Мокрое дело. Чем опасны изношенные шины на воде?

Многие водители абсолютно уверены в том, что самое сложное время года - это зима. Что только на снегу и на льду легко потерять контроль над автомобилем. Мол, что может случаться на асфальте? Если вы еще не догадываетесь, мы вам расскажем. На асфальте может случиться, скажем, вода. Она, порой, не менее опасна, чем лед. Попытка преодолеть глубокую лужу на высокой скорости может вызвать эффект аквапланирования. Торможение в воде тоже предъявляет определенные требования и к водителю, и к его автомобилю. Особенно к шинам. А если эти шины изношены? Последствия могут оказаться непредсказуемыми. Чтобы на личном опыте убедиться в огромной разнице между поведением новых и изношенных шин на воде, InfoCar.ua отправился ни куда-нибудь, а в Финляндию, в город Нокиа, на тестовый полигон компании Nokian Tyres.

Место действия

Площадка для испытаний шин – это не просто асфальтированная территория. Это серьезное инженерное сооружение, позволяющее смоделировать различные дорожные условия, включая разный уровень влажности, разные типы асфальта, рельеф и так далее. У Nokian Tyres два собственных полигона: один в Ивало (Лапландия), где финны создают свои зимние шины; второй, летний, в Нокиа, активно используемый с апреля по ноябрь. Мы, как вы понимаете, на втором. Здесь четыре типа покрытия - обычный асфальт (типичный для Северных стран), гладкий асфальт (типичный для Центральной Европы), грубый асфальт и бетон.

Для исследований взаимодействия шин с водой Nokian использует пару колец разной длины и ширины, с разным радиусом и наклоном виражей, а также пару «бассейнов» глубиной до 15 мм. Само собой, для получения и обработки данных применяются всевозможные датчики, однако даже в таком почти научном деле никак не обойтись без субъективной оценки тест-пилотов. Мне довелось познакомиться с двумя штатными испытателями Nokian. Даже короткого общения с ними оказалось достаточно, чтобы понять, что эти парни досконально знают свое дело. Они еще молоды, но уже невероятно опытны. Удивительно, но выполняя по сути монотонную работу изо дня в день, из года в год, они по-прежнему получают от этого удовольствие. «Прежде, чем меня сюда взяли, я три года учился понимать шины, и мне нравится то, что я делаю. Помогая создавать безопасные шины, я помогаю спасать жизни. Это стоит того, чтобы вкалывать с утра до вечера», - не без гордости сказал мне один из пилотов.

Помимо водных процедур, шинам Nokian на летнем полигоне устраивают испытания на шумность, комфортность и выносливость на высоких скоростях, а также подвергают «лосиным» тестам. Но если вы думаете, что финны «издеваются» только над своими шинами, то вы ошибаетесь. Прогресс невозможен без изучения успехов конкурентов, поэтому каждый пятый комплект шин, касающийся асфальта полигона в Нокиа, - чужой, и мы к этому еще вернемся...

Коварная вода

С полигоном познакомились, пора переходить к первым испытаниям. К аквапланированию. Но для начала давайте разберемся, что это такое и откуда оно берется? Языком терминологии, аквапланирование - это возникновение гидродинамического клина в пятне контакта шины, что влечет за собой полную или частичную потерю сцепления. Проще говоря – это ситуация, когда между дорожным покрытием и шиной вклинивается слой воды, и чем он толще, тем меньше у шин возможности хоть за что-нибудь зацепиться. Движение рулем или резкое изменение скорости, и контроль над автомобилем почти наверняка будет потерян. Думаю, не нужно объяснять, чем это чревато?

Вообще, теме аквапланирования, физике этого явления на автомобилях с передним, задним или полным приводом, а также правильным действиям водителя, стоит посвятить отдельную статью. И мы это еще сделаем. Сейчас же у нас другая задача – выяснить, насколько критична глубина канавки протектора шин в случае возникновения эффекта аквапланирования. Для этого у нас есть «бассейн» глубиной около 15 мм и два одинаковых автомобиля, «обутых» в шины Nokian Hakka Blue с глубиной протектора 8 и 4 мм.

Перед нами не стояло цели найти предел, при котором автомобиль полностью потеряет сцепление, поэтому для теста была выбрана достаточно высокая, но относительно безопасная скорость – 70 км/час. Едва Volkswagen Golf с 8-миллиметровым протектором въехал в бассейн, его словно приподняло. Частичную потерю сцепления в этот момент чувствуют даже пассажиры, а резко подскочившие обороты коленвала лишь подтверждают опасения. Еще ярче разница в уровне сцепления ощущается в момент, когда автомобиль выскакивает из воды на асфальт. Похоже на мощный толчок в спину. Однако все то время, что Golf рассекал воду, шины успешно отводили ее, обеспечив пусть и меньшее, но достаточное для безопасной езды сцепление.

На изношенных шинах, с 4-миллиметровыми канавками, с автомобилем происходило все то же самое, но в гипертрофированном виде – еще сильнее субъективное ощущение «полета» над дорогой, еще выше обороты, еще сильнее толчок при возвращении на асфальт. Четырех миллиметров глубины канавок явно недостаточно, чтобы эффективно отводить воду. «Хват» за дорогу снизился примерно в два раза, а это уже опасно.

Вот вам еще несколько цифр. На изношенных шинах (протектор меньше 1,6 мм, примерный уровень воды 5 мм), опасность аквапланирования возникает на скорости 76 км/час, в то время как скорость аквапланирования для новых шин равна 96 км/час. На картинке ниже можно увидеть размер контактной области шины с разной толщиной протектора при слое воды 3 мм и скорости 75 км/час. Пятно контакта старой шины с протектором 1,6 мм составляет лишь 16% по сравнению со стоящим на месте автомобилем.

Помимо аквапланирования еще один очень опасный эффект - планирование по шуге, так называемый «слэшпленинг». Шуга – это снежная каша, образующаяся зимой во время оттепели или в начале весны. Опасна она тем, что под снежной кашей образуется слой воды, а где-то может оставаться и лед. Все три эти составляющие обладают разными сцепными свойствами, и в этой связи глубина протектора и его рисунок имеют даже более высокое значение, чем при аквапланировании. Потерять контроль над машиной из-за слэшпленинга можно уже на скорости 50 км/час.

Интересно знать…
Экзамен по вождению в Финляндии проходит в два этапа. Один зимой, другой летом. Успешно сдав первый экзамен, водитель получает временное удостоверение, дающее ему право управлять автомобилем только в тот сезон, по которому он подтвердил свои навыки. И только после сдачи второго экзамена, выдается полноценное водительское удостоверение, разрешающее ездить круглогодично.

Увы, далеко не все производители шин принимают во внимание езду по шуге при проектировании протекторов. Или принимают, но вынуждены модулировать ситуацию только вычислительными средствами, поскольку не могут проводить достаточное количество реальных испытаний. Nokian в этом отношении на шаг впереди конкурентов, благодаря уникальным климатическим условиям в Финляндии и не менее уникальному участку полигона, «заточенному» специально под шугу. Например, финны имеют возможность в любое время изменить толщину мокрого снега, содержание воды в нем и так далее.

Останови меня быстро

С аквапланированием разобрались, идем дальше. К еще более наглядному и показательному тесту. Тесту на торможение в воде. Автомобили не меняем, шины тоже. Даже скорость оставим прежнюю. Разгоняемся, влетаем в бассейн, бьем по тормозам до упора. Хотите знать, что получилось? Автомобиль с шинами, глубина протектора которых равна 4 мм, остановился на два с половиной корпуса дальше, чем автомобиль с новыми шинами. Это 10 метров, которые могут стоить кому-то жизни. 10 метров между аварией и возможностью ее избежать. Не шутите с этим. Не нужно ездить, пока колеса не превратятся в слики. Меняйте старые шины на новые вовремя!

Сопротивление качению

«Вот вы говорите, что шины Nokian, даже летние, по некоторым показателям превосходят продукцию конкурентов. А в чем именно, и чем докажете?», - обращаюсь я к начальнику отдела технического обслуживания клиентов Nokian Tyres Матти Морри – человеку, который знает о шинах, кажется, все. И он принимает мой вызов: «Я абсолютно убежден, что Nokian создает лучшие в мире зимние шины. Это подтверждают наши испытания, многочисленные независимые тесты и отзывы клиентов. Но я также должен признать, что в силу определенных климатических условий, в которых мы работаем, нам пока не удается добиться тех же выдающихся результатов в создании летних шин. Хотя кое-что и мы умеем. Например, наши шины экономичней шин конкурентов. Я докажу тебе это здесь и сейчас!»

Матти отдает команду «переобуть» один из Volkswagen Golf в шины Michelin Energy Saver +. Автомобиль скрывается в боксе и через пять минут возвращается на полигон. Тест-пилот прогревает резину и взбирается на эстакаду, установленную под углом примерно 20-25 градусов. Машина фиксируется и по команде отправляется в накат, с включенным двигателем, но без использования педалей. Есть первый результат! На Michelin автомобиль проехал 52 метра. И снова скрылся в боксе, чтобы механики «обули» его в Nokian Hakka Blue (давление в обеих комплектах шин было одинаковое, проверяли). Вся процедура повторяется. 69 метров с первой попытки и 64 метра со второй, когда шины уже успели остыть. Температура воздуха, как ни как, немногим выше нуля...

Что дает такой тест? В данном случае он продемонстрировал, что шины Nokian обладают меньшим сопротивлением качению, а именно эта характеристика напрямую влияет на экономичность. Та же компания Michelin утверждает, что 20% расходуемого топлива приходится на преодоление силы сопротивления качению. При каждом повороте колеса протектор шины прогибается и деформируется. При деформации резина нагревается и теряет тепловую энергию. Это и есть источник 90% сопротивления качению. Чем выше у шины этот показатель, тем больше мощности двигатель тратит на перемещение автомобиля, и тем больше на это требуется топлива.

Матти Морри

Матти довольно улыбается. Его слова не разошлись с делом. «Пойдем, я покажу еще кое-что», - говорит он, уводя меня в сторону Audi A4 Avant. Обычного с виду универсала. Да необычного внутри. Это самый что ни на есть беспилотный автомобиль, нафаршированный приборами, датчиками и прочими электронными девайсами. Однако не стоит путать его с тем беспилотником, который тестирует Google. Этот не может просто доставить вас туда, куда вы скажете, не может ориентироваться на дороге и принимать решения. Он может лишь нарезать круги по запрограммированной карте, собирая тонны информации для специалистов R&D компании Nokian Tyres. Инструмент, одним словом. Но быть его пассажиром, я вам скажу, немного страшно, потому как вытворять он может весьма экстремальные вещи.

RS-десерт

Весь день я то и дело поглядывал на припаркованный возле технического помещения Audi RS5, в тайне надеясь, что не уеду с полигона, не отведав этой вкуснятины, пусть даже в роли пассажира. А финны словно дразнились, все оттягивая и оттягивая этот приятный момент. Но вот, когда вся намеченная программа тестов была выполнена, я, наконец, услышал долгожданный хищный рык 450-сильного немецкого жеребца, готового нестись во весь опор. По залитому водой полигону, конечно же. Лучшего завершения дня и быть не могло.

28 октября 2013 года. Артем Киселев, InfoCar.ua