Physics of successful drift

Selkov Andrei Evgenievich

Yakimov Kirill Vyacheslavovich

TTI NRNU MEPhI, Trekhgorny

A young and dangerous car sport is gaining popularity, characterized by the use of controlled drift at the maximum possible to keep speed and angle to the trajectory on the track. Drift competitions contain serious tactics and basic knowledge of physics. We assumed that a car can be drifted, while not being a professional racer, based on the laws of mechanics.

Keywords: physics, car, drift, mechanics, speed, skid, trajectory.

Соревнования по дрифту проводятся на сухом асфальте, трассах с большим количеством поворотов. Используются автомобили только с задним приводом, в основном это автомобили японского автопром: Toyota Corolla (AE86 и AE85), Nissan Silvia, Nissan Skyline, Nissan Fairlady Z (Z33-34), Toyota Chaser, Toyota Mark II и остальные. Также в европейском и американском регионах широко распространены дрифтовые автомобили на базе моделей BMW 3 серии, а также проекты на основе американских авто: Chevrolet Corvette, Dodge Viper, Ford Mustang [2].

Все началось в 70-х годах в Японии, именно эта страна стала родиной дрифтинга как отдельного движения. Первые дрифтеры – уличные гонщики, оттачивающие технику на петляющих дорогах в горах. Они использовали его для более быстрого прохождения трассы, счет велся с точностью до миллисекунды. Ключевая личность в зарождении дрифта – Кунимицу Такахаси. Этот японец изначально был мотогонщиком, но в дальнейшем продолжил карьерный рост как автогонщик.

На его счету множество побед в профессиональном спорте, в том числе, Гран-При Германии 1961 года по шоссейно-кольцевым гонкам. В автоспорт перейти его заставила авария, после которой он начал новый путь. В автомобильных соревнованиях Кунимицу Такахаси тоже был успешен, принимал участие даже в Формуле-1. На сегодняшний день японец завершил свою карьеру, произошло это в возрасте 47 лет. Его стиль вождения и дал начало целому движению поклонников экстремальных поворотов и паленой резины, постепенно сформировался новый вид зрелищного профессионального спорта.

Основными терминами в технике идеального дрифта являются [3]:

- траектория – это соответствие движения автомобиля заданной линии, которая обычно определяется судьями перед заездами;

- угол – это, соответственно, угол, под которым движется автомобиль относительно траектории;

- скорость – параметр, не нуждающийся в представлении, тут все просто: нужно как можно больше скорости.

– вхождение в занос;

– поддерживание его на всей траектории поворота;

– стабилизация автомобиля; то есть выход из заноса.

Распределение сил бокового увода автомобиля [1] выглядит следующим образом (Рисунок 1: а) недостаточная поворачиваемость; б) избыточная поворачиваемость):

α_V – угол бокового увода переднего колеса;

α_H – угол бокового увода переднего колеса;

β – угол поворота управляемого колеса;

γ – угол бокового увода машины;

F_S – боковая сила;

М_G – вращательный момент.

Величина угла бокового увода машины корректируется степенью нажатия на педаль газа [4].

На сегодняшний день дрифт можно наблюдать на любой машине: АвтоВАЗ или иномарки. Существует несколько видов дрифта, с помощью которых можно научиться правильно управлять автомобилем. К ним относятся: раскачка, разгрузка, торможение. Каждый пытается попробовать себя в роли профессионала в данном автомобильном виде спорта. Перед началом исследовательской работы мы сформулировали гипотезу: автомобиль возможно занести в дрифт, при этом не являясь профессиональным гонщиком, основываясь на законах механики. Для подтверждения ее мы провели эксперимент.

Для проведения эксперимента нам понадобилось:

- автомобиль;

- специализированная площадка;

- защита;

- фотоаппарат.

Так как мы не являемся профессиональными гонщиками и для нас этот опыт первичный, мы решили не выходить на высокую скорость. На низкой лучше ощущается, как ведет себя машина в дрифте. Помимо этого, необходимо помнить правило: поворачивая руль, добавляют подачу топлива – нажимая на «газ».

Рисунок 2 – При повороте в поворот дергаем рычаг

Итак, для вхождения в управляемый занос на переднем приводе с использованием ручника необходимо:

1.

Рисунок 3 – Выводим машину из дрифта

Скорость перед поворотом выставить примерно 40 км/ч;

2. Выжать сцепление, быстро выкрутить руль в сторону поворота и сразу дернуть вверх рычаг тормоза;

3. Как только автомобиль начнет разворот, опустить ручник, надавить на газ, отпустить сцепление, выкрутив руль в сторону заноса.

На сегодняшний день все больше молодых людей стараются проверить свой автомобиль «на прочность», вплоть до профессиональных соревнований на трассах с большим количеством поворотов. С одной стороны – это всего лишь время препровождения за рулем и профессиональный спорт, с другой стороны – это возможность предотвратить аварию, зная правильную последовательность действий в случае заноса в зимний период.

В завершении, хотелось бы отметить, что цель и задачи, которые мы ставили перед началом исследовательской работы – выполнены. Гипотеза – подтвердилась: автомобиль возможно занести в дрифт, при этом не являясь профессиональным гонщиком, основываясь на законах механики. В дальнейшем планируется провести более глубокие исследования в данной области, например, сравнить поведение разных машин в случае заноса, а также рассмотреть зимний период.

 

Библиографический список

1. Беляков В.В. Расчет углов поворота управляемых колес автомобиля с учетом увода / В.В. Беляков, Ю.В. Палутин, А.В. Тумасов, Д.А. Бутин, А.П. Трусов. // Труды НГТУ им. Р.Е. Алексеева № 2 (125). – 2019. – С.156-162.

2. Дрифт // Wikipedia.ORG: интернет-энциклопедия со свободным контентом. 2021. URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/Дрифт / (дата обращения: 08.04.2021).

3. Кабардин О.Ф. Физика. 11 класс. Учебник для общеобразовательных учреждений и школ с углубленным изучением физики: профильный уровень / О.Ф. Кабардин, А.Н. Малинин, В.А. Орлов, А.А. Пинский. – М.: Просвещение, 2011. – 415 с.

4. Тарасик В.П. Теория движения автомобиля. Учебник для вузов. – СПб.: БХВ- Петербург, 2006. – 478 с.