Россия
УДК 007.52 не содержащие человека в качестве звена системы, роботы, автоматы
В статье представлена усовершенствованная аналитическая модель для расчета пороговой скорости наступления полного аквапланирования одиночного колеса легкового автомобиля. Отличительной чертой подхода выступает последовательное уточнение геометрических параметров водяного клина (угла атаки и площади смоченной поверхности) и детализированное описание гидравлического сопротивления дренажных канавок протектора с применением непрерывной формулы Черчилля для коэффициента трения, справедливой во всем спектре чисел Рейнольдса — от ламинарного до развитого турбулентного течения, включая переходную область. Такой прием избавляет от необходимости априорного выбора расчетного режима и обеспечивает гладкую функциональную связь критической скорости с исходными параметрами. Потери на входе в канавку рассчитываются по классической гидравлической схеме — через скоростной напор в узком сечении, а движущий перепад давления принимается равным полному динамическому напору набегающего потока. На базе предложенной модели разработано алгоритмическое обеспечение для проактивного управления движением беспилотных автотранспортных средств в составе интеллектуальных транспортных систем. Определены состав и назначение бортовых сенсорных подсистем, необходимых для получения исходных данных в реальном масштабе времени. Приведен числовой пример, демонстрирующий сходимость итерационной процедуры, и выполнено сопоставление с известными инженерными методиками.
аквапланирование, гидродинамическая подъемная сила, критическая скорость, угол атаки, протектор, дренажные канавки, гидравлическое сопротивление, формула Черчилля, аналитическая модель, беспилотное автотранспортное средство, интеллектуальная транспортная система, алгоритм управления, бортовые датчики
1. Определение скорости возможного аквапланирования / В. А. Ковалев [и др.] // Вестник Иркутского государственного технического университета. 2014. № 5 (88). С. 115–119. EDN SGJFEH
2. Куверин И. Ю., Гусева И. А., Гусев С. А. Аналитическая модель расчета скорости начала аквапланирования в алгоритмах беспилотного управления // Автоматика на транспорте. 2025. Т. 11, № 1. С. 30–54. DOI:https://doi.org/10.20295/2412-9186-2025-11-01-30-54
3. Fwa T. F., Ong G. P. Wet-Pavement Hydroplaning Risk and Skid Resistance: Analysis // Journal of Transportation Engineering. 2008. Vol. 134, no. 5. Pp. 590–598. DOI:https://doi.org/10.1061/(ASCE)0733-947X(2008)134:5(182)
4. Ong, G. P., Fwa T. F., Guo J. Modeling Hydroplaning and Effects of Pavement Microtexture // Transportation Research Record: Journal of the Transportation Research Board. 2005. No. 1905. Pp. 166–176. DOI:https://doi.org/10.1177/0361198105190500118
5. Vilsan A., Sandu C. Hydroplaning of Tires: A Review of Numerical Modeling and Novel Sensing Methods // Journal of Autonomous Vehicles and Systems. 2023. Vol. 3, no. 3. Art. 031001. DOI:https://doi.org/10.1115/1.4065379
6. Evaluation of Highway Hydroplaning Risk Based on 3D Laser Scanning and Water-Film Thickness Estimation / W. Yang [et al.] // International Journal of Environmental Research and Public Health. 2022. Vol. 19, no. 13. Art. 7699. DOI:https://doi.org/10.3390/ijerph19137699
7. Longitudinal Hydroplaning Performance of Passenger Car Tires / M. Maleska [et al.] // Vehicle System Dynamics. 2021. Vol. 59, no. 3. Pp. 415–432. DOI:https://doi.org/10.1080/00423114.2019.1693047
8. Effectiveness of Tire-Tread Patterns in Reducing the Risk of Hydroplaning / T. F. Fwa [et al.] // Transportation Research Record: Journal of the Transportation Research Board. 2009. No. 2094. Pp. 91–102. DOI:https://doi.org/10.3141/2094-10
9. Benavides H. M. Modification and Improvement of the Churchill Equation for Friction Factor Calculation in Pipes // Water. 2024. Vol. 16, no. 16. Art. 2328. DOI:https://doi.org/10.3390/w16162328
10. Numerical Analysis of Hydroplaning Behaviour by Using a Tire–Water-Film– Runway Model / X. Zhu [et al.] // International Journal of Pavement Engineering. 2022. Vol. 23, no. 3. Pp. 784–800. DOI:https://doi.org/10.1080/10298436.2020.1774587
11. Hydroplaning Analysis by FEM And FVM: Effect of Tire Rolling and Tire Pattern on Hydroplaning / E. Seta [et al.] // Tire Science and Technology. 2000. Vol. 28, no. 3. Pp. 140–156. DOI:https://doi.org/10.2346/1.2135997
12. Chen X., Wang H. Analysis and Mitigation of Hydroplaning Risk Considering Spatial-Temporal Water Condition on the Pavement Surface // International Journal of Pavement Engineering. 2023. Vol. 24, no. 2. DOI:https://doi.org/10.1080/10298436.2022.2036988
13. Tao S., Wang J., Dong R. Model Construction and Numerical Simulation for Hydroplaning of Complex Tread Tires // Complex System Modeling and Simulation. 2022. Vol. 2, no. 4. Pp. 322–333. DOI:https://doi.org/10.23919/CSMS.2022.0020
14. Methodology for Real-Time Hydroplaning Risk Estimation Using an Intelligent Tire System: An Analytical Approach / A. Vilsan [et al.] // Sensors. 2025. Vol. 25, no. 23. Art. 7299. DOI:https://doi.org/10.3390/s25237299
15. Florida Department of Transportation’s Enhanced Hydroplaning Prediction Tool / H. S. Lee [et al.] // Transportation Research Record. 2021. Vol. 2675, no. 10. Pp. 340–352. DOI:https://doi.org/10.1177/03611981211011479
