Что такое апекс в гонках
Перейти к содержимому

Что такое апекс в гонках

  • автор:

Апекс поворота — что это? Виды апекса и правила прохождения

Апекс поворота - что это? Виды апекса и правила прохожденияЕсли интересовались кольцевыми, шоссейными автогонками, наверняка слышали, об апексе. По мнению комментаторов и журналистов любой гонщик должен идеально вкладываться в этот параметр. Рядовому автолюбителю не понятно, что это за таинственный параметр. Давайте разберемся применением в обычном вождении.
apeks (1).jpg

Апекс – что это

apeks (4).jpg

Стоит разобраться с определением геометрическим апекса. Это вершина поворота. Точнее, точка где колесо машины будет прикасаться к внутренней обочине в той стороне куда он поворачивает.
Представим поворот, как возвышение. Тогда апекс будет совпадать с ее геометрической вершиной. Этот факт привел к тому, что апекс по-другому называют вершиной.
Существует еще одна характеристика апекса. Это место, где автомобиль завершает маневр и начинает выравнивать траекторию. Можно назвать место, выходом из поворота. Технически транспортное средство движется в этом месте медленнее всего, при равновеликой скорости.

Нужно учитывать, геометрически рассчитанный апекс не всегда имеет выгоду в гонках. Может находиться в неудобных местах. Именно поэтому, часто при расчете траекторий используют понятия поздний или ранний апекс. Что это такое рассмотрим далее.

Понятия ранний и поздний апекс

Разберем апекс поздний. Здесь машина входит в изгиб трассы по широкой дуге. Касание до обочины внутренней или разделительной полосы происходит после прохождения всего поворота. Выход из маневра происходит по узкой дуге.
apeks (5).jpg
При апексе раннем машина срезает часть геометрической вершины поворота. Но, зато выходит уже по более широкой проложенной траектории. Касание с обочиной проходит раньше точки геометрического места апекса.
Если рассматривать все разновидности данного явления, можно обратить внимание, что он очень редко совпадает с геометрическим расположением. Это в первую очередь происходит из-за особенностей местности. Нужно учитывать цели водителя. Вершина поворота будет разной в случае, если требуется ускорить прохождение и нужно сократить расстояние.
Практика вождения говорит, что разница между апексами серьезна. Прокладывая путь с ранним апексом, удается входить в изгиб трассы на более высокой скорости. Но, чтобы не вылететь с дороги, требуется оттормаживаться на выходе, и сильнее выворачивать руль. При этом выход из поворота будет медленным.
apeks (7).jpg
Ранний вариант приводит к снижению устойчивости автомобиля. Снижается пройденный путь, но время прохождения поворота увеличивается. Такое вождение обычно считают ошибкой.
Если используется поздний апекс, наоборот вход в него происходит по широкой дуге. Соответственно выход идет по распрямленной траектории. Входит автомобиль на меньшей скорости, после прохождения вершины начинает разгоняться. В таком случае также не теряется устойчивость и управляемость автомобиля.

Промахнуться мимо апекса

apeks (3).jpg

Если автомобиль не попал в нужную траекторию, которая является оптимальной для достижения задачи, говорят «водитель не попал в апекс». Примером может стать случай, когда при прохождении апекса позднего, раньше необходимого начать поворачивать руль, потеряв преимущество в скорости.

Могут ли пригодится эти знания в повседневном вождении

apeks (1).png

Одной из базовых сложностей в автогонках является прохождение поворотов. Изучение этой теории отнимает много времени у автогонщиков. Но, давайте рассмотрим пример использования знания применительно к обычной дороге.

Предположим у нас есть обычная загородная трасса, которая имеет повороты. На каждом повороте имеются все виды точек, но водителю нужно знать и уметь выискивать позднюю вершину, это обеспечит наибольшую безопасность. Стоит помнить, что нет одинаковых поворотов и условий. В каждом конкретном случае параметр будет свой.
Для безопасного движения, стоит выбирать траекторию с поздним апексом. То есть, заходить в поворот по широчайшей дуге, выход происходит по узкой и безопасной траектории. Это позволит избежать вылета на встречку или обочину. Оптимальным вариантом считается прохождение поворота, когда не потребуется тормозить или доворачивать руль. В самом идеальном варианте можно прибавить газу в конце поворота.
Но учтите, что поведение автомобиля на дороге во многом зависит от качества шин. Если у вас плохая резина, то даже автомобиль обладающими отличными ходовыми характеристиками не обеспечит безопасное прохождение крутых поворотов. В наших шинных центрах вам помогут подобрать хорошие шины и диски под ваш автомобиль.

Апекс поворота и его роль в ежедневных поездках

Не каждый автолюбитель задается вопросом, что означает это понятие, но знание этого слова поможет в ежедневных поездках.

Мифический апекс – в него обязательно должен попасть гонщик в любом повороте, так утверждают комментаторы. Мимо апекса нельзя промахнуться, с ним нельзя допускать ошибки, и…его сложно найти. Правила геометрии гласят — это траектория, вершина поворота, если быть точнее, та точка, где колеса касаются внутренней стороны обочины или полосы.

Что же это такое?

Представляя поворот в виде возвышенного участка, апекс – это геометрическая вершина. Кроме того его часто характеризуют как точку, где машина двигается с наименьшей скоростью, там где конец поворота и начало выпрямления траектории. Иными словами точка, где вход в поворот условно перетекает в выход.

Ранний и поздний:

Первый тип подразумевает точку, которая находится на внутренней стороне обочины. В такой ситуации машина слегка укорачивает путь, «срезает» его по траектории. Противоположный случай – апекс поздний: машина делает поворот чуть шире траектории.

Необходимо знать, что у любого отдельно взятого поворота апекс существенно отличается. Если брать во внимание управление авто, то разница между двумя видами существенна. Если поворачивать по траектории с ранним апексом, то скорость увеличивается, зато путь сокращается. В таком случае, чтобы исключить вылет автомобиля на выходе придется сильно оттормозиться а затем интенсивно поворачивать руль после апекса. А выход из поворота замедляется и осуществляется по траектории шире.

Поздний апекс: вход в поворот осуществляется медленно по большой траектории, а на выходе добавляется газ. Чтобы успешно пройти трассу, стоит выбрать второй тип. А вот его противоположность зачастую считается даже опасным способом, поскольку утрачивается стабильность машины и теряется скорость.

«Промах мимо апекса»

Промахнуться мимо апекса – не вписаться в нужную траекторию, где расположен необходимый апекс. К примеру, если нужно повернуть по траектории с поздним апексом, а водитель поворачивает руль раньше нужного момента, то существенно теряется скорость на выходе.

Как это можно применять для ежедневного вождения

Искусство прохождения поворотов – это сложная наука, которой автогонщики учатся не один год. Существует масса тонкостей и теорий относительно различных конфигураций дороги. Для повседневного обычного вождения достаточно понимать суть позднего апекса и его правильное осуществление.

Любой поворот отличается своей уникальностью, начинаю от типа дорожного полотна и заканчивая сезоном. Нужно запомнить одно: принцип позднего апекса всегда универсален и его можно применять на допустимых скоростях. Поздний апекс подходит для безопасного преодоления поворота. Притормозили, выбрали подходящую скорость до начала поворота, зашли в него по широкой дуге, а выходить по узкой. Таким образом, выбирая правильную траекторию, можно исключить риск вылететь на встречку.

В стандартных условиях на дороге действует аналогичный принцип, который мы привели в пример выше.

Что такое апекс

Что такое апекс

Слово «апекс» слышали, наверное, все любители автоспорта. Его часто употребляют комментаторы, и гонщики, и журналисты: «попасть на апекс поворота», «найти нужный апекс», «промазать апекс». Этими словами специалисты пытаются охарактеризовать, насколько чисто гонщик прошел поворот, насколько близок при этом был его автомобиль к идеальной траектории. Что же такое апекс?

Инстинктивно все понимают, что такое апекс: это точка, в которой гоночный автомобиль атакует бордюрный камень в повороте. Но на самом деле этот термин далеко не так прост и однозначен. Термин «апекс» происходит от латинского apex — вершина. Из чего понятно, что геометрический апекс — это вершина траектории, т.е. точка ее наибольшего «перелома». Физический смысл апекса состоит в том, что теоретически именно в этой точке скорость движения объекта становится минимальной. Однако в автоспортивной терминологии принято несколько иное определение: апекс — часть траектории, в которой автомобиль ближе всего находится к внутренней кромке поворота или касается ее. Из чего следует, что «автоспортивный» и «классический» апекс в общем случае не одно и то же, и совпадают они далеко не всегда даже при прохождении поворота по так называемой идеальной траектории.
Но что же это за идеал? По какой траектории должен двигаться автомобиль, чтобы пройти поворот как можно быстрее? Рассмотрим несколько вариантов. Можно ехать параллельно средней линии трассы: либо по ее внешней части, либо по внутренней (рис. 1, синяя и фиолетовая линии). Но в первом случае увеличивается дистанция, проходимая машиной в повороте. Во втором случае уменьшается радиус кривизны траектории, и движение по ней требует существенного снижения скорости в повороте. Поэтому ни та, ни другая траектории не являются оптимальными с точки зрения автомобильных гонок.

Чтобы сократить время прохождения поворота, имеет смысл его «срезать», сократив тем самым расстояние, проходимое автомобилем в повороте, заодно уменьшив кривизну линии движения. Такая траектория на входе и на выходе проходит вдоль внешних краев трассы, а в самом повороте касается его внутреннего края. На рисунке 1 она показана красным цветом.
Нетрудно посчитать, что при среднем радиусе поворота 60 метров и ширине полотна 12 метров движение по синей траектории приведет к необходимости проехать около 20 лишних метров, что приведет к потере времени порядка 0,2 с по отношению к красной траектории, не говоря о потере скорости за счет большей кривизны поворота. Движение же по более короткой фиолетовой траектории вызовет уменьшение радиуса кривизны траектории примерно на 20%, в результате средняя скорость движения в повороте упадет со 150 км/ч до 135 км/ч.
Таким образом, характерной особенностью гоночной траектории является наличие на ней точки, в которой происходит касание траектории с внутренним краем поворота, т.е. апекса. Некоторые быстрые повороты, которые проходятся практически без торможения, могут иметь траектории без апексов. Но это, скорее, исключение. Большинство же классических поворотов требуют, чтобы траектория их прохождения имела апекс, а иногда и не один. В длинных, затяжных поворотах роль апекса может играть не точка, а целая дуга, проходящая вдоль внутренней части поворота, — широкий апекс.
Красная траектория на рисунке 1 имеет апекс примерно в середине поворота. В данном случае «автоспортивный» и геометрический апексы совпадают. Но практика показала, что для многих поворотов это положение не является оптимальным. Большое признание получили траектории с так называемым поздним апексом, расположенным ближе к выходу из поворота (желтая линия). При этом вход в поворот получается круче, кривее, зато выход — более пологим. Необходимость интенсивнее тормозить перед поворотом для заруливания на начальную часть траектории компенсируется большей скоростью на выходе из поворота. Строго говоря, точка касания края трассы в этом случае уже не является вершиной траектории, но для удобства в автоспорте ее все равно называют апексом.
Использование несколько отличного от «естественнонаучного» определения имеет прикладной смысл и объясняется тем, что именно положение точки контакта с краем трассы в повороте наиболее наглядным образом определяет форму траектории движения автомобиля в нем. Грубо говоря, на такую точку гонщику гораздо легче «целиться». Таким образом, именно от положения апекса зависят минимальная скорость машины в повороте, скорость выхода из поворота и время его прохождения.

Чтобы лучше проиллюстрировать влияние апекса на характер движения, на рисунке 2 показаны две траектории движения в повороте-«шпильке» с переменным радиусом кривизны. Желтая траектория имеет поздний апекс, точка максимальной кривизны смещена ко входу в поворот. Апекс красной траектории расположен гораздо раньше, в результате вход в поворот по этой линии оказывается куда быстрее, зато на выходе приходится изрядно сбрасывать скорость, чтобы не выехать за пределы трассы. Траектория с поздним апексом является в данном случае предпочтительной, поскольку при практически равной средней скорости машины в самом повороте она позволяет получить лучшую скорость на выходе, ведь интенсивный разгон можно начинать раньше. Преимущество в скорости выхода из поворота будет реализовано на прямой, следующей за поворотом. Красную же траекторию, к примеру, может выбрать гонщик, защищающий свою позицию во время гонки, который стремится не пустить неугомонного соперника на внутреннюю часть трассы.
Но, как это часто бывает в Формуле-1, во всем надо соблюдать меру, и слишком поздний апекс может также негативно отразиться на времени прохождения поворота, ведь пилоту придется тормозить чересчур сильно на входе в поворот, чтобы прочертить крутую начальную часть траектории. А для некоторых поворотов вообще целесообразнее располагать апекс в середине или ближе к началу поворота. Характерный пример: поворот, постепенно распрямляющийся по ходу движения автомобиля.

Таким образом, можно говорить о некотором оптимальном положении апекса, который будет соответствовать наиболее быстрой траектории. В распоряжении команд Формулы-1 есть программное обеспечение, позволяющее определить наилучшие траектории движения автомобилей по трассе и расположение апексов во всех поворотах. Но поскольку критерием истины является практика, дальнейшие изыскания идеальных траекторий гонщики проводят во время тренировок. Для запоминания расположения апексов используются неподвижные зрительные ориентиры. Понятно, что апекс, соответствующий наилучшей траектории, может смещаться при изменении условий окружающей среды или настроек машины. Большую роль играют и личные предпочтения гонщиков.
На рисунке 3 показаны наиболее характерные точки гоночной траектории при движении автомобиля в повороте. При приближении к повороту пилот уходит на внешнюю по отношению к повороту часть трассы и начинает торможение. Кривизна траектории при этом незначительна, сила сцепления колес с дорогой тратится лишь на замедление движения. После окончания интенсивного торможения начинается зона наибольшей кривизны траектории. При проезде этого участка пилот не оказывает активного воздействия на педали «газа» и тормоза, стремясь использовать силу трения колес с трассой именно для поворота. Педалью «газа» иногда лишь несколько корректируется траектория движения машины. Пилот стремится закончить этот кривой участок траектории таким образом, чтобы попасть на выбранный им апекс, играющий роль мишени перед началом разгона. Нацелившись на апекс, автомобиль начинает разгоняться. Однако при этом пилот (или противобуксовочная система) продолжает контролировать усилие на ведущих колесах, стараясь вести машину на грани пробуксовки, избегая при этом сильного заноса, ведь машина все еще находится на искривленной части траектории. Особую опасность может таить в себе высокий внутренний бордюр, при наезде на который машина слегка подпрыгивает и кратковременно теряет сцепление с трассой. Миновав апекс и интенсивно разгоняясь по пологой части траектории, пилот порой движется на грани заноса, а иногда и с легким скольжением колес. При этом особую роль играет баланс автомобиля: важно иметь автомобиль с нейтральной поворачиваемостью, который скользит всеми четырьмя колесами одновременно. Наличие явной недостаточной, а особенно избыточной поворачиваемости изрядно ограничивает удаль пилота при выходе из поворота, ведь машина норовит либо спрямить траекторию, либо развернуться поперек трассы. При идеальном выходе машина выскальзывает на внешнюю часть трассы, касается полосатого бордюра и вновь возвращается четырьмя колесами на асфальт.

Все рассуждения о расположении апекса и идеальной траектории, приведенные до сих пор, относились к ситуации, когда после поворота следует достаточно длинная прямая. Однако на многих трассах встречаются связки из нескольких поворотов. При этом выход из одного поворота оказывается входом в следующий, и для достижения минимального времени прохождения всей связки необходимо учитывать взаимное влияние поворотов друг на друга. Здесь определение положения апексов оказывается куда более интересной задачей.
Связка из двух поворотов (рис. 4) примечательна тем, что, двигаясь по идеальной траектории в первом повороте, пилот теряет слишком много времени во втором и наоборот. Двигаясь по красной траектории, пилот лихо простреливает первый поворот, интенсивно разгоняется на выходе и оказывается на внешней, по отношению к первому повороту, части трассы. Но он не может реализовать преимущество в скорости на выходе, ведь впереди второй поворот. Мало того, по отношению к нему он находится на внутренней части трассы и вынужден тормозить слишком интенсивно, чтобы хоть как-то вписаться в злополучную связку. На следующем круге пилот избирает другую тактику и, двигаясь в первом повороте по траектории, далеко не оптимальной, старается компенсировать потерянное время, эффектно «прошивая» второй поворот и интенсивно разгоняясь по прямой (желтая линия). Такой маневр выглядит более оправданным, ведь скорость на выходе получается большей. Весь вопрос в том, насколько много времени потеряно в первом повороте. Скорее всего, истина находится где-то посредине, и на отыскание нужной траектории следует потратить больше двух кругов. Именно такие связки поворотов и являются наиболее сложными с точки зрения техники пилотажа.

Другим интересным элементом гоночных трасс являются S-образные повороты, или «эски». Служат они в основном для снижения скорости движения автомобилей на особо опасных участках трассы, и, зачастую, отличаются достаточно большой кривизной изгибов и высокими бордюрами. На рисунке 5 показана «врезанная» в прямую «эска» и две возможные траектории ее проезда. Обратите внимание, насколько траектории с апексами плавнее средней линии трассы в этом месте. Красная траектория обеспечивает быстрый выход из «эски». Атака всех бордюров происходит по прямым линиям, что снижает риск потери контроля над машиной, особенно при жесткой настройке подвески. Но эта траектория имеет участок с достаточно большой кривизной (зеленая точка), поэтому движение по ней требует интенсивного торможения перед «эской» и уверенного разгона на выходе из нее. Желтая траектория состоит из плавных дуг, и скорость движения по ней внутри «эски» будет выше. Выход из поворота получается не столь стремительным, зато при этом не происходит жесткой атаки бордюров.
Словом, в погоне за сотыми долями секунд гоночные автомобили выписывают на трассе самые замысловатые кривые. Положение и количество апексов для каждого поворота определяется конфигурацией и шириной трассы, высотой бордюров, особенностями настройки автомобиля, погодными условиями, ситуацией на трассе, качеством дорожного покрытия. Каждый поворот требует индивидуального подхода, и поиск апекса зачастую осуществляется интуитивно, благодаря внутреннему чутью пилота, подкрепленному, конечно, точными расчетами и анализом данных телеметрии.
Сложность заключается и в том, что гоночный автомобиль в повороте никогда не движется прямо по траектории. Вот что по этому поводу говорит Стирлинг Мосс: «В отличие от дорожной машины, гоночный автомобиль в повороте никогда не направлен точно вдоль той линии, по которой он движется. Он всегда чуть скользит, его всегда немного сносит вбок, он постоянно несколько развернут относительно точки, в которую движется. И гонщик должен использовать этот снос для быстрейшего прохождения поворота». Пример такого использования приводил другой ас Ф-1 — Джим Кларк: «Я предпочитаю входить в поворот немного раньше, чем другие гонщики. Большинство заходят в поворот достаточно глубоко, прежде чем повернуть руль. Это позволяет им полностью оттормозиться в процессе прямолинейного движения, как их учили. Но мне больше нравится нырять в поворот достаточно рано, еще в процессе торможения. При этом мой автомобиль направлен как бы мимо правильного апекса. Но я давлю на «газ» и использую боковой снос для того, чтобы выйти на правильный апекс». Подобную, требующую филигранного мастерства технику прохождения поворотов использует и Михаэль Шумахер.
В заключение хочется отметить, что описанная техника прохождения поворотов оправдана только на специально подготовленных трассах. Поэтому не ищите апекс при проезде перекрестка в центре города: скорее всего, он окажется на встречной полосе движения, а атака бордюров окончится поломкой подвески. Гоночные траектории подходят для гоночных трасс.

Журнал «Формула-1», Декабрь 2002г.

Что такое апекс в гонках

Апекс поворота

Апекс поворота

 Апекс поворота

Термин «апекс» наиболее часто встречается в описании теории автомобильных гонок. Апекс – это, так называемая, вершина поворота, точка в которой происходит сцепление колес с обочиной внутренней стороны поворота. Расчет апекса имеет большое значение для успешного прохождения трассы гонщиком. Применительно к апексу поворота можно выделить еще два термина: ранний апекс и поздний апекс. Разница между этими двумя понятиями колоссальна. Ранний апекс это точка на внутренней стороне обочины, предшествующая геометрическому апексу. При прохождении поворота по раннему апексу гонщик как бы «срезает» поворот, вследствие чего вынужден оттормаживаться и корректировать траекторию в завершающей фазе поворота. При позднем апексе ситуация противоположная. Гонщик выворачивает руль и корректирует траекторию в начальной фазе поворота, а в завершающей фазе совершает ускорение с прямо сориентированными колесами. С точки зрения теории автогонок правильным считается именно второй вариант. Поздний апекс – залог успешного контролируемого прохождения поворота с максимальным ускорением на выходе. Ранний апекс нередко приводит к потере управляемости, но позволяет пройти поворот по максимально короткой траектории с максимальной скоростью. В этом случае от гонщика требуется более высокий уровень мастерства вождения. Помимо автогонок, термин апекс применим и в повседневной жизни. Прохождение поворота с поздним апексом позволяет избежать выезда на полосу встречного движения и сохранить контроль над поведением автомобиля.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *