Сложнее, чем кажется: наука правильного торможения
Доли секунды
Первый фактор, который влияет на длину тормозного пути — время реакции водителя. Это теме посвящено огромное количество исследований и научных статей, но единой позиции по этому вопросу не существует до сих пор. Более того, профессор Хейки Суммала из университета Хельсинки в одной из своих работ назвал попытки поиска универсальной величины, выражающей время реакции водителя, совершенно бессмысленным занятием — как с практической, так и с теоретической точек зрения. Дело в том, что поведение сидящего за рулем зависит от множества факторов. Например, на стоп-сигналы идущей впереди машины водитель отреагирует скорее, чем на неожиданно возникшее препятствие, равно как и реакции человека, знакомого с дорогой, будут быстрее, чем у того, кто едет по ней впервые.
Интересные данные можно обнаружить в исследовании, результаты которого опубликовали в 1982 году Сивак, Олсон и Фармер. Они установили антенну радара на бампере тестового автомобиля и с ее помощью регистрировали изменения в скорости. В результате более чем полутора тысяч экспериментов ученые выяснили, что отреагировать на возникшую опасность за 0,48 секунды или даже быстрее способны лишь 5% водителей, а вот временного отрезка в 2,4 секунды достаточно для 95% всех участников исследования. При этом одной секунды хватает ровно половине водителей. Правда надо иметь в виду, что в ходе экспериментов измеряли реакцию на стоп-сигналы идущей впереди машины, а это самый наиболее привычный любому водителю повод для начала торможения.
И хотя одну секунду часто используют в качестве среднего значения времени водительской реакции, эту величину надо понимать как очень условную. Казалось бы, речь идет о мизерных временных интервалах, не имеющих значения в реальных дорожных условиях, вот только машина на скорости 100 км/ч проезжает за 0,1 секунды почти три метра. И эта дистанция вполне способна разделять безопасную остановку и довольно серьезную аварию.
Пятно контакта
Не менее, а подчас и более серьёзно на эффективность торможения влияют покрышки. В свою очередь, качество их работы зависит от огромного количества факторов — от температуры самих покрышек до степени загрузки автомобиля. Но главный из них — качество покрытия. Летние покрышки должны уметь бороться с аквапланированием, цепляться за мокрый асфальт и отменно вести себя на хорошем, сухом покрытии. Зимним и того сложнее: их ждет лед, снег различной глубины и плотности, а кроме того, все тот же асфальт с присущими ему «летними» проблемами.
Ведущие производители отрасли тратят на разработку новых моделей сотни миллионов евро в год, потому для каждого типа покрытия у них есть собственные ноу-хау, причем нередко весьма хитроумные. Большинство хитростей основаны на том, что в момент торможения рисунок протектора в пятне контакта деформируется, а значит, нужно либо найти способ противостоять этой деформации, либо обратить ее себе на пользу. При этом сравнительные тесты часто показывают, что покрышки, демонстрирующие отличные результаты на одном типе покрытия, на другом нередко оказываются заметно хуже продукции конкурентов.
Есть, конечно, и общие принципы. Например, чем больше пятно контакта, тем лучше. Кроме того, чем выше продольная жесткость протектора, тем эффективнее он работает при торможении. Огромную роль играет не только состав и типоразмер шин, но и степень их износа. Каждый автовладелец знает, что покрышки в ходе эксплуатации стираются, а рисунок их протектора становится менее глубоким (что интересно, на ускорении автомобиля это почти никак не отражается — более того, нередко изношенные покрышки обеспечивают даже лучшую разгонную динамику). А вот с торможением все хуже — чем сильнее износ, тем больший путь пройдет машина до полной остановки. И если на сухом асфальте эта особенность проявляется не так ярко, то на мокром или скользком покрытии разница куда более заметна. Протектор не так эффективно отводит воду из пятна контакта, да многие другие механизмы работы, заложенные в него производителем, уже не функционируют, как задумано. Так что не стоит использовать покрышки до полного износа, несмотря на то, что это одни из самых дорогих «расходников».
Сила трения
Наконец мы добрались до того, с чего, казалось бы, следовало начать — тормозная система автомобиля. Это довольно сложный механизм, но мы сфокусируем внимание на одном его компоненте — колодках. Полвека назад самым распространенным материалом для изготовления колодок был асбест. Прочный и жароустойчивый — идеальный, казалось бы, материал, но, к сожалению, очень вредный.
Именно поэтому в 80-х годах в Европе и Америке появился запрет на использование асбеста в производстве фрикционных элементов. Замен было найдено сразу несколько. Органические составы — дешевые, но не слишком эффективные, керамические, которые, напротив, очень хорошо работают, но не любят низких температур и дорого стоят, и, наконец, полуметаллические, которые казались идеальным компромиссным вариантом. В их составе активно использовалась медь, которая выполняла одновременно фрикционные и теплоотводные функции.
И тут снова в игру вступили экологи, обнаружившие повышенное содержание меди в водоемах. В результате к 2025 году содержание меди в тормозных колодках не должно превышать 0,5 процента. Проще говоря, ее там быть не должно. Одни из крупнейших производителей тормозных колодок, Delphi Technologies, сыграл на опережение и уже сегодня предлагает тормозные колодки, в производстве которых медь не используется вовсе. Сложностью разработки таких колодок был тот фактор, что при удалении меди нельзя было не только потерять в качестве, но напротив — нарастить эффективность фрикционной системы. И у инженеров это получилось: новые составы лучше не только в экологическом отношении, но в других ключевых параметрах. Они и долговечнее, и лучше останавливают автомобиль. Более того, марка Delphi разработала на «безмедной» основе два десятка различных фрикционных смесей, поэтому ее продукция походит 95% автомобилей европейских и азиатских марок. Кроме того, все колодки Delphi Technologies отличаются фирменным ноу-хау — 3-миллиметровым нижним слоем особого фрикционного материала, который подавляет шумы выше 70 Дб и работает как теплоизолятор, обеспечивая колодкам дополнительную прочность.
При внешней простоте тормозная колодка продукт на удивление высокотехнологичный. Фрикционная смесь включает множество компонентов, выполняющих разные функции — абразивные, смазывающие, теплоотводящие и шумоподавляющие. Есть в их составе даже вещества, препятствующие возгоранию фрикционной накладки из-за перегрева. Именно поэтому выбор тормозных колодок по принципу минимальной стоимости не имеет в конечном счете даже экономического смысла. Сделать по‑настоящему хороший продукт под силу крупным и известным компаниям, и стоить три копейки он не может по опрелелению. А некачественные колодки могут принести самые разные сюрпризы, причём сплошь неприятные. От повреждения тормозных дисков до самых разнообразных последствий, которые может повлечь плохая работа тормозной системы.
Тут стоит заметить, что даже качественные колодки необходимо регулярно менять. Как правило, они выдерживают 20−30 тысяч километров пробега, но эта величина условная. Куда надежнее ориентироваться на остаточный слой фрикционного материала, который не должен быть меньше 2−3 миллиметров. Причем важно следить за состоянием не только внешних, но и внутренних колодок. Специалисты Delphi Technologies рекомендуют подходить к процедуре замены колодок более тщательно, чем это обычно делают не то что автовладельцы, но даже сотрудники авторемонтных мастерских. Перед установкой новых компонентов надо тщательно очистить супорт от грязи, а вместе с колодками лучше заменить вспомогательные элементы — пыльники, болты и направляющие. Это не сильно увеличит стоимость процедуры, но вы будете уверены, что вас не подведет какая-нибудь мелочь. После установки колодки нужно притереть к дискам; сделать это просто, достаточно два-три раза разогнаться до 70−80 км/ч и резко уменьшить скорость до 20−30 км/ч. После этого новые колодки будут полностью готовы к бою, и можно смело отправляться в путь. Вот только не забывайте о том, что мы писали выше: на эффективность торможения влияет огромное количество факторов, и водитель обязан учитывать их все. Так что с летней резины на зимнюю и обратно тоже переходить не забывайте.
