Секреты Торможения: Мотоциклы против Автомобилей

На бумаге у нас есть результаты измерений, полученные с использованием точных инструментов; на экране компьютера — кадры с видеосъемки. Проанализировав их, я не могу не почувствовать облегчение от того, что был на мотоцикле, находясь примерно в трех метрах позади автомобиля. Мы собираемся разрешить спор о том, чей тормозной путь короче: у автомобиля или у мотоцикла. Для тех, кто заканчивает свое знакомство с результатами нашего уникального эксперимента на тестовой трассе в Дмитрове, давайте подчеркнем самое важное: в чрезвычайных ситуациях при торможении автомобили почти всегда останавливаются быстрее! И это наблюдение актуально не только для мотоциклистов (по крайней мере, для тех, кто здраво мыслит), но и для водителей автомобилей.

Заблуждение, что мотоциклы должны замедляться так же эффективно, как они разгоняются (особенно на сухих, гладких дорогах), вероятно, происходит от их впечатляющей динамики разгона. Даже кажущийся скромным BMW G 310 R с его неприметным 34-сильным одноцилиндровым двигателем может разогнаться до сотни всего за семь секунд! Так что можно было бы ожидать, что мотоциклы будут тормозить так же впечатляюще, не так ли?

Теперь о тестовой трассе. За четырехколесную команду у нас выступают BMW M4, Kia Stinger GT и BMW X3. На двух колесах у нас был разнообразный ассортимент, начиная от массивного туринг-круизера BMW K 1600 Grand America и заканчивая скромным родстером BMW G 310 R. В середине находились три мотоцикла для приключенческих туров (Honda Africa Twin Adventure Sports, BMW R 1200 GS и BMW R 1200 GS Rallye), а также спортбайк BMW S 1000 RR. Если учесть BMW GS Rallye, который был оборудован внедорожными шинами, то наша выборка мотоциклов была действительно обширной.

Мы специально выбрали не идеально ровные дороги, похожие на те, с которыми сталкивается каждый в повседневной жизни. Давление в шинах устанавливалось в соответствии с рекомендациями производителя. Во время торможения мы имитировали паническое нажатие на тормозную педаль (на передний тормозной рычаг и заднюю тормозную педаль для мотоциклов) до активации АБС и полной остановки.

На эффективность мотоциклетного торможения влияет множество факторов. Это начинается с характеристик сцепления шин и их конструкции и распространяется на силы, моменты инерции, изменения сжатия вилки во время замедления, позиционирование и движения водителя, конструкцию тормозной системы и наличие АБС, среди других продвинутых систем помощи. Тем не менее, наш главный редактор, который увлечен мотоциклами, но в то же время крайне аккуратен, настаивал бы на обсуждении таких концепций, как “низкая тормозная сила” или, что еще хуже, “чем шире шина, тем больше контактная площадь”. Он немедленно предоставил бы лист бумаги, покрытый векторами как вдоль, так и поперек, и вступил бы в беспощадное стремление к обоснованному согласию относительно величины силы трения в контактной площади шины с дорогой.

Итак, чем длиннее колесная база и ниже центр тяжести, тем короче тормозной путь. Это приводит к меньшему количеству нежелательных побочных эффектов во время интенсивного замедления, таких как поднятие переднего колеса или боковые качания, которые характерны для спортивных мотоциклов с короткой колесной базой и обнаженных мотоциклов. Помимо этого, существуют и другие нюансы, которые стоит изучить.

Профессиональные гонщики используют концепцию, известную как “сжатие подвески”, чтобы максимизировать сцепление с дорогой. Гонщики из различных гоночных серий “сжимают” передний амортизатор и моноамортизатор, чтобы нагрузить обе колеса, тем самым увеличив контактную площадь. В то время как многие аспекты определяются линейными отношениями (сила трения в контактной площади является произведением коэффициента трения на вес, покоящийся на колесе), в контексте торможения более широкая контактная площадь действительно преимущество. Однако задолго до того, как передняя шина потеряет сцепление, большинство мотоциклов с короткой колесной базой начинают поднимать заднее колесо в воздух. Чтобы отложить это событие, гонщики наклоняются как можно назад во время торможения, перемещая центр тяжести к заднему колесу. Тем не менее, эти стратегии распространены в профессиональных гонках на закрытых трассах, где доли секунды имеют огромное значение. Но что происходит на обычных дорогах?

Все четырехколесные транспортные средства, при быстром замедлении с 100 км/ч, предсказуемо демонстрировали разные результаты, варьируясь от 36,3 метра (BMW M4) до 39,1 метра (BMW X3). Естественно, мы не отключали АБС, особенно учитывая, что мотоциклы давно оснащены антиблокировочными тормозами. Фактически, обязательное наличие АБС было введено для всех новых мотоциклов с объемом двигателя более 125 см³, продаваемых в Европе с 2015 года. К слову, BMW была среди пионеров, представив в 1987 году модель BMW K 100 с АБС в серийное производство!

Однако даже опытные мотогонщики, как это видно в гонках MotoGP премьер-класса, могут совершить критическую ошибку — блокировку переднего колеса, что гарантированно ведет к бедствию, начиная от относительно мягкой скольжения до падения на землю и, в несчастных обстоятельствах, взлета мотогонщика в воздух. Если бы АБС был разрешен в гонках, можно с уверенностью сказать, что желание зрелищности со стороны зрителей и мотивация организаторов событий и трансляций получать прибыль, скорее всего, слегка поутихли.

Кстати, блокировка заднего колеса также крайне нежелательна. Хотя это не всегда заканчивается аварией, неуправляемое движение задней части мотоцикла далеко не способствует стабильности и сокращению тормозного пути.

Теперь давайте перейдем к мотоциклам. Начнем с лучшего представителя в нашем арсенале: массивный (364 кг в полной загрузке) BMW K 1600 Grand America остановился на кратчайшем расстоянии – всего 42 метра. Удивительно, но для этого двухколесного лимузина не потребовалось никаких компенсационных или оборонительных маневров с моей стороны. Почти невозможно заставить этот двухколесный лимузин встать на переднее колесо, и это можно объяснить самой длинной (1618 мм) колесной базой среди наших испытуемых. Кроме того, тут важную роль играет передняя подвеска Duolever на “Big America”. Особенностью этого квази-автомобильного дизайна является минимальная склонность переднего колеса подниматься, независимо от того, насколько сильно вы тормозите. Иными словами, во время замедления нет рывков или нестабильности – мотоцикл остается твердо устойчивым.

Следующим в нашем списке “тормозных артистов” идет спортбайк BMW S 1000 RR, который остановился на расстоянии 42,5 метра, несмотря на наличие электроники, подобной высокотехнологичному яблоку со всеми плюшками. Он может похвастаться системами Dynamic Damping Control (DDC), Automatic Stability Control (ASC), Dynamic Traction Control (DTC) и интеллектуальным датчиком износа тормозных колодок от Bosch, все интегрированными с системой связанного торможения. Эта система активирует частичное применение задних тормозов, когда вы нажимаете на рычаг переднего тормоза. Стоит отметить, что такая же тормозная система установлена на всех “больших” мотоциклах BMW в нашем тесте, включая BMW K 1600 GA и двух “гусей”, соответственно.

Возвращаясь к обсуждению мотоциклов, одна неоспоримая истина остается непоколебимой: чем короче колесная база, тем более ненадежным становится мотоцикл во время интенсивного торможения – и тем более явственной становится его склонность к перекачиванию.

Honda Africa Twin Adventure Sports, оснащенная стандартным двухканальным АБС, исключительно длинными ходами подвески, передними и задними суппортами тормозов, полностью зависящими от действий райдера, и передним колесом с диаметром 21 дюйм, почти как у велосипеда, отлично справилась. Удивительно, но несмотря на эти характеристики, она опередила своего товарища по классу, BMW R 1200 GS, который имеет переднее колесо диаметром 19 дюймов с шириной профиля 120 мм. Следует напомнить, что, согласно формальным формулам, площадь контакта напрямую не зависит от ширины; вместо этого она изменяет форму и ориентацию контактной площади, потенциально перераспределяя нагрузку внутри нее, сохраняя при этом общую площадь. А про самого «гуся» скажу еще, что он нафарширован электроникой под стать своему тезке-спортбайку, однако все равно до полной остановки потребовалось 45,4 метра.

Но, как гласит поговорка, за качество приходится платить. Honda Africa Twin Adventure Sports поднимала заднее колесо в воздух во время торможения, тогда как BMW R 1200 GS оставалась надежной и стабильной, благодаря своей характерной передней подвеске Telelever. Интересно, что бюджетный BMW G 310 R, оснащенный одним тормозным диском (хоть и с внушительным диаметром 300 мм) и четырехпоршневым радиальным суппортом от Bybre (лицензированным продуктом Brembo), смог остановиться с 100 км/ч почти как грузовой поезд, проехав приличное расстояние в 48,7 метров. Однако важно отметить, что, согласно расчетам Подорожанского, масса не оказывает существенного влияния на уравнение, описывающее максимальное замедление. Эта “индо-европейская” модель, собранная на заводе TVS в Индии, вела себя достойно с ее простой двухканальной системой АБС. Она не пыталась уйти из-под контроля, но результат говорит сам за себя.

Переходя к следующему моменту, давайте обратим внимание на “большого гуся” – BMW R 1200 GS Rallye, обутого в относительно “агрессивные” грязевики Michelin Anakee Wild, который для остановки понадобилось 49,9 метров. Объяснение этому лежит в особенностях работы протектора грязевых шин на асфальте. Однако это сопровождается нежелательным побочным эффектом: во время поворотов мотоцикл начинает покачиваться, и эти качания проявляются даже на наклонах, которые для дорожных шин были бы неважными. Это цена, которую приходится платить за способность преодолевать бездорожье и одна из важных причин для того, чтобы корректировать свой стиль вождения на асфальте. Важно помнить, что все эти похвальные тормозные расстояния были измерены в контролируемых условиях, и в реальной чрезвычайной ситуации следует добавить к ним еще пять, а то и десять метров.

Теперь давайте поговорим о важном аспекте работы АБС. Если эта система действительно помогает сократить тормозной путь, то это происходит в первую очередь потому, что она повышает устойчивость во время замедления, тем самым уменьшая вероятность того, что процесс торможения (и, небось, угрожающая жизни ситуация) полностью зависит от шин, а не от других компонентов конструкции мотоцикла и навыков райдера. Более того, на неровной дорожной поверхности АБС иногда может привести к увеличению тормозного пути.

Но могу ли я, как мотоциклист, превзойти тормозные способности хотя бы кроссовера BMW X3? Эта возможность существует, хотя это в большей степени гипотетический сценарий. Для достижения этого необходимы идеальные условия, такие как разогретые гоночные шины, идеальное асфальтовое покрытие и заранее определенные точки на треке, где начинается торможение. Более того, даже в этом случае любое улучшение тормозного пути, вероятно, будет незначительным. Кроме того, представление о таком сценарии в повседневной жизни владельца круизера кажется фантастическим. В нашем эксперименте мы измеряли тормозной путь спортбайка BMW S 1000 RR с 200 км/ч. “Немецкий” спортбайк весело подпрыгивал на неровностях, пытаясь оторваться от земли, качал задней частью и почти достигал скорости отрыва – остановившись после устрашающих 177 метров!

Что касается мотоциклов с короткой колесной базой, склонных к стоппи, наш педантичный главный редактор настаивает, что вероятность достижения интенсивности торможения, сравнимой с автомобилями, увеличивается при уменьшении коэффициента сцепления. Я бы хотел добавить, что это остается маловероятным из-за новых препятствий, которые представляют скользкие дороги, часто нарушая любые попытки интенсивного торможения.

Но можно ли превзойти АБС на мотоцикле? Ответ – да, но это сопряжено с существенными ограничениями. Мне удалось успешно выполнить это мастерство многократно на гоночных трассах. Однако для этого требуются идеальные условия, такие как разогретые гоночные шины, идеальный асфальт и заранее определенные точки на трассе, где я начинал тормозить. Более того, я не доводил мотоцикл до полной остановки, а лишь снижал скорость перед входом в поворот. Эти условия мало имеют общего с реальной дорожной ездой. Поэтому на своем KTM 990 SMT, где ABS можно удобно отключить одним нажатием кнопки, я обычно держу его активированным. А что, если идет дождь, дорога неровная или другие участники движения выполняют неожиданные маневры? Во всех этих сценариях АБС будет опережать тормозные навыки 99,9% мотоциклистов, независимо от их уровня опыта.

Теперь давайте рассмотрим сценарий, когда мотоцикл вообще не имеет АБС. В таких случаях рекомендуется “опустить” заднюю подвеску, прикладывая задний тормоз и одновременно и плавно давя на рукоятку переднего тормоза, обеспечивая, чтобы переднее колесо находилось на грани блокировки. Интересно, что этот совет остается актуальным даже для мотоциклов с АБС. Однако владельцы современных мотоциклов с объединенными тормозами могут управлять только передним тормозом, при этом электронные системы управления берут на себя остальную часть работы. В будущем эти электронные системы могут не только определять, как применять тормоза, но и принимать решения относительно нашей траектории движения. До тех пор, пока это будущее не наступит, выбор между мотоциклом с АБС и без него сводится к простому вопросу: есть ли у меня счастье и физическое здоровье, чтобы позволить себе мотоцикл без АБС?

Нюансы АБС на двухколесных транспортных средствах

Двухканальный АБС опирается на данные с датчиков измерения угловой скорости передних и задних колес. Когда система обнаруживает разницу (указывающую на возможность блокировки одного из колес), она модулирует давление в соответствующей тормозной цепи, сначала уменьшая его, а затем увеличивая. Однако есть фундаментальное различие между автомобилями и мотоциклами. Автомобили, если они и наклоняются, делают это лишь слегка и часто в противоположном направлении от центра поворота. Мотоциклы, напротив, всегда наклоняются во время поворотов. В 2014 году австрийский производитель KTM, сотрудничая с Bosch, представил технологию “Cornering ABS” на модели KTM 1190 Adventure, став пионером в этой области. Сотрудники BMW последовали этому примеру в 2015 году, назвав свою версию “ABS Pro” (с участием Bosch, конечно). Эти системы выходят за рамки простых датчиков скорости вращения колес и включают в себя датчик наклона. Они не только определяют угол наклона, но и анализируют данные о продольных и поперечных ускорениях, положении дроссельной заслонки, выбранной передаче, режиме двигателя и многом другом. На основе этих данных они принимают решение о том, как распределить нагрузку между передними и задними тормозами в объединенной тормозной системе. Bosch утверждает, что эти решения принимаются на удивление 100 раз в секунду.

Как это проявляется на практике в реальных условиях? Когда я выезжаю на трек на своем KTM 990 SMT, я часто замечаю, что обычный АБС слишком агрессивно вмешивается во время поворотов. Он снимает тормоза задолго до настоящих критических моментов, хотя и с некоторым непроизвольным выпрямлением траектории. Однако, когда речь идет о вмешательстве “поворотного” АБС на BMW S 1000 RR или KTM 1190, это почти незаметный опыт. Тем не менее, он чудесным образом позволяет мне расширить точки торможения без увеличения радиуса поворота. Даже во время самой активной фазы торможения я по-прежнему сохраняю точный контроль над мотоциклом, что позволяет мне менять его траекторию и выполнять маневры, о которых я и не мечтал раньше.

Так Сколько же Пальцев?

Теперь давайте поговорим о одной из самых обсуждаемых тем среди мотоциклистов: сколько пальцев следует использовать на рукоятке тормоза – один, два или, возможно, все четыре? Ответ прост: используйте столько пальцев, сколько необходимо для эффективного замедления вашего конкретного мотоцикла, при этом обеспечивая полный контроль над хватом руля.

Автор: Владимир Здоров
Фото: Никита Колобанов

Оригинальная статья на сайте Авторевью: Точка невозврата: разбираемся в тонкостях торможения на мотоцикле и на автомобиле