Автомодель - настройка и управление. Глава 1.2

<<<Глава 1.1 Шоссейные шины    |    Продолжение следует>>>

Внедорожные шины радиоуправляемых моделей автомобилей

Автор статьи: Bruno Heremans / оригинал статьи / обсуждение статьи

Шины для бездорожья действуют иначе, чем шоссейные шины. Их рисунок протектора, как правило, включает шипы, врезающиеся в землю или же ряд небольших шипов, царапающих поверхность почвы. Такой тип существенно отличается от модели, описанной выше, где основным принципом является трение и которая предназначена для твердой, гладкой поверхности и обладает унифицированным резиновым полем зацепления.

Сцепление шины с поверхностью при езде по бездорожью нередко имеет свои сложности, повороты затруднены и отличаются большей непредсказуемостью, приходится сталкиваться с разнообразными видами почв и естественными преградами.

Рисунок протектора

Размер шипов/блоков

Одно из главных общепринятых правил гласит: "Чем мягче грунт, тем более крупными должны быть шипы". Длинные шипы действуют, глубоко проникая в мягкую почву, в то время как короткие обычно царапают ее верхний слой.

Помните, что длинные шипы и очень мягкие по структуре почвы сочетаются не слишком хорошо, в этом случае острые шипы только проворачиваются, вместо того, чтобы глубоко проникать в грунт.

Важным фактором является, также, "укороченность". Толстому, короткому, "низкому" и широкому в диаметре шипу будет нелегко проникать в почву. Однако здесь есть и положительный момент: он будет успешно сохранять форму. Таким образом, налицо два условия, при которых достигается эффективность толстых шипов.

Условие 1: важно, так или иначе, чтобы значительная часть шины соприкасалась с поверхностью, чтобы шина ложилась по-настоящему плотно. Некоторые поверхности отвечают этому требованию; это, например, разного рода искусственные покрытия, такие, как пол в спортивном зале или некоторые виды грунта, состоящие либо из мельчайших гранул, либо из гранул округлой формы.

Условие 2: неровные поверхности, покрытые "булыжниками". Когда грунт высыхает, он становится похож на цемент. Иногда он располагается равномерно, иногда образуются разломы. Разломы чаще всего и в первую очередь образуются в зонах приземления после скачков, а также на поворотах. Но, так или иначе, когда кусок грунта раскалывается, то остается немного пыли, углубление и очень острый край. Короткие и толстые шипы лучше всего приспособлены для контакта именно с такими краями. Этот тип шипов не слишком скользит, и, кроме того, он не захватывает и не увлекает за собой край.

Существует еще одно основополагающее правило. Чем сильнее сцепление шин с дорогой, тем короче должны быть шипы. Или же: чем выше мощность, тем короче надлежит быть шипам. Шипы не должны слишком сильно сгибаться, вот и все.

Форма шипов/блоков.

Большинство шипов имеют коническую форму. И это очень хорошо, поскольку такая форма придает им некоторую жесткость и обеспечивает соответствующее широкое основание, которым они крепятся к каркасу шины. Шипы цилиндрической формы обычно сгибаются легче.

Существует особый рисунок протектора, называемый Ступенчатый Шип( Step Pin).

Как следует из самого его названия и как показано на рисунках, подобный шип имеет ступенчатую форму. У него широкое, короткое основание и еще один тонкий дополнительный шип в верхней части. Значение ступенчатых шипов для шины трудно переоценить. Они являются наиболее подходящими для не утрамбованной, вязкой или сырой поверхности. Узкий кончик шипа легко и довольно глубоко врезается в грунт, а толстое, прочное основание придает ему необходимую устойчивость, поэтому шип не слишком сильно сгибается. Но есть и кое-что еще: поскольку толстое основание шипа занимает определенную часть пространства, плотность шипов оказывается довольно низкой. Таким образом, вы получаете превосходный, должным образом укрепленный шип, на который оказывается сильное давление. А именно это и необходимо для перемещений по вязкому и мягкому грунту.

Существуют и другие, более экзотические формы шипов. Однако, как представляется, они могут быть использованы только в центральном сегменте. По бокам необходимо нечто без определенного направления, в форме круга. Или же, если существует необходимость, в форме квадрата.

Шипы или блоки

Круглые шипы обеспечивают равномерное, во всех направлениях сцепление шин с дорогой, это унифицированный тип, и они несколько легче скользят. Они чрезвычайно практичны на сложных, ухабистых трассах с низкой силой сцепления.

Квадратные блоки соприкасаются с поверхностью более жестко, при их использовании может дать ощущение несколько более эффективного сцепления, в особенности на гладких твердых поверхностях. При переднем ходе также ощущается более хорошая тяга. Это, вероятно, достигается благодаря тому, что каждый блок имеет более широкий край, который при движении соскребает больше грунта. (Из всех двухмерных фигур окружность обладает наименьшей длиной при заданной площади поверхности). (Этот принцип также справедлив и для трехмерных объектов: у шара наименьшая площадь поверхности при заданном объеме). (Обещаю в дальнейшем не слишком докучать вам геометрией).

Плотность шипов/блоков

Для заданной ширины шины плотность расположения шипов обратно пропорциональна ширине каждого отдельного шипа. Обычно имеется некий оптимальный вариант, при котором шина действует наилучшим образом. Например: если шина превосходно взаимодействует с дорожным покрытием при больших нагрузках, но не обеспечивает надлежащего сцепления при их отсутствии, то рисунок протектора, вероятно, слишком плотный. Такое может произойти, когда поверхность очень пыльная или мягкая. Шины с большим количеством шипов не приспособлены для пыльного грунта: пространства между шипами недостаточно для преодоления покрытых пылью участков.

Шины, разработанные для передвижения по липкой грязи, обычно снабжены чрезвычайно редким шиповым покрытием, поскольку необходимо мощное давление на шип, чтобы вдавить его в грязь. Избыточное количество шипов означало бы отсутствие необходимого давления на каждый из них. Кроме того, когда шипов слишком много, они замедляют скорость автомобиля из-за прилипания к ним грунта.

Необходимо еще кое-что добавить к вопросу о расположении рисунка протектора. У вас может быть рисунок с равномерно расположенными шипами, однако здесь существует определенная зависимость от его направления. Просто взгляните на рисунок, и вы увидите, что я имею в виду. Посмотрите на левую (внутреннюю) сторону шины. Шипы располагаются с высокой плотностью, если смотреть на шину спереди или сзади. Такой рисунок протектора обеспечивает превосходное сцепление с поверхностью дороги при движении вперед. А теперь бросьте взгляд на правую (внешнюю) сторону шины. При взгляде спереди или сзади между рядами шипов обнаруживается обширное пространство. Если же посмотреть с боку, то шипы располагаются часто. Такой дизайн придает шине замечательное боковое сцепление с поверхностью дороги; при этом легче контролировать процесс скольжения, это также придает уверенности на поворотах.

И вот, вы думаете - какой гениальный ход: соединить два типа шипов на одной шине. Однако это не так. Рисунок протектора неплох, хотя отнюдь не совершенен. Сцепление с поверхностью, которое он обеспечивает, слишком зависит от угла развала передних колес, при этом деформация рисунка неравномерно распространена по каркасу шины.

Чему это может нас научить? Преимущественно тому, что существует 2 вида шин, если классифицировать их по типу расположения шипов.

Центральный рисунок протектора

Некоторые шины имеют в центре более крупный рисунок протектора. Часто в форме букв Х, I или Т.

В любом случае это кардинальным образом повышает силу переднего сцепления.

Обратите внимание на то, что у радиоуправляемых моделей с 4WD-приводом большая сила переднего сцепления подразумевает большую эффективность рулевого управления, когда передние шины вытягивают переднюю часть автомобиля на повороте.

Почему расположенный по центру крупный рисунок протектора повышает силу переднего сцепления? Когда вы даете полный газ, именно на центральную часть шины приходится основная нагрузка. При высокой скорости центр шины является единственной деталью, время от времени соприкасающейся с поверхностью. Ничего не получится, если резина слишком мягкая; в этом случае на лицо будет "эффект ножа для пиццы" ('pizza cutter effect'). Он наступает, когда шина взмывает в воздух под действием центробежной силы.

В любом случае, для центральной части рисунка протектора вам понадобится нечто вроде перекладин или же он должен быть выполнен в виде буквы "Х". Он может быть широким, поскольку это способствует переднему сцеплению, кроме того, он может быть довольно крупным, так как расположенные в других местах шипы не слишком плотно прилегают к поверхности грунта, поэтому на него приходится наибольшее давление. Этот фактор обычно сопровождается направленной вниз силой. Лично я больше предпочитаю тип "Х" по сравнению с горизонтальными перекладинами (тип "I") - он обладает своего рода саморегулированием, в отличие от перекладин.

Состав резины

"Чем мягче поверхность дороги, тем тверже резина и наоборот". Это основное правило. Хотя есть одно исключение. Некоторые синтетические поверхности, к примеру, ковер или отполированный пол требуют специально разработанных смесей, таких, как Желтая Смесь Шумахера (Schumacher's Yellow compound) и смесь под названием Medial Pro's Indoor для закрытых помещений.

Твердые смеси

Примером в этом случае могут служить Losi Gold, ProLine XTR, Schumacher Blue & Green. Они отлично подходят для очень мягких поверхностей, таких как грязь, сырая влажная скользкая земля и трава. Основная идея здесь в том, что шина не двигается, тогда как почва подвижна.

Шины из твердых смесей нечувствительны к смене вставок. Совершенно все равно, будете ли вы использовать твердый вариант, мягкий или же вообще без них обойдетесь.

Смеси средней твердости

Например, Losi Silver, ProLine M2, Schumacher Silver. Эти смеси хорошо приспособлены для большинства грунтовых покрытий. Они являются лучшим вариантом, если наличествует мягкая трасса, или поверхность дороги подвержена разрушению.

Мягкие смеси

Например, Losi Red, ProLine M3, Schumacher Pink. Шины из мягких резиновых смесей превосходно подходят для очень твердых, гладких поверхностей, т.е. там, где резиновая смесь более важна, чем рисунок протектора.

Выбрать правильную смесь для определенной трассы - нелегкая задача. Для того, чтобы "читать" трассу необходим богатый опыт. Для начала лучший способ - это встать на колени и пощупать грунт пальцами. Если он очень твердый, состоящий из мельчайших гранул, то почти наверняка вам потребуются шины из мягких смесей. Даже если там присутствует тонкий налет не утрамбованной пыли.

Однако если присутствует резиновое покрытие, вероятно, предпочтительным вариантом будет смесь средней твердости. Если сила сцепления в норме, нет необходимости использовать мягкий, гибкий тип шины. Такая шина будет слишком сильно изгибаться в разные стороны, поэтому возникнет ощущение неустойчивости.

При гонках на грунте такая сырая резиновая смесь не так уж важна. Единственным различием здесь является то, что мягкая шина сильнее липнет к поверхности, а шина из смеси средней твердости более устойчива, поскольку ее форму лучше сохраняет каркас. Управление автомоделью затрудняется по мере высыхания дороги, или когда ней имеются участки твердой и мягкой поверхности. В этом случае, вероятно, лучшим выходом будет провести нечто вроде теста с установкой различных шин.

Форма каркаса

Круглый каркас

У этих шин округлая поверхность соприкосновения, поэтому они не обладают чувствительностью к выпуклостям дорожного покрытия. Они превосходно подходят для сырых, изрезанных колеями трасс; они обеспечат ровный ход и не будут цепляться за колеи, что не позволит автомодели перевернуться. Недостаток здесь в том, что шина не обеспечивает достаточного переднего сцепления.

Плоский каркас

У этих шин плоская или почти плоская поверхность соприкосновения. Они обеспечивают замечательное переднее сцепление, и если развал передних колес отрегулирован надлежащим образом, то и превосходный уверенный ход, но только на гладких поверхностях. На сырых участках трассы они ведут себя неуверенно и легко могут способствовать опрокидыванию автомодели.

Размер диска колеса

Большой диаметр диска

Если вы используете несколько бОльший диаметр диска, например, если вы используете старую двухдюймовую шину для 2,2-дюймовых дисков, вам придется немного оттянуть боковую стенку шины, сделав ее менее эластичной и более плоской. Если вы в этом перестараетесь, каркас шины изогнувшись потеряет форму и сцепление с поверхностью дороги будет очень слабым. Но если вы все сделаете правильно, такая операция сможет сделать шину немного более чувствительной к управлению и устойчивой, хотя возможно и не такой эффективной при столкновениях с препятствиями.

Более широкие диски

Похоже, использование немного более широких, чем необходимо, дисков стало в наши дни модой, вероятно из-за того, что они очень хорошо сочетаются с шинами из очень мягкой резины. Использование несколько более широкого диска растягивает каркас, делая его ниже, шире и прочнее. Чувствительность шины при этом возрастает, и она становится несколько более удачным вариантом для гладких поверхностей.

Пенные наполнители (вставки)

В каркасах шин настоящих автомобилей используются жесткие материалы и воздух под давлением, в моделях используются вставки. По моему скромному мнению последний вариант более интересен. Я берусь утверждать подобное, поскольку давление воздуха действует одинаково во всех направлениях и при этом неважно, высокое оно или низкое. Имеющая определенную форму вставка может обеспечить высокое давление на определенный сегмент шины и оказывать очень слабое давление на другой или вовсе не оказывать на него никакого давления. Как бы там ни было, вставка имеет чрезвычайно большое значение.

Итак, мягкая, твердая, широкая, узкая… С чего начать?

Решение в пользу широкого или узкого варианта, вероятно, самый легкий аспект проблемы. Широкий это хорошо. Пенный наполнитель должен, по крайней мере, соответствовать шине. Если он на 10%-20% шире, то это, кажется, тоже неплохо работает.

Жесткость: тут всегда необходим компромисс. Твердая вставка хороша, поскольку он лучше поддерживает каркас шины. (Шина не заворачивается на поворотах). В то же время твердая не всегда годится, поскольку снижает "способность поглощать неровности" (.

Таким образом, в случае с гладкими поверхностями выбор очевиден: применяем твердые вставки. На изрытых колеями трассах приходится идти на компромисс. Если взять слишком твердые, автомодель будет постоянно подскакивать, если же использовать слишком мягкие, она будет скользить на поворотах.

В этой ситуации мне удалось обнаружить еще один чрезвычайно важный фактор: внутренний диаметр пенного наполнителя. Наполнитель должен очень плотно прилегать к ободу, чтобы он не смещался при езде.

Наиболее таинственным фактором из всех является толщина. Или, иными словами, "воздушный промежуток" между шиной и вставкой. Существуют две основные работающие системы.

Система №1: широкий, но тонкий наполнитель. В этом случае каркас шины поддерживается надлежащим образом, но вверху (в поле зацепления) образуется воздушный промежуток. Поэтому та часть шины, где расположено поле зацепления, может сместиться. Так вы заставите каркас работать как в случае с шоссейной шиной. В шине будет происходить "внутреннее скольжение". Неудивительно, что такой вариант отлично подойдет для сверхтвердых, ровных поверхностей. Практически идеальным покрытием в этом случае является асфальт.

Данная система вполне эффективна для создания сцепления со скользкими поверхностями, где незначительна сила трения. Однако и тут есть недостаток: она может придать шине излишнюю гибкость и неустойчивость на ухабистых участках трассы.

Система №2: по настоящему объемный наполнитель. Это полная противоположность Системе №1: вы запираете каркас и оставляете всю работу шипам. Больший по размеру наполнитель растягивает каркас как эластичный бандаж. В итоге шипы выступают по-настоящему высоко и отлично сопротивляются сгибанию. Что само по себе хорошо. Недостаток: поглощение неровностей происходит не слишком эффективно. Но в целом движение при этой системе происходит ровно и автомобиль очень и очень устойчив.

Если вы читаете эти строки, это означает, что вы ознакомились с первой, наиболее важной, самой длинной и кошмарной главой. Поздравляю! :)