Kodėl sportiniams automobiliams taip sunku apsisukti?

Sportinių automobilių savininkai vengia juos naudoti kasdien. Prastas matomumas, tragiškos degalų sąnaudos, ribota erdvė salone yra kelios iš priežasčių, kodėl ne daug kas ryžtasi kasdien į darbą važiuoti sportiniu automobiliu. Dar viena priežastis – didelis apsisukimo spindulys. Tik kodėl sportiniams automobiliams sunku apsisukti nenaudojant atbulinės pavaros?

Jeremy Clarksonas kadaise stebėjosi, kad labai mažas KTM X-Bow turi labai didelį apsisukimo spindulį. Vos 3,7 metrų ilgio sportinis automobilis gali apsisukti tik 10,8 metrų pločio erdvėje. Iš tikrųjų, prastu manevringumu parkuojant skundžiasi daugybės sportinių automobilių savininkai. Tik kodėl?

Žinoma, tai nėra didelė problema. Nieko baisaus, jei stovėjimo aikštelėje teks šokinėti tarp atbulinio ir pirmo bėgio – juk parkavimas yra tik nedidelė kelionės dalis. Kas atsisakytų KTM X-Bow, Ariel Atom, Ford Focus RS ar Renault Clio V6 vien dėl to, kad jiems sunku apsisukti siauroje gatvėje? Tačiau vis tiek įdomu, kodėl būtent sportiniai automobiliai pasižymi didesniu apsisukimo spinduliu.

Kas lemia apsisukimo spindulio ilgį?

Automobilio apsisukimo spindulys priklauso nuo kelių pagrindinių dydžių – ratų bazės ilgio, vairuojamų ratų pasukamumo, padangų pločio. Theautopian.com mini tokią apsisukimo spindulio (R) formulę – R= 0,5 Padangos plotis+(ratų bazės ilgis/ SIN(ratų pasukimo kampas)). Ši formulė iš tikrųjų yra supaprastinta ir neapima prie maksimalaus vairo kampo kartais sunkiai išvengiamo praslydimo. Bet gilyn į matematiką nesileisime. Tiesiog turėkite omenyje, kad gamintojas gali imtis kelių priemonių apsisukimo spinduliui sumažinti.

Galima trumpinti ratų bazę, bet tai padaryti sunku, nes nuo atstumo tarp ašių priklauso labai daug. Automobiliai su ilgesne ratų baze įprastai yra patogesni ir stabilesni, o viduje yra daugiau vietos.

Galima rinktis siauresnes padangas. Vėlgi, tai padaryti nėra lengva, nes nuo padangų pločio priklauso kontakto su kelio danga plotas. Platesnės padangos generuoja stipresnį sukibimą. Be to, padangų plotis toje aukščiau užrašytoje formulėje sudaro nedidelę dalį.

Galima didinti priekinių ratų pasukamumą. Tai, tikriausiai, yra geriausias kelias, bet ir tai padaryti sunku. Vairavimo kampą lemia daugybė veiksnių, kurių suderinimas yra sudėtinga geometrinė užduotis.

Galima ir galinę ašį padaryti vairuojama. Šiuo keliu dabar eina nemažai didelių automobilių gamintojų, nes pasiekti galima išties daug. Štai standartinio Z223 Mercedes-Maybach S-Class limuzino apsisukimo spindulys (pusė apsisukimui reikalingo pločio) – 6,55 m, bet pirkėjas jį gali sumažinti iki 6,1 ar net 5,6 metrų, jei papildomos įrangos užsakymo lape padės varnelę ties galiniais vairuojamais ratais.

Kodėl sportiniai automobiliai dažnai pasižymi dideliu apsisukimo spinduliu?

Ne visi, bet daug sportinių automobilių pasižymi prastu manevringumu parkuojant ar bandant apsisukti ant siauros gatvės. Daug modernių sportinių automobilių šios problemos neturi ir gali būti naudojami kasdien be didesnių problemų. Tačiau dar visai neseniai sportiniai automobiliai sunkiai rasdavo vietos apsisukti.

Sportiniai automobiliai yra skirti greitam ir entuziastingam vairavimui. Saugumui ir vairavimo malonumui labai svarbu, kad toks automobilis turėtų optimalų sukibimą su kelio danga ir galėtų efektyviai stabdyti. Todėl sportiniai automobiliai dažnai turi didesnius ratus – juose galima įkurdinti didesnius stabdžių diskus, o platesnės padangos turi didesnį kontakto su kelio danga plotą. Tačiau platesnei sportinio automobilio padangai tiesiog nėra kur giliau sulįsti į sparną – erdvė prie važiuoklės komponentų ir automobilio kėbulo konstrukcijos nėra begalinė.

Šis efektas yra ypač ryškus karštuosiuose hečbekuose – kai paprastas kasdieniškas automobilis gauna sportinę važiuoklę ir didesnius ratus, jo apsisukimo spindulys dažnai stipriai išauga. Iš dalies to galima išvengti platinant važiuoklę – gamintojai ir taip tai daro siekdami geresnio stabilumo – bet vietos trūkumas vis tiek neleidžia pasukti priekinių ratų įprastu kampu.

Iš dalies taip yra dėl saugumo standartų ir bandymų. Populiariame bandyme automobilis į kliūtį trenkiasi tik nedidele priekio dalimi (galite įsivaizduoti, kad į betono bloką įvažiuojama priekiniu žibintu). Dėl to saugumo konstrukcija turi būti pakankamai arti automobilio krašto, o tai, žinoma, nepalieka daug vietos priekiniams ratams pasisukti.

Renault Clio V6 yra labai karštas hečbekas, pasižymintis dideliu apsisukimo spinduliu. Atrodo, kad vietos priekinių ratų judėjimui čia turėjo pakakti – juk variklis buvo įkurdintas vietoje galinės sėdynės, o ir pusašių priekyje nebeliko. Tačiau šios transformacijos metu saugumo konstrukcija, įskaitant ir važiuoklės tvirtinimo taškus, nepasikeitė, todėl Clio V6 dėl sportinės važiuoklės ir platesnių padangų apsisuka tik didesnėje nei 13 metrų pločio erdvėje.

Yra ir kitų priežasčių, kodėl arkoje nėra daug vietos ratą pasukti labiau. Kompozitinė konstrukcija (pavyzdžiui, KTM X-Bow anglies pluošto bazė) dažnai yra didesnė, nors ir sveria mažiau. Be to, sportiniams automobiliams labai svarbus ir platformos standumas, dėl to automobiliai turi stambią konstrukciją. Galiausiai, sportinės važiuoklės komponentai patys savaime gali pareikalauti daugiau erdvės.

Be to, sportinio automobilio vairo mechanizmas turi būti greitas ir tikslus – tai padeda išvengti rankų kryžiavimo ir leidžia preciziškai įveikti posūkius. Problema ta, kad dėl to būtų lengva ratus pasukti per daug ir taip galima prarasti sukibimą. Greito vairo, stabilumo ir aštraus ratų pasukimo trikampyje sunku sujungti visus tris taškus. Taigi, gamintojai yra linkę apriboti pasukamumą, kad pagerintų automobilio stabilumą ir išvengtų vairo mechanizmo patikimumo problemų. Jei Clio V6 ratai galėtų pasisukti tiek, kiek įprasto šalto Clio, dar daugiau šių automobilių būtų apsisukę prieš vairuotojų norus.

Apskritai, sportinių automobilių programose manevravimas nedideliu greičiu (pavyzdžiui, apsukant ar parkuojant automobilį) tiesiog nėra didelis prioritetas. Ir ne tik sportinių, bet ir lenktyninių automobilių kūrėjai apsisukimo spinduliui ypatingo dėmesio neskiria. Jei norite sužinoti Formulės 1 bolido apsisukimo spindulį, pasižiūrėkite į aštriausią sezono posūkį – inžinieriai pagal jį sureguliuoja vairo sistemą. Greitas, tikslus vairas, tvirta ir standi važiuoklė bei geras didelių padangų garantuojamas sukibimas yra svarbiausi prioritetai. Taigi, kai tenka spręsti važiuoklės geometrijos klausimus, apie prekybos centro aikštelę galvojama mažai.

Ir ne visi sportiniai automobiliai kenčia nuo labai prasto apsisukimo spindulio. Elektroninės stabilumo sistemos padeda išvengti problemų, kurias anksčiau sukeldavo didelis priekinių ratų pakreipimas. Palyginimui, Porsche 911 (beje, ar žinote, kad šis modelis galėjo būti vadinamas 901?) 993, gamintas 1993-1998 metais, galėjo apsisukti tik 12,6 metrų pločio erdvėje, nors šio automobilio ilgis – 4,26 m. Tuo tarpu 2020-ųjų Porsche 911 (992) yra šiek tiek didesnis nei 4,5 metrų ilgio, tačiau apsisuka 11,2 metrų pločio erdvėje. Tai – neblogas rezultatas, turint omenyje, kad modernus 911 turi platesnes padangas, geresnę saugumo konstrukciją ir ilgesnę ratų bazę. Ir, žinoma, nepaisant didesnio ratų pasukamumo, 992 yra žymiai stabilesnis už 993.