Пара последних суток с ледяным дождем спровоцировала очередные ежегодные баталии сторонников и противников шипуемых зимних шин. Поскольку за рулем я почти тридцать дет, а школьные уроки физики не прогуливал – почти безоговорочно становлюсь на сторону приверженцев «гвоздей». И вот почему...
Одна из задач любой шины – обеспечение ее максимального сцепления с поверхностью в зоне пятна контакта. Или увеличении коэффициента трения скольжения в паре шина/поверхность. Рассчитано, что для сухого асфальта и среднестатистической шины он равен 0,50-0,75.
Столь немалый разброс обусловлен как характеристиками конкретного дорожного полотна, так и свойствами резиновой смеси. Не считая таких моментов как износ протектора, давление воздуха в шине, наконец, температура шины и поверхности. Без учета этих и многих других факторов, выведенные коэффициенты трения в парах шина/поверхность, да и не только в них, весьма условны. Но кое-что объясняют. Кстати доказано, что коэффициент трения скольжения почти не зависит от площади соприкосновения тел, но не буду вдаваться в тонкости физики.
В паре шина/мокрый асфальт он снизится до 0,35-0,45, шина/сухая грунтовка – 0,45-0,50, шина/мокрая грунтовка – 0,30-0,40 и, наконец, шина/лед – до 0,15-0,25. Разница с сухим асфальтом в 3-6 раз. Естественно, производители зимних фрикционных шин делают все, чтобы коэффициент их трения на льду приблизился к значению 0,25 или большему. Но при нынешних скоростях движения и активном маневрировании это все равно ничтожно мало.
Впрочем, многие шинники и сами признают то, что фрикционные зимние шины предназначены в большей степени для движения по снегу, снежной «каше» или по сухому асфальту в условиях низких температур. Лед в эту категорию вроде не входит, хотя и тут есть нюансы. Чем ниже температура, тем менее скользким он будет. Например, при -50 градусов Цельсия коэффициент трения скольжения у льда увеличится в несколько раз в сравнении с околонулевой температурой.
Минимальный коэффициент трения у льда будет при температурах 0 – -7 градусов Цельсия: от 0,02 и выше. И это не при температуре воздуха, а температуре самого льда. В городах со множеством подземных коммуникаций за окном может быть -10, а дороги в то же время прогреются до -5 или выше. То есть лед получается самым скользким. Вопрос почему…
Ряд исследований говорит о так называемом фрикционном таянии льда при взаимодействии тел, но есть и другие версии. Соприкасающиеся поверхности при трении нагреваются, в результате чего между ними образуется тончайшая водяная пленка, играющая роль смазки. Но до тех пор пока колесо катится по обледенелой поверхности – ничего страшного на происходит.
Как только вы нажали на тормоз или резко повернули руль, в дело вступают силы инерции. Автомобиль уже не едет, а скользит из-за недостаточного сцепления колес с дорогой. Более того, образовавшаяся водяная пленка между шиной и льдом усиливает эффект скольжения. Правда, чем температура поверхности ниже, тем меньше он проявляется. Вода застывает куда быстрее.
Как-то во время тестов на полигоне в Японии, местные шинники показали журналистам образец резинового компаунда для протектора, с микропорами. Кусок резины действительно почти не скользил по льду, по версии разработчиков «впитывая» молекулы H2O. Но экспериментальный образец вовсе не шина.
Тот же тест автомобиля с инновационными шинами на обледенелой дороге был значительно менее зрелищным. Хотя да, утрамбованный, но не превратившийся повсеместно в лед снег они держали неплохо. Но как мне показалось, прежде всего, за счет рисунка протектора с ламелями и мягкости самой шины.
Напомню, что для трансформации снега в лед много не надо. Небольшая оттепель, при котором он станет насыщенным водой и уплотнится, а затем мороз. И вот тут фрикционные шины едва ли будут эффективными.
В 2017 году канадцы провели любопытный эксперимент. Они исследовали подошвы именитых, всепогодных обувных марок на предмет противостояния гололеду. Если вы думаете, что хоть одна оказалось эффективной – ошибаетесь. В этом случае чудес не бывает.
Так что в местах, где зимние суточные колебания температур велики и сопровождаются дневным таянием снега или замечены ледяные дожди, при которых переохлажденная вода превращается в лед, лучше не рисковать и использовать «шиповку». Для городов, где дороги обрабатывают реагентами, можно сделать оговорку и сказать: «Да, шипы тут ни к чему».
А затем провести опыт. Въехать во двор спального района с обледенелыми горбами в проездах и на скорости 10 км/ч – едва ли возможно ехать медленнее, нажать до упора на педаль тормоза. В месте предполагаемой остановки можете представить неожиданно появившегося чужого или лучше собственного ребенка… И как результат? Вам до сих пор дороже акустический комфорт в салоне?!
Теперь немного про шипуемые шины. Во многих случаях это те же самые фрикционные, зимние модели. Со всеми плюсами работы при низких температурах, эффективности на снегу и «добавленной стоимостью» в виде механического зацепления за лед при помощи металлических вставок. Ничего лучшего, не считая цепей противоскольжения, пока не придумано.
А как же коэффициент трения стали по льду, равный 0,02? В данном случае дело не в нем, а в том, что твердый сплав рабочей части шипа прокалывает лед под весом автомобиля. За счет глубины проколов и количества шипов сила трения в паре шина/лед возрастает.
Естественно шип не панацея на льду, как и развитый инновационный протектор не абсолютное спасение на рыхлом снегу. Но при всех равных, обладатель шипованных шин, в определенных условиях, оказывается в более выигрышной ситуации, нежели владелец мифических «липучек». Естественно, если думает головой.
По крайней мере, у малоопытного водителя куда меньше шансов вылететь из обледенелого поворота, быть снесенным на обочину или «встречку» боковым ветром на абсолютно ровной трассе, не считая уже приведенных ситуаций при торможении или старте. Например, на обледенелую горку.
Увы, мы живем не в мягком европейском климате, а работа коммунальных служб часто не выдерживает никакой критики. Каждое зимнее утро около нашего дома ездит трактор. Нарезая круги, он полирует вращающейся щеткой остатки сметенного снега, старательно превращая их в бугристую наледь… И этому вредительству не видно ни конца, ни края…