Словом Hakkapeliitta называли финских кавалеристов, служивших шведскому королю Густаву II Адольфу во время Тридцатилетней войны. В основе этого слова лежит финский боевой клич Hakkaa Páálle. С подобным бравым возгласом мы выехали на ледяной полигон Ивало в финской Лапландии, чтобы оценить современный шинный хайтек

«Шипованная шина похожа на подушку безопасности», — так считает Тэппо Хуовилла, руководитель отдела разработки и усовершенствования продукции Nokian Tyres. Действительно, любителям «защищенной» городской езды на шипах приходится практически всю зиму терпеть низкочастотный гул на высокой скорости, слушать цоканье на торможении, осторожничать в поворотах на практически сухом асфальте или фирменной «похлебке от мэра», а иногда даже вешать на заднее стекло обидную букву «Ш», расписываясь в собственной неспособности замедляться в одном темпе с «нешипованными». И все это ради пары дней настоящих заморозков, когда дорога без предупреждения превращается в каток, и любители тишины и динамики выстраиваются в длинную очередь к страховым комиссарам.

Следуя аналогии Тэппо, можно сказать, что тесты зимних шин Nokian Hakkapeliitta 7, которые мы провели на полигоне в финской Лапландии (Ивало), представляли собой сплошной краш-тест. На абсолютно гладком льду, вполне пригодном для тренировок фигуристов, мы на самых разных автомобилях выполняли экстренные торможения и переставки, отводили душу в крутых поворотах, исследовали поведение автомобилей и резины с включенной и отключенной ESP. Однако к полигону нас привела вполне обычная асфальтовая, местами сухая дорога. И на ней я смог оценить, к примеру, что Volkswagen Golf — весьма тихий автомобиль для своего класса. А пятидверная Honda Civic отличается необычно острой управляемостью как на льду, так и на сухом асфальте. Все эти нюансы мне позволила ощутить шипованная шина Nokian Hakkapeliitta7. Чтобы сделать по‑настоящему комфортную и универсальную шипованную шину, инженерам Nokian пришлось применить ряд технических ухищрений. По сложности конструкции современная шина не уступает многим другим узлам автомобиля.

Без цоканья копыт

Шум, характерный для большинства шипованных шин, возникает при контакте шипов с твердым покрытием. Полая внутри шина — хороший резонатор, поэтому колебания шипа, передающиеся резине, очень хорошо слышны. Первый толчок шина получает, когда набегающий шип ударяется о дорожное полотно. Зацепившись за поверхность, шип стремится некоторое время сохранять свое положение (для этого, собственно, он и предназначен), колесо же вращается дальше. Резина шашки протектора, расположенная позади шипа, сжимается, накапливая энергию. Когда шип, наконец, соскакивает с дороги, резина разжимается и шина получает мощный «щелбан», а мы слышим то самое громкое «цоканье», которое на скорости превращается в низкочастотный гул. Кроме того, раскачка шипа и сопутствующая ей вибрация способствуют ослаблению крепления шипа в шине и в конечном счете ведут к потере шипа.

Под основанием каждого шипа Hakkapeliitta 7 находится амортизирующая подушка Eco Stud. Она демпфирует удары шипа о дорожное покрытие, снижая шум и вибрации. Кроме того, Eco Stud обеспечивает оптимальное давление шипа на дорогу. Нет смысла пытаться продавить шипом сухой асфальт — от таких попыток твердосплавная вставка шипа быстро сточится и придет в полную негодность. Если же поверхность, например лед, способна принять шип, давления Eco Stud будет как раз достаточно.

Участок протектора, который касается дороги непосредственно перед шипом, содержит воздушные амортизаторы — три полости в форме капли с отверстиями, выходящими наружу. Когда шашка протектора касается земли, отверстия закрываются и воздушная камера становится упругой, образуя надежную опору для шипа. Участок протектора с воздушными амортизаторами отрывается от земли раньше шипа.

Отверстия открываются, воздух получает возможность свободно выходить из камер, и протектор становится мягким. Соскакивая с дороги, шип ударяется в мягкую область, и энергия сжатой резины рассеивается воздушным амортизатором, вместо того чтобы передаться на резонирующие борта.

Когти наголо!

Но хватит наслаждаться тишиной, пора испытать возможности шины в экстремальных условиях. Утапливаем педаль в пол, и шестигранные шипы Nokian Hakkapeliitta 7 вгрызаются в лед, сообщая автомобилю уверенный разгон. Твердосплавная вставка шипа имеет форму ромба. Широкая сторона ромба обращена по ходу движения, чтобы обеспечить максимальную площадь сцепления шипов с дорожным покрытием во время разгона и торможения. Эффективную площадь взаимодействия шипов со льдом увеличивает и восьмирядная ошиповка шины. Линии ошиповки образуют на протекторе восемь продольных линий. Точное позиционирование шипов на шине позволяет расширить зону контакта, не увеличивая количество шипов, а значит, и массу колеса.

На разгоне и торможении направление и сила тяги, как правило, хорошо контролируются водителем, поэтому приоритетное значение имеет площадь взаимодействия шипов со льдом: чем она больше, тем больше тяги можно преобразовать в ускорение. В поворотах ситуация, как правило, поддается контролю куда хуже, поэтому приоритет отдается надежности сцепления с дорогой в целях скорейшего прекращения скольжения. При поперечном скольжении шипы обращены к дороге короткой стороной ромба. Ее малая площадь обеспечивает повышенное давление на поверхность и, соответственно, более надежное сцепление шипа со льдом. При этом благодаря шестигранной форме шипа все его грани, даже с «острой стороны», образуют друг с другом тупые углы, поэтому шестиугольный шип в меньшей степени подвержен стачиванию и износу, чем квадратный, как на Hakkapeliitta 5.

На торможении в дело вступает «медвежий коготь» — специальный усиленный выступ на шашке протектора, удерживающей шип. Его форма рассчитана таким образом, что, касаясь дорожного полотна перед шипом, он удерживает шип точно в вертикальном положении в условиях стремительно возрастающей нагрузки.

Наружная часть протектора Hakkapeliitta 7 выполнена из относительно мягкой резины, способной повторять профиль дороги для лучшего контакта. Якорь шипа удерживается в более твердой резине и имеет площадь бóльшую, чем площадь рабочей части шипа. Дополнительную опору создает увеличенное количество нитей стального корда, проходящих в районе якоря. Все эти меры призваны радикально снизить вероятность выпадения шипа из протектора. Стоит ли говорить, что ошиповка Hakkapeliitta 7 может производиться только в заводских условиях на предприятиях Nokian.

Резиновое зелье

И все же, если шипы исполняют роль «подушки безопасности», основную работу по удержанию автомобиля на дороге берут на себя резина и протектор. В резине шин Nokian вместо традиционного усиливающего компонента — технического углерода (его часто называют «сажей») — используется диоксид кремния (в автомобильной отрасли его называют «силикой»). Силика более экологична в производстве и обеспечивает меньшее сопротивление качению, а следовательно, лучшую динамику и экономию топлива. К недостаткам силики можно отнести меньшую эластичность (а значит, меньшую стойкость к истиранию). Специалистам Nokian удалось сделать резину износостойкой и прочной на разрыв, добавив в смесь рапсовое масло. В качестве вулканизирующего агента применили силан — соединение кремния с водородом. Силан позволил надежно соединить большие количества силики и натурального каучука. Получившаяся резиновая смесь получила название криосилан.

Зимней шине не обойтись без ламелей — участков протектора с частой мелкой насечкой. Образующиеся в результате тонкие пластинки резины мягко обволакивают рельеф скользких дорожных покрытий, значительно увеличивая эффективную площадь контакта. Однако на более твердых и цепких покрытиях ламели, как правило, проигрывают: тонкие пластинки смещаются относительно друг друга, и мягкий ламелированный участок протектора не справляется с возросшей нагрузкой. В шинах Hakkapeliitta 7 применена технология 3D-ламелирования. Мало того что зубчатая нарезка ламелей обеспечивает их сцепление между собой при боковых нагрузках. Поверхности, которыми пластинки соприкасаются между собой, имеют выпуклые и вогнутые участки, благодаря чему под нагрузкой они сцепляются и действуют как единое целое.

Для Hakkapeliitta 7 был разработан новый симметричный направленный рисунок протектора, который эффективно отводит влагу при движении по снегу или шуге (снежно-грязевой каше). Для сопротивления аквапланированию плечевые зоны протектора сделали скошенными. По сравнению с Hakkapeliitta предыдущего поколения в тех же самых типоразмерах протектор «семерки» окажется уже, а пятно контакта — более вытянутым по ходу движения. Можно говорить о том, что в новой модели сделан акцент на точности и остроте управления на скользких покрытиях. Центральные шашки протектора объединены в единое центральное ребро. Такой «тонкий слик» посередине колеса улучшает поведение шины на твердом и сухом покрытии: снижает сопротивление качению и шум, обостряет реакции на управляющие действия.

Арифметика прогресса

Специалисты Nokian претендуют на то, что Hakkapeliitta 7 выводит управляемость, комфорт и безопасность зимних шин на принципиально новый уровень. И они не нашли лучшего способа проиллюстрировать свою позицию, чем выпустить первую в мире шипованную покрышку для Porsche с индексом скорости H (210 км/ч). Porsche 911, принадлежащие фирменной школе повышения водительского мастерства, мы своими глазами видели на полигоне в Ивало. К сожалению, испытать эти спорткары на собственной шкуре нам не довелось, и главным генератором адреналина для журналистов из России стал Audi RS4 с пилотом-раллистом за рулем. Сами же мы изучали Hakkapeliitta 7 за баранкой чуть более скромных автомобилей, сродни тем, на которых нам и предстоит проездить всю зиму по суровым российским дорогам.

Ближе к вечеру Тэппо Хуовилла наконец услышал вопрос, которого ждал весь день: почему новая шина Hakkapeliitta получила индекс 7, тогда как предыдущая модель была «пятеркой»? Тэппо хитро улыбнулся в усы — ведь ради этого все и затевалось. Оказывается, для разработки нового поколения Hakkapeliitta специалисты Nokian сразу разделились на две команды. Первая занималась эволюционной доработкой Hakkapeliitta 5. Эта шина сразу получила индекс 6. Вторая группа взялась за разработку принципиально новой шины с нуля. Результаты первых же тестов показали, что революционный путь оказался радикально лучше эволюционного. На сравнительных испытаниях с Hakkapeliitta 5 «семерка» показала сокращение тормозного пути на 4% и уменьшение времени прохождения референсной трассы на 8%. Поэтому начиная с этого сезона во всем мире будет продаваться новая Hakkapeliitta с индексом 7.

Статья опубликована в журнале «Популярная механика» (№11, Ноябрь 2009).