам понадобится и практическое умение. А еще самодисциплина. В общем, "гоночный" подход предполагает осознание возможностей своего болида, а практическая польза для повседневного вождения формулируется очень изящно: когда знаешь границы, - не будешь выходить за них ради безопасности.
В общем, если подход, подобный подходу "критической теории" Цыганкова учит "грамотно" убирать руку от горячей сковороды, то "гоночный" подход научил бы вас за раскалённую сковородку не хвататься. ;)

Если бы вдруг пришлось составлять собственный курс, то выделил бы три основные категории (с сохранением именно такой последовательности):
1) Элементарная физика автомобиля. Баланс, сцепление, инертность, динамика.
2) Физиологический аспект управления автомобилем. Посадка, работа органов чувств. Противоречия вспомогательных электронных систем и фактического управления. Непосредственное управление и принцип Drive-by-Wire.
3) Психологический аспект управления. Где можно бы было рассмотреть настрой и психологические реакции водителя при пилотировании/езде в трафике/критической ситуации. Факультативный пунктик, но значимость сложно переоценить. :)

Но поскольку писатель я совсем чуть-чуть, то предлагаю описанный выше курс начинать "лепить" из следующих книжек:

- Горбачев М.Г. "Гоночные секреты" (см. вложение). - Простым и доступном языком объясняются основные понятия динамики автомобиля: баланс, угол увода шин, запас сцепления и принципы рационального распоряжения этим хозяйством. Буквально на пальцах разъясняет п. 1. Кроме того, частично затрагивает пп. 2 и 3. Из минусов я бы отметил неудолветворительную детальность описания физики болида. Хотя, для какого-то читателя это будет несомненным плюсом. В любом случае, этот пробел легко восполняется следующим чтивом:

- Брайан Бекман - "Физика гонок". - Книжка, составленная из набора статей, которые автор писал для автоспортивного издания. Написана доступно, но с уклоном именно на физику авто. Прекрасно дополняет изложение Горбачева чуть более глубоким анализом физики автомобиля, - прекрасно заполняет пробелы в п.1. Сразу должен предупредить: в данном переводе есть ошибки в выводе уравнений, так что советую на них вообще не зацикливаться, а просто переходить к выводам. Правота выводов сомнений не вызывает. :) Кроме того, в одной части вскользь упоминается о роли кибернетики в устройстве современного автомобиля (интригует, да?) - это уже из п. 2. Да, - за перевод спасибо сетевому энтузиасту.) На русском качается отсюда: http://honda-club.tomsk.ru/download/file.php?id=6040&sid=3f1afd33f0b59f004dece40dadd867ee. Оригинал на английском можно найти тут: http://phors.locost7.info/contents.htm

P.S.
Если кто знает или владеет (в идеале - электронно :) ) литературой, имеющей отношение к обозначенным выше пунктикам, то прошу не стесняться в желании поделиться.)

Также предлагаю в этой же теме выносить на обсуждение вопросы, связанные с теорией управления автомобилем и его физикой.)
Вложения
Gonochnye_sekrety.zip
(1.27 МБ) 2203 скачивания
"Теория — это когда все известно, но ничего не работает. Практика — это когда все работает, но никто не знает почему. Мы же объединяем теорию и практику: ничего не работает… и никто не знает почему!"  — Альберт Эйнштейн

Аватара пользователя
Kolbasov
Клубный Субарист
Июнь 2010 / 5220
Репутация:
Откуда: Санкт-Петербург

Re: Теоретический факультатив :)

Сообщение Kolbasov » 17 мар 2013, 20:50

acepire, тебе давно пора написать свою книгу! ;) При твоем подходе это будет бестсейлер! ;)
ГИБДД мне мать родная!

Аватара пользователя
acepire
Клубный Субарист
Январь 2011 / 2442
Репутация:

Запас сцепления, тип привода и поворачиваемость

Сообщение acepire » 18 мар 2013, 23:24

Запас сцепления, тип привода и поворачиваемость

Давайте попробуем с этими вещами разобраться: задний привод - избыточная поворачиваемость, передний - недостаточная, полный - нейтральная. Собственно, а почему вдруг так?

Напомню, что такое есть поворачиваемость. Представьте, что вы сели в машину и катаетесь по окружности с постоянным радиусом, очень медленно и плавно ускоряясь. В некоторый момент случится одно из следующих событий:
1) Передняя ось автомобиля начнет соскальзывать. В данном случае речь идет о недостаточной поворачиваемости (или недостаточной управляемости - кому как нравится).
2) Начнет соскальзывать задняя ось. Имеет место избыточная поворачиваемость.
3) Обе оси автомобиля начнут соскальзывать одновременно. - Авто демонстрирует нейтральную поворачиваемость.

Каким образом тип привода может повлиять на предрасположенность авто к той или иной поврачиваемости? Чтобы ответить на этот вопрос, придется разобраться с такой вещью, как запас (потенциал) сцепления шины.

Бекман в своей книжке "Физика гонок" описывает очень удобный для понимания эксперимент, поясняющий, что есть запас сцепления. Приведу свой краткий пересказ. В своем эксперименте Бекман предлагает поставить на бетонную дорожку колесо весом 23 кг, попытаться сдвинуть его вбок (без качения) и зафиксировать силу, необходимую для того, чтобы это колесо заскользило. В случае, когда колесо сдвигалось на бетонной дорожке, оказалось, что нужно приложить силу, эквивалентную 38.5 кг. Затем колесо утяжелили путем привязывания к нему гантели, - после чего вес его составил уже 40.8 кг. Теперь для сдвига колеса уже понадобилось 68 кг.
Посмотрим внимательно на отношение [усилие сдвига]/[вес колеса] (для тех, кому покоя не дает стойкое ощущение Deja-Vu : http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A2%D1%80%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B5_%D1%81%D0%BA%D0%BE%D0%BB%D1%8C%D0%B6%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D1%8F)
38.5/23 ~ 1.7(g)
68/40.8 ~ 1.7(g)
Отношение усилия сдвига к весу колеса, похоже, остается постоянным. И эта характеристика определяет тот запас сцепления, которое может обеспечить шина.
Кстати, на линолеуме колесо в его изначальной конфигурации весом 23 кг сдвинуть оказалось проще, - вбок нужно было приложить всего эквивалент 27.2 кг. Т.е. максимальное усилие, которое можно приложить к шине до того момента, как оно заскользит составит:
27.2/23 ~ 1.2(g)
Вывод очевидный, интуитивно понятный и прекрасно согласовывается с повседневным водительским опытом: чем более скользкая поверхность, тем легче заставить колесо буксовать или скользить.
Внесу сразу небольшое замечание: потенциал сцепления, которое обеспечивает хорошая гражданская шина на асфальте приблизительно ~1g. Результат, полученный Бекманом, слишком оптимистичен: 1.7g и объясняется тем, что зависимость усилия сдвига от веса колеса в реальности не линейная и при увеличнеии веса на колесе, запас сцепления будет снижаться. Но, в той же реальности, запас сцепления можно считать постоянным (эх, для шин в номинале, - да) в тех диапазонах изменения веса на колесе, которые получаются при управлении автомобилем. Ну и для наглядности смотрим пруф-мультик:
http://www.youtube.com/watch?v=BqMq57pLQCk#ws
и видим, что, грубо говоря, четыре шины болида Формула-1 обеспечили замедление в 5.12g. Очень грубо ~ 1.28g на колесо. Скорее "линолеумный" вариант, правда?

В общем, имеем теперь представление, что шина автомобиля может обеспечить запас сцепления порядка 1g. Знаем, что шина может скользить и буксовать. Буксует она при приложении к ней тягового усилия, - нажимаем газ, момент с двигателя проходит через трансмиссию, редукторы, привода и в конечном итоге прикладывается к шине, которая толкает дорогу назад. Дорога в долгу не остается и толкает шину вместе с авто вперед. Скользит шина при чрезмерных боковых перегрузках, а обеспечивает эти самые перегрузки  - т.н. центробежная сила, - именно она, подобно Бекману в его экспериментах, толкает шину вбок. Таким образом, потратить потенциал сцепления нашей шины в 1g мы можем либо в тяговое усилие, либо в противодействие бОльшей центробежной силе.

Итак, поехали по кругу на автомобиле...
1) ...Переднеприводном. Понятно, - чтобы ехать с постоянной линейной скоростью по кругу мы вынуждены давить гашетку. Прикладываем тяговое усилие к передней оси. Меньший потенциал сцепления остается у передних шин, чтобы сопротивляться центробежной силе, - передняя ось и соскользнет первой. Недостаток.
2) ...Заднеприводном. Давим гашетку, передачей тягового усилия съедаем потенциал сцепления шин задней оси. - Задняя ось и соскользнет первой. Избыток.
3) ...Полноприводном. Тяговое усилие распределено поровну между обеими осями, - обе оси эквивалентно сопротивляются боковому ускорению и соскользнут дружно вместе.

*Если строго, говорить о поворачиваемости конкретного авто нужно в полном контексте: конкретного авто в конкретном повороте и конкретными значениями боковых/продольных ускорений. Более того, необходимо рассматривать модель затухающих осцилляторов, соответствующей передней и задней подвеске пепелаца - подвеска определит "скорость" перераспределения веса на шины и, в итоге, их способность сдерживать возрастающее боковое ускорение в динамике.
"Теория — это когда все известно, но ничего не работает. Практика — это когда все работает, но никто не знает почему. Мы же объединяем теорию и практику: ничего не работает… и никто не знает почему!"  — Альберт Эйнштейн

Аватара пользователя
acepire
Клубный Субарист
Январь 2011 / 2442
Репутация:

Re: Теоретический факультатив :)

Сообщение acepire » 19 мар 2013, 13:36

Сам прочитал предыдущий пост, напросилось небольшое редактирование, а цапы "изменить" почему-то не наблюдается
acepire писал(а):Буксует она при приложении к ней тягового усилия, - нажимаем газ, момент с двигателя проходит через трансмиссию, редукторы, привода и в конечном итоге прикладывается к шине, которая толкает дорогу назад. Дорога в долгу не остается и толкает шину вместе с авто вперед.

Лучше сказать так:

Тяговое усилие реализуется через шину приблизительно по такому пути: нажимаем газ, момент с двигателя проходит через трансмиссию, редукторы, привода и в конечном итоге прикладывается к шине, которая толкает дорогу назад. Дорога в долгу не остается и толкает шину вместе с авто вперед. А буксует шина при приложении к ней чрезмерного тягового усилия.


И еще:
acepire писал(а):*Если строго, говорить о поворачиваемости конкретного авто нужно в полном контексте: конкретного авто в конкретном повороте и конкретными значениями боковых/продольных ускорений. Более того, необходимо рассматривать модель затухающих осцилляторов, соответствующей передней и задней подвеске пепелаца - подвеска определит "скорость" перераспределения веса на шины и, в итоге, их способность сдерживать [s]возрастающее боковое ускорение[/s] изменяющиеся боковые силы в динамике.
"Теория — это когда все известно, но ничего не работает. Практика — это когда все работает, но никто не знает почему. Мы же объединяем теорию и практику: ничего не работает… и никто не знает почему!"  — Альберт Эйнштейн

Аватара пользователя
Withheld
Клубный Субарист
Май 2010 / 374
Репутация:
Авто: WRX04
Откуда: Питер, мать его!

Re: Теоретический факультатив :)

Сообщение Withheld » 20 мар 2013, 11:03

Господа теоретики, расскажите мне, с каких пор у нас сила в килограммах измеряется?
Всякий может обидеть химика, но не всякий сможет найти антидот...

Аватара пользователя
jt32
Клубный Субарист
Апрель 2010 / 1575
Репутация:
Авто: Impreza (

Re: Теоретический факультатив :)

Сообщение jt32 » 20 мар 2013, 11:15

Момент затяжки резьбовых соединений указывается как в ньютонометрах в килограммосилах, - а момент затяжки это именно сила, приложенная к головке болта/гайке.

Аватара пользователя
acepire
Клубный Субарист
Январь 2011 / 2442
Репутация:

Re: Теоретический факультатив :)

Сообщение acepire » 20 мар 2013, 12:51

Withheld, ни с каких, формулировка такая: эквивалент силы, создаваемой массой в столько-то кг.
Тобишь формально сила = 40 кг * 9,8 (м/с^2). Поэтому и говорится, - не сила, равная 40 кг, а эквивалент силы 40 кг. :)
9,8(м/с^2) = g - ускорение свободного падения.
"Теория — это когда все известно, но ничего не работает. Практика — это когда все работает, но никто не знает почему. Мы же объединяем теорию и практику: ничего не работает… и никто не знает почему!"  — Альберт Эйнштейн

Аватара пользователя
thedeath
Клубный Субарист
Апрель 2010 / 1125
Репутация:
Авто: SG9

Re: Теоретический факультатив :)

Сообщение thedeath » 29 мар 2013, 23:37

Клиповое сознание погубит человечество...


Циганкова я почитывал, скажу, что не все так плохо. Излагает он действительно сложно, но физику процесса описывает достаточно точно. Предиктивность и декларативность, ну есть, ну у кого нет? :)

Тут запутался я...
[font=Arial]зависимость усилия сдвига от веса колеса в реальности не линейная и при увеличнеии веса на колесе, запас сцепления будет снижаться
...
запас сцепления можно считать постоянным (эх, для шин в номинале, - да) в тех диапазонах изменения веса на колесе, которые получаются при управлении автомобилем.[/font]

Т.е. при приложении бесконечно большого веса, сцепление будет бесконечно мало?

Пруф-линк чего доказывает? 1,2 джи?

Ждем продолжения банкета... :popcorn1:
---==> Techno essentials podcast subscribe on itunes or listen at promodj <==---

Аватара пользователя
acepire
Клубный Субарист
Январь 2011 / 2442
Репутация:

Re: Теоретический факультатив :)

Сообщение acepire » 04 апр 2013, 13:41

thedeath,
Имеется в виду
При весе на шине в диапазоне (300 - 500) кг - примерно 1.2g его можно считать постоянным с большой точностью для данного диапазона.
При весе на шине в диапазоне (30 - 50) кг - примерно 1.7g и его можно считать постоянным с большой точностью для данного диапазона.

Если диапазон изменялся бы от 30 до 500 кг, то о постоянном сцеплении говорить было бы нельзя, но в реальности, исключая экстремальные случаи
встающих на дыбы драгстеров (где передние шины могут тупо реально поднятся в воздух), таких изменений веса не бывает

Почему при увеличении веса падает сцепление, - вопрос шинникам.

А ролик показывает, что 1.7g - как-то уж слишком много даже для гоночных сликов. Торможение взято для примера как движение с практически максимально возможным в Формуле-1 ускорением (отрицательным, вестимо). В поворотах тоже иногда бывает 4-5g. Хотя, конечно, далеко не факт что если 4 шины обеспечили 5.12g замедления, то каждая шина привносит 1/4 часть... по-пролетарски тупо взяв и поделив я не учел, как минимум, сильный гоночный развал колес. Если, вдруг, две передние шины обеспечили 4/5 всего замедления, то и коэффициент сцепления шины значительно возрастает. Надо б тут разобраться, конечно.
"Теория — это когда все известно, но ничего не работает. Практика — это когда все работает, но никто не знает почему. Мы же объединяем теорию и практику: ничего не работает… и никто не знает почему!"  — Альберт Эйнштейн

Аватара пользователя
acepire
Клубный Субарист
Январь 2011 / 2442
Репутация:

Re: Теоретический факультатив :)

Сообщение acepire » 04 апр 2013, 13:51

http://technicalf1explained.blogspot.ru/2012/10/f1-tirespart-2.html
Хотя, вроде все верно рассудил. С поправкой на развал. Если верить источнику по ссылке.
Зависимость коэффициента сцепления от вертикальной нагрузки (и вот он, кстати, падает родимый):
Изображение
И вот по этой картинке выходит, что коэффициент сцепеления при диапазоне нагрузок 300-500 кг уже нельзя считать постоянным даже с большой неточностью. А вот от 0 до 200 - можно. Ну что ж...
Ну и так, до кучи:
Зависимость коффициента сцепления от угла увода:
Изображение
"Теория — это когда все известно, но ничего не работает. Практика — это когда все работает, но никто не знает почему. Мы же объединяем теорию и практику: ничего не работает… и никто не знает почему!"  — Альберт Эйнштейн


Вернуться в «Практические советы по пилотированию марки Субару»

Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и 2 гостя