Цена Тяжелой ноги

Честно говоря, впервые словосочетание «тяжелая нога» я услышал от испытателей, и в ту пору меня поразило, что этим термином не пользуются транспортники. Скорее всего, так получилось потому, что руководители автопредприятий попросту «вешало всех собак» на водителя, а у испытателей каждый рейс проходил под контролем беспристрастных приборов. Они-то и показывали: у некоторых водителей расход топлива и резины намного больше, чем у их коллег. Вот про них-то и говорили: «тяжелая нога». Примечательно, что для того, чтобы понять, почему это обычная человеческая нога вдруг становится «тяжелой», вполне достаточно школьного курса физики.


Начнем с очевидных вещей. Для того, чтобы переместить «тело массой М из пункта А в пункт В на расстояние S» надо совершить некоторую работу. Так гласит школьный учебник физики. Понятно, что «тело массой М» просто так никто перемещать не будет, а значит, в том возникла необходимость. А потому вот эта-то работа и является полезной. И для ее совершения мы гоняем грузовики, масса которых лишь немногим менее массы «тела», тратим топливо, платим зарплату… Увы, «нуль-транспортировка», столь популярная у фантастов, нам пока недоступна. К тому же еще неизвестно, каковы необходимые для нее энергозатраты, но что-то подсказывает: и после ее открытия будет проще и дешевле погрузить «тело» на колесное транспортное средство и отвезти куда надо…

Теория автомобиля гласит: вырабатываемая двигателем энергия расходуется на преодоление сопротивления воздуха и сопротивления качению. А что остается, то тратится на разгон или преодоление препятствий. У воздуха своя специфика. Во-первых, он начинает создавать сколько-нибудь заметное сопротивление на скоростях «более 60 км/ч» (так по учебнику), а по личному мотоциклетному опыту, так и вовсе после 80 км/ч. Во-вторых, сэкономить «на воздухе» удастся не так уж и много – процентов пять. Ими пренебрегать, конечно же, не стоит, но тут проявляется третий момент: вопрос достаточно громоздок, чтобы ему посвятить отдельную статью. А потому обратимся к сопротивлению качению.

По дороге катится шина, или «резина». Это прозвище точно отражает главный компонент шины и особенности ее качения. Дело в том, что, во-первых, резина податлива и упруга. А во-вторых, для сжатия резины нужно приложить заметно большую силу, чем та, под действием которой она затем распрямится. То есть часть энергии съедает внутреннее трение. Понятно, что большую часть работы берет на себя закачанный внутрь колеса воздух, но ведь и прогиб шины никуда не исчезает. Соответственно, чем сильнее прогибается резина, тем больше энергии остается у нее внутри. Чем быстрее катится шина, тем за меньшее время происходит прогиб, тем быстрее внутрь резины «закачивается» энергия, тем больше мощность сопротивления качению. И тем сильнее нагрев шины и ее износ.

Надо заметить, что шина не только огибает беговой дорожкой неровности дороги. В повороте протектор перемещается относительно боковин к центру – ученые мужи в таком случае говорят о «боковом уводе колеса». Еще более хитрая штука – деформация под действием тяговой или тормозной силы. Ведь обод передает шине усилие по всей окружности посадочной поверхности, а шина может передать его дороге только в пятне контакта. Впрочем, гистограммы, графики и эпюры мы оставим докторам шинных наук. Для нас же важно только то, что скорость вращения беговой дорожки шины может заметно отличаться от скорости вращения обода. То есть возникает своего рода «скольжение». Даже при отсутствии реального скольжения в пятне контакта.

Насколько оно велико? Теория автомобиля говорит, что максимальное ускорение или замедление достигается при проскальзывании примерно в 30%. И это грань срыва в полное и безоговорочное скольжение в пятне контакта. Но! Во-первых, никакой четкой границы не существует, да и не может существовать – резина же! А во-вторых, для разных шин эта величина будет разная. Любители точности могут запросить шинную компанию о конкретных величинах, но практической выгоды с этого получить не удастся.

Есть простой способ убедиться в справедливост