Что такое апекс поворота, и чем он важен для повседневного вождения
Мифический апекс – это то, во что непременно должен попасть каждый гонщик в каждом повороте по мнению каждого комментатора, и то, куда его должен привозить автомобиль по мнению каждого автомобильного журналиста. Мимо него нельзя промахиваться, с ним нельзя ошибаться, и его не так легко найти. Что же такое апекс, и почему это знание может пригодиться каждому водителю в повседневной автомобильной жизни?
1. ЧТО ТАКОЕ АПЕКС?
С чисто геометрической точки зрения апекс – это вершина поворота, то есть, та точка, где колеса на стороне, в которую поворачивает автомобиль, будут касаться внутренней обочины или разделительной линии дороги. Если представить поворот в виде возвышенности, это будет геометрическая вершина, именно поэтому апекс и называют вершиной поворота. Еще его можно охарактеризовать как точку, в которой автомобиль движется медленнее всего, заканчивает поворачивать и начинает распрямлять траекторию, и в которой вход в поворот условно переходит в выход из него.
Однако геометрический апекс – не единственная важная точка в повороте: с точки зрения гонок он далеко не всегда лежит на лучшей траектории прохождения поворота. Там, кроме него, правят еще два апекса: ранний и поздний.
Продолжение.www.kolesa.ru/article/cht…ps%3A%2F%2Fzen.yandex.com
Комментарии 5
Ииии — следующий абзац — закрывает тему.
Мне теперь всё понятно.
"There are two main strategies for cornering:
Minimising the severity of the turn and carrying speed through the corner (great for less powerful cars or when driving in the rain)
Getting the power on early for a faster exit speed (great for powerful cars and when racing)"
"There are two different types of apex, the geometrical apex and the racing apex. The geometric apex of a constant radius corner is the central point on the inside and this can also be the racing apex, depending on the context. This can be confusing and is determined by your cornering strategy."
А вот тут так и пишут. Похоже нашёл дельную инфу по теме.
А вот вам другая картинка — по-сути противоречащая картинкам в этой статье. Все траектории сходятся в одной точке, но при этом есть ранний\поздний\нормальный апекс. И опять — вопросы.
Опять весь интернет забит путаницей на простую тему. И путаница эта прикрыта умным словом АААПЕЕЕКС которое говорить не понимая и делать вид, что уже всё объяснил.
Апекс в геометрии — это вершина фигуры максимально удалённая от основания.
Но простите — кто мне скажет — где у поворота — основание?! Видимо это прямая между началом и концом поворота. А поворот — это маневр между прямолинейным движением до и прямолинейным движением после.
Но что нам рисуют на схемах? Апекс — это вообще принадлежность дороги или траектории движения?
Вот… я как-то хотя бы могу сформулировать вопросы. Но почему-то все говорят о чём угодно, кроме собственно значения слова — кроме определения понятия.
Вот — предыдущий и единственный комментатор — почему считает, что на картинках ошибка?
Потому что имеет в виду апекс траектории.
Итого:
Апекс есть у поворота — у внутренней кромки изгиба дороги.
Апекс есть у траектории движения транспортного средства.
Но! Когда говорят прохождении поворота — имеют в виду не то и не это.
Вот цитата одного из определений апекса из Википедии: "Апекс (от лат. apex «верхушка») в гоночных видах спорта — точка траектории, ближайшая к внутреннему краю дороги, т. е. «вершина» поворота."
Всё просто! Где плиже всего приблизился к кромке — там и апекс!
По карайней мере на данный момент у меня такое понимание и всё становится на свои места.
Что такое апекс поворота, и чем он важен для повседневного вождения
Мифический апекс – это то, во что непременно должен попасть каждый гонщик в каждом повороте по мнению каждого комментатора, и то, куда его должен привозить автомобиль по мнению каждого автомобильного журналиста. Мимо него нельзя промахиваться, с ним нельзя ошибаться, и его не так легко найти. Что же такое апекс, и почему это знание может пригодиться каждому водителю в повседневной автомобильной жизни?
С чисто геометрической точки зрения апекс – это вершина поворота, то есть, та точка, где колеса на стороне, в которую поворачивает автомобиль, будут касаться внутренней обочины или разделительной линии дороги. Если представить поворот в виде возвышенности, это будет геометрическая вершина, именно поэтому апекс и называют вершиной поворота. Еще его можно охарактеризовать как точку, в которой автомобиль движется медленнее всего, заканчивает поворачивать и начинает распрямлять траекторию, и в которой вход в поворот условно переходит в выход из него.
Однако геометрический апекс – не единственная важная точка в повороте: с точки зрения гонок он далеко не всегда лежит на лучшей траектории прохождения поворота. Там, кроме него, правят еще два апекса: ранний и поздний.
Ранний апекс – это точка, лежащая на внутренней обочине или разделительной полосе дороги до геометрического апекса – в этом случае получается, что автомобиль чуть «срезает» путь относительно траектории, включающей геометрический апекс, а затем выходит из поворота шире нее. Поздний апекс – обратная ситуация, когда автомобиль заходит в поворот шире траектории, содержащей геометрический апекс, касаясь внутренней части поворота уже после него, а выходит из поворота по более узкой дуге.
Говоря обо всех трех видах апекса, стоит понимать, что для каждого конкретного поворота идеальный апекс может отличаться от всех трех типов, тяготея к какому-то из них: ведь при прохождении поворота могут стоять разные задачи – например, пройти его максимально быстро или максимально срезать траекторию.
С точки зрения управления автомобилем важна разница между ранним и поздним апексом. При прохождении поворота по траектории с ранним апексом скорость на входе в поворот будет выше, а проходимый путь короче, но для того, чтобы уложиться в поворот и не вылететь на выходе, придется сильнее оттормозиться и активнее доворачивать руль после апекса, а также выходить из поворота более медленно и по более широкой траектории. В случае с поздним апексом все ровно наоборот: на входе дуга будет шире, а скорость перед апексом ниже, зато на выходе, после апекса, будет проще вписаться в поворот и, используя всю его ширину, выйти из него на большей скорости. Поскольку именно быстрый и контролируемый выход из поворота важен для успешного прохождения трассы, более правильным считается поздний апекс. Ранний апекс же часто считается ошибкой, так как заставляет доворачивать руль в повороте, рискуя стабильностью автомобиля и теряя скорость. Более правильным и безопасным является такое прохождение, когда после апекса водитель начинает распрямлять траекторию.
Промахнуться мимо апекса – обычно значит не попасть в ту самую оптимальную траекторию, на которой лежит желаемый апекс для поставленной задачи. Например, желая пройти поворот по траектории с поздним апексом, повернуть руль слишком рано и тем самым потерять скорость на выходе.
Теория прохождения поворотов – одна из фундаментальных сложностей автогонок. Мы же не будем углубляться в теорию с разными сочетаниями конфигураций дороги после поворота и рассмотрим условную дорогу общего пользования, где поворот один, имеет простую форму, и выход из него ничем не усложнен.
В таком повседневном вождении важно и полезно понимание того, что такое «правильный» поздний апекс. Как и гонках, каждый поворот здесь все равно уникален, а способ его лучшего прохождения зависит от множества факторов вроде типа дорожного покрытия, типа привода автомобиля, сезона, влажности дороги и прочего. Однако принцип позднего апекса работает на разрешенных скоростях практически универсально.
Суть более безопасного прохождения поворота в повседневной жизни заключается именно в выборе траектории с поздним апексом: стоит тормозить и выбирать оптимальную скорость до поворота, заходить в него шире, проходить его через поздний апекс и выходить по более узкой и, следовательно, безопасной траектории без риска не уложиться в поворот и вылететь на обочину или встречную полосу. То есть, в обычных дорожных условиях работает тот же принцип, который мы описали как правильный в первом пункте: для безопасного прохождения поворота нужно выбирать такую траекторию, при которой после апекса не нужно будет тормозить и доворачивать руль, чтобы вписаться в поворот – а наоборот, можно будет слегка прибавить газу и начать распрямлять передние колеса.
Для комментирования вам необходимо авторизоваться
А подписи с поздним и ранним апексом случайно под картинками не перепутаны? Уверен, там все наоборот должно быть.
Нет, все верно. Поздний апекс — после геометрического, ранний — перед ним.
А это, видимо, тема еще одной статьи. Вы смотрите на картинку слева направо, а вот автор считает, что все непременно смотрят снизу вверх 😉 И если смотреть ещё шире, что-то мне подсказывает, что у вас в навигаторе, как у всех, кто умеет пользоваться картами, сервер всегда сверху, а у автора «дорога едет на машинку» направленную всегда «прямо вверх».
Господа проголосовавшие, не надо трындеть 😉 Подавляющее большинство из вас поворачивает именно с ранним апексом, потому что подавляющее большинство из вас — бездарные водятлы, физически не могущие пройти пологий поворот, чтобы не вывалиться из занимаемой полосы. Понаблюдайте за собой и за коллегами по ламерству и убедитесь в этом: мало кто умеет держать полосу, почти все неосознанно стремятся "срезать". Хотя, в общем-то, сами ПДД негласно пропагандируют поздний апекс, т.к. он наименее способствует выходу на встречную полосу.
"Поскольку именно быстрый и контролируемый выход из поворота важен для успешного прохождения трассы, более правильным считается поздний апекс. Ранний апекс же часто считается ошибкой, так как заставляет доворачивать руль в повороте, рискуя стабильностью автомобиля и теряя скорость. " С точки зрения автоспорта утверждение в корне неверное. Алексей, выбор точки апекса при прохождении поворота на трассе зависит от конфигурации трассы за этим поворотом. Если после поворота начинается относительно прямой участок, то имеет смысл войти по широкой дуге с поздним апексом, чтобы раньше открыться и выходить с ускорением. Потеря времени на входе компенсируется ранним разгоном. Но если после прямой или пологого поворота вы входите в связку медленных, то раннее торможение не принесет вам ничего: после вершины вы все равно не откроетесь. Следовательно, начав тормозить как можно позже и проходя с ранним апексом, вы увеличиваете длину скоростного участка перед поворотом, выигрываете время. Относительно пологие короткие повороты (>90°) между прямыми имеет смысл проходить с апексом, близким геометрическому. Именно о таком прохождении поворота и рассказывает видеоролик. В раллийных гонках, естественно, желателен поздний апекс, т.к. нет возможности накатать повороты до предела, как в кольце. А ошибка со скорстью на выходе может дорого стоить.
Дмитрий, вы совершенно правы, именно поэтому я и сделал оговорку, включив этот абзац:
Теория прохождения поворотов – одна из фундаментальных сложностей автогонок. Мы же не будем углубляться в теорию с разными сочетаниями конфигураций дороги после поворота и рассмотрим условную дорогу общего пользования, где поворот один, имеет простую форму, и выход из него ничем не усложнен.
У нас была задача рассмотреть апекс с "бытовой" точки зрения, с практической так сказать, не углубляясь в гоночные составляющие. Поэтому и поворот один, и на выходе он условно переходит в прямую. Ну и машинка в нем едет вверх, как мне подсказывают в соседнем комментарии — и правильно в общем-то подсказывают, стрелочку стоило нарисовать.
"У нас была задача рассмотреть апекс с "бытовой" точки зрения, с практической так сказать, не углубляясь в гоночные составляющие" Но рассмотрели Вы его со спортивной точки зрения 🙂 Я ведь не просто так процитировал абзац. "Быстрый выход из поворота" важен только для гоночной трассы, "теряя скорость" тоже имеет значение только для спортсмена. С "бытовой" точки зрения, как раз, Вы апекс не рассмотрели. В чем преимущество позднего апекса на дороге общего пользования? Да в том же, в чем и на ралийном допе: при переборе скорости остается место для скольжения и возвращения автомобиля на заданную траекторию. Ранний апекс такой возможности не дает. Совет "выбирать оптимальную скорость до поворота" вообще универсален: при таком подходе любая траектория движения становится безопасной 🙂
Но ведь в самом последнем абзаце текста и дан комментарий, аналогичный вашему, касающийся "бытовой" пользы апекса — я не буду цитировать целиком, но там фактически то же самое. По поводу скорости позволю себе с вами не согласиться: у нас ведь хоть автоспортом и интересуется полтора процента населения, а быстро и эффективно ездить хочет каждый второй. 🙂 Поэтому упоминание не только о безопасности и стабильности, но и в том числе и о скорости здесь тоже актуально. Ну а оптимальная скорость — да, это универсальный совет, но здесь идет речь главным образом о выборе нужной скорости до поворота, чтобы на дуге не дотормаживать. 🙂
Что такое апекс в гонках
Как уже ранее было описано, автомобиль движется по законам физики. Любой объект в пространстве движется либо прямолинейно, либо криволинейно, а также может вращаться в разных плоскостях. При движении любой объект обладает скоростью движения. Скорость движения и траектория движения могут меняться, в зависимости от того, какие силы прикладываются к объекту. В нашем случае «объект», это автомобиль. Для того, чтобы было проще разобраться с основными законами движения автомобиля, надо держать в уме, что водитель должен контролировать три (3) основных параметра:
- Скорость движения.
- Радиус дуги, по которой движется автомобиль.
- Скорость и направление вращения автомобиля вокруг центра тяжести.
Скорость движения по дуге и её радиус, если сила сцепления шин, и масса автомобиля не меняются, строго связаны друг с другом и определяются формулой — Fц=mV2/R или её упрощенным видом — R=aV2. Скорость движения автомобиля может увеличиваться (разгон), уменьшаться (торможение/замедление), или не меняться (равномерное движение по окружности). Именно по этому показателю (изменение скорости), определяют в какой фазе прохождения поворота находится автомобиль. Существует всего 3 основные фазы прохождения поворота:
- Фаза торможения/замедления (при которой скорость уменьшается).
- Средняя фаза (при которой скорость не меняется).
- Фаза разгона (при которой скорость увеличивается).
Далее такой способ прохождения поворота я буду называть «оптимальным». При прохождении поворота по данной траектории торможение начинается от точки Т2 до точки B, после чего следует фаза торможения в дугу от точки B до точки С, после чего следует средняя фаза от точки С до точки D, далее разгон на дуге от точки D до точки E (не самый интенсивный, учитывая круг трения и соответствующие замедляющие моменты, которые этому соответствуют), после чего следует дальнейшее движение по прямой.
Если наложить эти две траектории, то мы увидим рис.5 и рис.6
Давайте более подробнее рассмотрим именно эти объединенные рисунки, которые были сделаны в графическом редакторе и их наложение можно рассматривать как абсолютное.
Надо сразу отметить, что у траектории с использованием «затяжного торможения» средняя фаза обладает дугой меньшего радиуса, следовательно, скорость в ней будет меньше. Но, поскольку зависимость между скоростью и радиусом определяется формулой центростремительного ускорения — Fц=mV^2/R , то она не линейная, а квадратичная. То есть при уменьшении радиуса дуги на один порядок, скорость уменьшается на корень квадратный из него. В нашем случае радиусы дуг отличаются приблизительно на 15%. Следовательно, скорость упадет приблизительно на 4% — не так уж и много. Что и отражено на графике скорости – она у синей траектории, которая обозначает скорость при прохождении по траектории с «затяжным торможением», ниже, чем скорость у красной, «базовой» траектории. Однако «затяжное торможение» в поворот, пусть даже и менее интенсивное чем торможение по прямой (хотя это и не всегда так, но об этом позже), все равно позволяет сдвинуть точку торможения ближе к повороту и, порой, очень значительно. Следовательно, на протяжении всей зоны торможения скорость автомобиля будет выше, за исключением короткого участка около «входа» в «среднюю фазу». А поскольку на выходе из поворота мы можем начинать распрямлять траекторию раньше, то и разгон у нас начинается раньше и, если крутящий момент двигателя позволит достаточно интенсивно разгонять автомобиль, то к выходу на прямую у нас будет скорость выше чем в случае прохождения поворота по «базовой» траектории. В итоге мы получаем выигрыш на входе в поворот, проигрыш в средней фазе и выигрыш на разгоне и всей следующей прямой. Поэтому отсюда вытекают некоторые правила при построении оптимальной траектории:
- Чем длиннее зона замедления, тем больше выигрыш при «затяжном торможении».
- Чем короче средняя фаза, тем позже мы можем начинать тормозить и глубже затягивать торможение в поворот.
- Чем короче средняя фаза, тем раньше мы можем начинать разгоняться.
- Чем более интенсивно машина может разгоняться на выходе из поворот, тем больше возможен выигрыш на разгоне при прохождении по «оптимальной» траектории.
- Чем короче средняя фаза, тем меньше минимальная скорость при прохождении поворота.
И обратные правила:
1.1. Чем короче зона замедления, тем меньше выигрыш при «затяжном торможении»
2.1. Чем длиннее средняя фаза, по каким-либо причинам, тем раньше надо тормозить и раньше прекращать торможение.
3.1. Чем длиннее средняя фаза, тем позже мы можем начинать разгоняться.
4.1. Чем менее интенсивно машина может разгоняться, тем меньше шансов получить выигрыш на выходе при прохождении по «оптимальной» траектории.
5.1. Чем длиннее средняя фаза, тем выше «минимальная» скорость прохождения поворота.
Геометрический апекс — сохранение максимально возможной скорости и минимизация крутизны поворота
Чтобы пройти поворот на максимальной скорости, необходимо направить машину по пути с наименьшим искривлением дуги, по которой автомобиль движется в повороте. Это позволяет снизить боковую нагрузку за счет меньшего поперечного смещения веса и высвобождает некоторый запас сцепления колес с трассой для поддержания максимально возможной скорости. В такой траектории, как правило, используют геометрический апекс, а сама траектория называется классической.
На схеме ниже изображен правый поворот радиусом 90 градусов с геометрическим апексом точно в середине поворота.
Классическая (геометрическая) траектория. Нажмите для увеличения
Преимущества классической траектории:
Наиболее эффективное сглаживание (спрямление) поворотов
Сохранение инерции (особенно полезно для машин с небольшой мощностью)
Снижение расхода топлива
Снижение вероятности появления недостаточной или избыточной поворачиваемости
Уменьшение износа шин
Недостатки:
Далеко не всегда можно показать лучшее время на круге
Поздний апекс — раннее начало разгона
Может показаться немного странным тот факт, что сохранение наибольшей средней скорости в поворотах — не самый быстрый способ пройти трассу. Если за поворотом следует прямик, то зачастую лучше сделать поздний апекс, как можно раньше выпрямить колеса и как можно раньше начать разгон для выхода из поворота на высокой скорости, как изображено на следующей схеме. Это, в общем-то, считается наиболее выгодной гоночной стратегией, когда вы чуть медленнее — в сравнении с классической траекторией — входите в поворот, но выходите из него намного быстрее. Фактически, разгон чаще всего нужно начинать еще до апекса и проходить весь поворот с постепенным увеличением степени нажатия на педаль газа. В данном случае запас сцепления колес с трассой определяет, насколько поздно можно тормозить и как далеко можно смещать апекс. Другими словами, очень многое зависит от свойств резины, мощности машины и состояния покрытия.
Гоночная траектория с поздним апексом и ранним ускорением
Преимущества современной гоночной траектории:
Увеличение вероятности лучшего времени на круге на мощных машинах
Возможность раннего начала разгона
Максимально эффективное использование прямиков после поворотов
Возможность более раннего начала торможения
Увеличивает вероятность обгона в повороте
Не может быть самой быстрой траекторией для маломощных машин
Увеличивает нагрузку на шины
Очень часто водители смещают апекс на слишком раннюю позицию из-за того, что нервничают на подходе к повороту и из-за рвения поскорее повернуть. Апексы в гоночной траектории часто находятся вне зоны видимости в момент прохождения точки входа в поворот, или нахолятся дальше, чем можно было бы ожидать (схема ниже). Именно в таких ситуациях дают о себе знать опыт и знание трассы.
Поздний апекс в гоночной траектории
Шпилька — это поворот на 180 градусов. В данном случае апекс должен находиться в области третьей четверти всей дуги поворота (как на схеме ниже). Полезный совет — в середине дуги (там, где находится геометрический апекс) машина должна находиться посередине трассы — на равном расстоянии от внешней и внутреннй кромки трассы.
Поздний апекс в шпильке
Расположение и направление следующего поворота также влияет на выбор траектории. Например, когда вы проходите правый поворот, а следующий за ним — левый, то для входа в последний необходимо предварительно сместиться вправо для построения правильной траектории. Таким образом, в первом повороте необходимо сделать более поздний апекс и выбрать более медленную траекторию. Но если же второй поворот правый, то в первом можно использовать более быструю траекторию (на схеме).
Траектория зависит от положения и конфигурации следующего поворота
Наряду с тем, что аккуратный вход и быстрый выход позволяют улучшать время на круге, следует помнить, что в связке поворотов (не разделенных прямиками) нужно ориентироваться на последний из них. Т.е. на входе в связку очень важно построить такую траекторию, которая позволит с максимально возможной скоростью выйти из последнего поворота. Именно на входе в первый поворт серии закладывается скорость прохождения всей связки. Бывают так же более сложные случаи, когда траектория умышленно искажается при прохождении сложных связок, например, используя slow down траекторию. Но это уже тема отдельной статьи.
Когда оптимальная траектория для поворота уже определена, самое время обсудить наиболее быстрый способ его прохождения. Для этого потребуется глубокое понимание пределов машины, некоторое время на изучение трассы и набор техник управления автомобилем.