Мало кто всерьез задумается о протяженности тормозного пути при данной скорости движения и как она будет изменяться при других условий движения. Водители за поездку многократно прибегают к торможению изо дня в день. Эти постоянно повторяющиеся операции через не некоторое и не продолжительное время доводятся до понятия «автоматизма», когда мы выполняем их особо не задумываясь — на автомате. Практически весь навык по торможению формируется в процессе обучения в автошколе и не вызывает особых вопросов. Ездим, тормозим — все ок. Однако по статистике “все ок” не видно! Водители в подновляющем большинстве случаев недооценивают безопасную дистанцию, тормозную динамику и скорость перемещения транспортных средств и уже как следствие попадают в неприятные ситуации. А это момент уже говорит о не достаточно правильно сформированных базовых навыках при учёбе. Сильно ли в нас вкладывались при обучении в автошколе? Вопрос риторический. Описанные выше три компонента определяют нашу безопасности движения, если к ним еще добавить внимание водителя на дороге. Так же можно сказать, что в данных по статистике это также находят отражение - водители довольно часто недооценивают тормозного путь. Так давайте поправим наши представления о понятии тормозного пути и разберемся как его получить по табличным данным, по квадратической зависимости, исходя из визуализационных данных и просто посчитаем по формуле, а также сравним с экспериментальными данными. Потом перейдем к выводам / ответам. Начнем!
Определение тормозного пути (мало ли подзабыли)
Тормозной путь (ТП) — расстояние, которое преодолевает транспортное средство с момента срабатывания тормозной системы до полной остановки.
От чего зависит тормозной путь
Протяжённость ТП любого транспортного средства зависит от фактической скорости движения на момент торможения, состояния проезжей части, состояния шин, погодных условий на момент движения, а также тормозной системы и выбранного способа торможения.
1. Первый способ - таблица
Как мы видим, по таблице мы можем вполне легко и комфортного определить ТП в зависимости от начальной скорости движения при торможении и условий движения (сухое, мокрое, укатанный снег или лёд). Прекрасный способ познакомиться с зависимостями скорости и состояния
покрытия дороги. Однако, в интернете существуют большое количество таблиц по торможению, но не всем им можно доверять. При изучении других таблиц, мы можем заметить, что точность расчета значений от таблицы к таблице сильно меняется (низкая точность). Поэтому, найти достоверные данные довольно трудно! Но мы это сделали — правда только для сухого покрытия :)
2. Второй способ - квадратическая зависимость
У ТП есть квадратическая зависимость -> Увеличив скорость в два раза ТП увеличивается в 4 раза, а увеличив скорость в три раза ТП увеличится в 9 при том же покрытии (легко проверяется по таблице - способ №1).
К примеру, ТП на сухом и чистом асфальтированном покрытии с незначительными дефектами на скорости 20 км/ч составляет 2.6 метра. Значит на скорости 60 км/ч на том же покрытии ТП будет 23.4 метра. Метод очень простой и точный! И очень хорошо показывает, как связано увеличение скорости движения непосредственно с протяженностью ТП.
3. Третий способ — рисунок
Как мы видим, ТП на влажном / мокром покрытии в два раза длиннее, чем сухом покрытии, а на обледеневшей дороге / льду в 8 раз длиннее, соответственно. Хочется отметить, что именно этот способ фактически определяет во сколько раз должна увеличиваться безопасная дистанцию перед впереди идущим ТС, если погодные условия ухудшились. Для начальных данных по ТП на сухом покрытии используем данные из таблицы, ТП на сухом покрытии при благоприятных условиях для большинства исправных автомобилей двигающихся на скорости 80 км/ч будет составлять 31.5 метра, значит ТП на влажном покрытии будет составлять 63 метров. На укатанном снежном покрытии ТП составит 126 метров, а при условиях обледеневшей дороги - 252 метров. Лёд и снег в данном случае чистый и не обрабатывался песком и солью! Такая обработка позволяет увеличить сцепление с покрытием в несколько раз (см. постскриптум).
4. Четвертый способ — прямой расчет по формуле
Перейдем к формуле, это самый надежный способ! На первый взгляд она может показаться трудной для восприятия, но это на самом тут все просто, особенно, если внимательно присмотреться.
Все заметили, что зависимости от массы нет! А во многих описаниях можно найти, что тормозной путь зависит от массы, но это не так :) Теперь нужно условиться, что мы понимаем под сухим асфальтом (u=0,8), влажное покрытие (u=0.4), сильно мокрое покрытие / смешанные осадки / укатанный снег (u=0.2), лёд (u=0.1). При выборе данных исходили из табличных значений и соображений безопасности.
5. Сравнение результатов расчета / эксперимента
В 2021 г. мы ставили эксперименты на торможение в разных погодных условиях на Suzuki Vitara (-=Проба 1=- и -=Проба 2=-). Однако, можно это было сделать и без столь радикальных экспериментов, но мы по другому не умеем :) Предлагаю, теперь рассчитать идеальный тормозной путь для сухого асфальта на скорости 80 км/ч по формуле и сравнить с замерами от 2021 г., которые, есть в наличии для Suzuki Vitara и Lada 21093.
- ТП по формуле составил 31.5 метр, ТП = 80*80/(2*0.8*9.81*12.96)=31.5 метр (см. для сравнения таблицу торможения - способ №1).
- Параметры автомобиля Lada 21093, Вес 945 кг, Скорость движения 80 км/ч, Фактический тормозной путь на сухом покрытии 38м.
- Параметры автомобиля Suzuki Vitara III, Вес 1185 кг, Скорость движения 80 км/ч, Фактический тормозной путь на сухом покрытии 34м.
Как мы видим оценкам ТП полученные экспериментально и по формуле очень близкие, но различаются. Что бы увидеть колоссальные различия достаточно затормозить на влажном покрытии (применив метод №3), те умножаем значения ТП на 2: Lada - ТП 76 метров, Suzuki - ТП 68м. Различия уже ощутимые! А при ТП на льду они становятся еще более ощутимыми Lada 304 метра, Suzuki 256 метров.
Формула как мы видим работает, она показывает идеальные условия торможения! Если мы присмотримся к цифрам, то увидим большую разницу!!! Это говорит, что идеальных условий не бывает и тормозной путь будет всегда больше расчетного из-за изношенной резины, изношенных тормозных дисков, покрытия не надлежащего качества, а так же подходов к торможению (abs, без абс). Фактические различия составляют от 2.5 до 6.5 метров, а это от 0.5 до 1.5 корпуса среднестатистического автомобиля, при ухудшении состояния эти расстояния будут только увеличиваться. Такие различия становятся критичными при возникновении аварийных ситуаций, где позитивный исход решают сантиметры!
Физика процесса и коэффициенты сцепления
При первом рассмотрении наверняка возникает вопрос, а почему же такие гигантские различия в тормозном пути? Чтобы ответить нужно немного погрузиться непосредственно в физику процесса торможения на разных типах покрытиях:
- На сухом покрытии большую часть силы сцепления с покрытием обеспечивается составляющей адгезии, в нашем случае это взаимодействие пятна контакта колеса с покрытием проезжей части. В идеальных условиях коэффициент сцепления 0.8 (новое, не загрязненное покрытие). Часто ли мы наблюдаем такое качество? По мере износа асфальтное покрытие подвергается деградации (трещины, колейность и другие дорожные дефекты). В таких условиях сцепление на проезжей части становиться значительно ниже и стремиться к параметрам щебеночной дороги 0.6 - 0.7, а в отдельных случаях приближается к грунтовой дороге 0.5-0.6
- На влажном или мокром покрытии любого типа При движении по асфальту, асфальтобетонной, щебеночной, булыжной, грунтовой или песчаной дороге коэффициент сцепления составляет 0.4. Все из-за того, что на проезжей части образуется скользкая пленка из воды. Она также может включать остатки масел, бензина, грязи и других элементов таблицы Менделеева находящиеся на дороге, что дополнительно уменьшает сцепление с покрытием 0.3. Такая смесь (вода+таблица Менделеева) может наблюдаться вначале первых капель дождя пока покрытие смачивается, впоследствии эта пленка смывается проливным дождем. Также дополнительное уменьшение сцепления с покрытием будет вызывать избыточное количество жидких фракций на проезжей части, которые не возможно полностью отвести из под колеса. Критичным количеством уже считается 3мм осадков на дороге! Пятно контакта (площадь соприкосновения колеса с проезжей частью) на скорости 75 км/ч и протекторе 8мм будет порядка 74% от изначальных 100% (стоим неподвижно). В тех же условиях движения, но при протекторе 4мм пятно контакта будет 58 %, а на "лысой" резине (протектор меньше 1.6 мм) будет всего 16%. Поэтому довольно часто в дождливую погоду можно наблюдать повышение аварийности на наших дорогах. Незначительно увеличив скорость можно словить "водяной клин" или как его еще называют "аквапланирование".
- На уплотненном снеге и льде вообще сложно зацепиться!!! Там самый маленький коэффициент сцепления с поверхностью - поверхность очень гладкая! Знаем не по наслышке, когда поскальзываемся зимой. Коэффициент на укатанном снеге 0.2-0.3, а на обледенелой дорога может доходить до 0.08-0.1 Если покрытие обработано песком с солью, то сцепление может достигать 0.35-0.45, что значительно упрощает нашу жизнь.
Чтобы обеспечить сцепление колес автомобиля с поверхность в не зависимости от типа покрытия необходимо иметь шероховатую структуру! Об этом моменте позаботились разработчики шин встроив шероховатую структуру как раз на ее поверхности. Она позволяет дополнительно увеличивает деформационную составляющую силы трения, которая позволяет разорвать ту самую скользкую водную пленку и обеспечить нам максимально возможный зацеп протектора с покрытием. Как мы понимаем, чем толще водная пленка, тем ее сложнее разорвать. В рисунке протектора для этого предусмотрены углубления, которые выполняют функцию каналов и ходов. Именно по ним удаляются излишки воды и различные твердых фракции. Если быть точными, то они выдавливается из зоны пятна контакта с покрытием, тем самым увеличивая сцепление. По мере эксплуатации протектор шины изнашивается, а это говорит о том, что объем отводимых фракций по каналам тоже уменьшится. Значит какая-то часть воды не удалится из под колеса!!! А это говорит о том, что пятно контакта с покрытием станет меньше. Вот один из примеров, почему уменьшается наше сцепление с покрытием. Момент с износом безусловно нужно учитывать при эксплуатации автомобиля, не даром он прописан в условиях запрета эксплуатации, резина новее не становится!!! Поэтому обязательно следите на сколько критично изношен протектор. Этот факт напрямую влияет на нашу безопасность движения.
Ниже привожу факторы влияющие на ТП, освежим воспоминания.
Протяжённость ТП любого транспортного средства зависит от фактической скорости движения на момент торможения, состояния проезжей части, состояния шин, погодных условий на момент движения, а также тормозной системы и выбранного способа торможения.
Выводы:
Теперь мы смело можем ответить не по наслышке, что кроется за каждым словом определяющим протяженность ТП и какие неопределенности они несут. Самая большая неопределенность по торможению кроется в неблагоприятных погодных условиях и состоянии проезжей части так, как именно это фактор вносит наиболее сильное влияние на коэффициент сцепления с покрытием (от 0.08 до 0.8). Естественно, как мы видим, что ряд неопределенностей есть и в каком состоянии шины, тормозная система и применяемый в конкретном случае метода торможения и его интенсивность. Если честно также они есть и в нас самих, в наших решениях! В похожих ситуациях мы можем реагировать абсолютно по разному. Единственное, что мы можем с полной уверенность контролировать это скорость движения. Поэтому самое разумное двигаясь в сложных или не благоприятных погодных условиях держать скорость не больше 80 км/ч, а при значительном ухудшении (лужи на проезжей части) дополнительно снижать скорость или увеличивать дистанцию, не съезжать на не укрепленные и влажные обочины (там скользко). Однако, тут уже все зависит от Вас самих, водитель сам выбирает скорость движения и манеру управления, но не забывайте и про самый коварный пункт пдд 10.1. Не двигаемся на слишком изношенной резине - выйдет значительно дороже, если что-то пойдет не так! КоАП, УК РФ и перечень неисправностей при которых запрещена эксплуатация никто не отменял. Слабое сцепление приводит к увеличении тормозного пути, заносам и сносам, а также к аквапланированию. Не забываем следить за тормозной системой! При чрезмерном износе тормозных колодок и дисков, у нас будет уходить больше драгоценного времени на срабатывание "тормозов" от 0.1 до 0.4 секунды (гидравлические тормоза), что в итоге приводит к увеличению остановочного пути. На скорости 72 км/ч и задержкой процесса торможения на 0.4 секунда транспортное средство проедет дополнительные 8 метров, вообще никак не снижая скорости движения, а грузовик в таких же условиях проедет еще больше до 28 метров (пневматические тормоза). Остерегаемся грузовой транспорт! Он как раз имеет пневматические тормоза, время срабатывания у них значительно дольше, чем у гидравлических - от 0.6 до 1.4 секунды. Тормозной путь с абс и без абс тоже будет разным! Не забываем контролировать дистанцию и торможения следующих за нами водителей! Помним, что по понятным причинам они могут останавливаться медленнее. Мы начали останавливаться, а они еще 20 метров могут двигаться без изменения скорости (см. чуть-чуть выше по тексту про 8 метров и 28 метров). Наша Безопасная дистанция определяется исходя из условий движения и равна - как минимум тормозному пути, а лучше больше, лишний раз перестраховаться. Помним, что идеальный табличный или расчетный тормозной путь отличается от фактического в большую сторону! Со временем происходит износ покрышек, тормозных колодок и дисков, дорожное полотно стареет (трескается, изнашивается, деформируется и др), что тоже увеличивает тормозной путь. Сложно все учесть, но если постараться, то это будет нам всем только на пользу или как говорится на руку.
Если статья понравилась, то не забываем лайкать, комментировать и делиться материалами с друзьям. Если наберем не меньше 50 комментариев и лайков :) То обязательно распишем как мы пришли к этой формуле.
Всем добра!
Много дополнительных материалов у нас на сайте: https://www.pddlife.ru
👇👇👇Мы в социальных сетях (ссылки кликабельны) 👇👇👇