Что такое круг трения
Круг трения, он же tyres plot, это график, описывающий комбинацию продольных и поперечных сил, которые передаются на колесо (или колеса) при движении мотоцикла или машины по треку.Сила, которое может выдержать колесо не зависит от направления ее приложения, поэтому, в идеальной ситуации, график представляет собой круг
По оси ординат располагается продольные силы (так как по закону Ньютона F=MA, то мы можем оперировать ускорениями, так как их возможно измерять). Продольные ускорения – это торможения и разгон мотоцикла.
По оси абсцисс располагаются поперечные ускорения – это ускорения, действующие на мотоцикл в повороте
Соответственно, каждая точка на этом графике – это ситуация, в которой мотоцикл испытывает некую комбинаций этих ускорений. Ниже представлены типичные ситуации
Особенности, искажения в мотоспорте
• В мотоспорте зачастую строят не графики ускорений, а зависимость угла наклона мотоцикла от продольных ускорений. Связано это с тем, что точно измерить поперечные ускорения сложно, так как часть поперечных ускорений переходит в вертикальные, из-за наклона мотоцикла, таким образом, часть этих ускорений создает дополнительную прижимную нагрузку на подвеску, повышая сцепление колес в повороте
• Второй особенностью в мотоспорте, является изменение размера пятна контакта от угла наклона. Как видно на графике, наибольшее пятно контакта достигается при наклоне мотоцикла в 40-45 градусов
• Взглянем в верхнюю часть графика – как видно, при вертикальном мотоцикле не удается добиться максимального ускорения – центр тяжести располагается высоко и ускорение ограничивается возможностью вилли. Как только мотоцикл немного наклоняется – центр тяжести понижается и создается возможность придать ему большее ускорение
• Следует учитывать, что на графике не видны вертикальные ускорения, между тем, при торможении вертикальная нагрузка на колесо повышается за счет переноса веса вперед. По закону, сила сцепления зависит пропорционально от вертикальной нагрузки на него, поэтому, мы можем прикладывать большие силы к переднему колесу при торможении и к заднему при ускорении
• Таким образом для мотоцикла круг трения представляет собой фигуру, больше похожую на сердце, чем на круг
Практическое применение, пример
Возьмем заезды команды в Валенсии зимой 2016 2017 года
На точечной диаграмме слева видно, что в целом, мотоцикл довольно большую часть времени проводит близко к пределам трения (т.е. много точек располагаются ближе к краю «сердца»), однако есть ряд участков, требующих доп. анализа, где предел сил трения не используется
Справа на похожей диаграмме показан аналогичный график, цветом обозначен различный диапазон скоростей. Так как в Валенсии (а это анализы с трекдней из Честе), то можно отметить, что на графике больше левых поворотов, чем правых. Использовать этот график можно для анализа конкретных секторов (например, скоростной дуги в Валенсии) и понимания как именно стоит подстраивать трекшн-контроль, далеко ли до предела скольжения
В стандартных каналах 2dkit телеметрии BMW есть спец. математический канал camm_arbitrage, который показывает, как близко к теоретическому пределу трения едет мотоцикл. Эти расчеты конечно же не точные, но их можно использовать для понимания основных приоритетов на трассе. Ниже, пример наложения этого канала на трек
Таким образом, понимание круга трения и умение его анализировать позволяет понять участки, где мотоцикл и/или пилот не реализуют возможности разогнаться или затормозить на 100% и, в конечном итоге, найти дополнительный потенциал для снижения времени круга