Главная arrow Статьи arrow Некоторые физические аспекты контрруления
Некоторые физические аспекты контрруления

Аристотель ничего не знал о гироскопах, а именно они тут и работают. Я о них тоже почти ничего не знаю, знаю только, что парни с прикладмеха два семестра чуть не вешались на спецкурсе. В общем, пришлось порыться в разных источниках. Оказалось, что глубины теории, все эти прецессии и кориолисы нам не нужны. Нужная нам физика оказалась гораздо проще. Попробую объяснить, что сам понял.

Продал я своего Икса. Грустно расставаться, конечно, но есть и утешение – новый владелец, Александр, вменяемый человек и настоящий мотоэнтузиаст. Надеюсь, у них с байком завяжется крепкая мужская дружба.

В процессе переоформления в ГАИ, мы с Сашей, конечно же, говорили главным образом о мотоциклах. Выяснилось, что он не владеет приемом контрруления. Тут я, потакая своей гордыне, надел на себя маску прожженного мотогуру и начал вещать. Вещание, в двух словах, сводилось к следующему: контрруление – это такой прием, который проще освоить, чем объяснить.

– Саш, просто садись на мотоцикл, поезжай прямо по спокойной дорожке и попробуй толкнуть от себя левую ручку. Байк вильнет влево.

– Слушай, но это как-то странно. С чего бы ему влево поворачивать, если руль повернется вправо?

– Там сложная физика, на пальцах не объяснишь, просто попробуй и сам все увидишь.

Вечером Александр позвонил и сказал, что прокатился вокруг гаража и опробовал прием.

– Работает! – радостно кричал он в трубку. – Как же я раньше без этого ездил?

И я его прекрасно понимаю. Прием простой в освоении и закреплении и при этом очень полезный. С ним руление становится осмысленным, точным и быстрым. Перекладывание байка с боку на бок – в эсках или при проезде кругового движения – занимает меньше времени, что повышает безопасность. Единственная проблема – противоречие тому интуитивному пониманию физики, которое за большим бугром называется folk или naive physics. Задайте кому-нибудь вопрос, где упадет мячик, выпущенный из руки бегущего человека, или что случится с температурой на кухне, если открыть дверцу холодильника, и вы поймете, что большинство людей понимают физику не так, как их учили в школе. В этом нет ничего постыдного, в конце концов Аристотелева физика (очень близкая к naive physics) помогала людям 2000 лет, прежде чем ее сменила Ньютоновская. Жаль только, что этот «здравый смысл» делает столь трудным обучение езде на одноколейных транспортных средствах и мешает применять контрруление.

Правда и то, что Аристотель ничего не знал о гироскопах, а именно они тут и работают. Я о них тоже почти ничего не знаю, знаю только, что парни с прикладмеха два семестра чуть не вешались на спецкурсе. В общем, пришлось порыться в разных источниках. Оказалось, что глубины теории, все эти прецессии и кориолисы нам не нужны. Нужная нам физика оказалась гораздо проще. Попробую объяснить, что сам понял.

Итак, слово придумал Фуко, который использовал этот прибор для доказательства вращения земли (”гиро-” – вращение, “скоп” – наблюдаю). Главное условие появления гироскопического эффекта – ротор должен вращаться гораздо быстрее, чем его ось. Гироскопических эффектов на самом деле два. Прежде всего, это сохрание направления оси вращения тела при отсутствии внешних моментов. Если же внешний момент появляется, то гироскоп сам создает момент, но! – в перпендикулярной плоскости. Применяются гироскопы много где: бумеранг, волчок, йо-йо, автопилот, системы наведения ракет – все это гироскопы.

Контрруление и вообще удержание байка в положении равновесия тоже работает благодаря гироскопическому эффекту. Он – одна из трех составляющих баланса, две другие – инерция и геометрия шасси.

Гироскопический эффект прекрасно показывает классический опыт с велосипедным колесом. Снимите с велосипеда колесо, возьмите его за ось и попросите кого-нибудь сильно его раскрутить. Если вы попробуете поднимать и опускать колесо, оно будет вести себя так же, как и нераскрученное. Если же вы попробуете поворачивать колесо, как вы это делаете в процессе руления, то оно начнет наклоняться. При повороте вправо оно наклонится влево, и наоборот.



Я попытался изобразить это явление на рисунке с реальным мотоциклом, чтобы было понятнее. Поворачивая (синяя стрелка) раскрученное колесо (зеленая стрелка), вы получаете момент, наклоняющий мотоцикл (красная стрелка). Собственно и все.

Где же проявляется этот эффект? Во-первых, он помогает удерживать равновесие. Все знают, что чем выше скорость, тем байк устойчивее. А все потому, с ростом скорости вращения колеса эффект усиливается. Если колесо вильнет на неровности при проезде пробки со скоростью пешехода, вам придется отработать это движение руками или корпусом. Если же оно вильнет на нормальной скорости, вы даже этого не заметите, потому что гироскопический эффект немедленно отклонит байк обратно и восстановит его вертикальное положение.

Второе проявление как раз и называется контррулением. То есть если вы повернете руль влево, гироскопический эффект завалит мотоцикл вправо. Выполняя этот прием осознанно, принимая в расчет скорость мотоцикла, радиус поворота и состояние покрытия, вы с легкостью уложите байк в затяжной ходовой вираж или ловко вильнете при объезде препятствия. Попробуйте, для начала, просто медленно повернуть руль в другую сторону при езде по прямой – и пустой! – дороге, просто чтобы понять, что это работает. А потом тренируйте прием в каждой поездке. Увидите, насколько проще вам станет управлять мотоциклом, а чем лучше вы управляете – тем выше ваша активная безопасность.

Существуют стандартные возражения, выдвигаемые записными спорщиками-теоретиками. Первое из них – можно наклонить байк и без руля. Кейт Код, устав объяснять людям очевидное, завел в своей калифорнийской школе «No BS bike», где BS значит bullshit. Это обычный мотоцикл с дополнительный «рулем», который не связан с колесами, но имеет все органы управления. Сначала курсанту предлагается прокатиться, держась за дополнительный руль, потом за обычный. Результат можете увидеть сами, по-моему вполне убедительно.

http://www.youtube.com/watch?v=3nRUeEkS644&eurl=http://bikestories.ru/2008/03/07/nekotorye-fizicheskie-aspekty-kontrruleniya/&feature=player_embedded

Второе возражение – поворот без рук. Все мы делали это в детстве на велосипеде, а кто нет – может посмотреть, как победитель очередного MotoGP катит вдоль трассы, победно вскинув руки и при этом довольно аккуратно прописывая виражи. Что ж, все правда. Но правда и то, что для поворота без рук вы тоже используете контрруление. Понаблюдайте за собой – перед поворотом направо вы корпусом или коленом отклоняете байк или велосипед влево. Вот и вся разгадка.

Ну или просто посмотрите внимательно на фотографии с мотогонок. Одну из них я вынес в начало статьи. Те из них, которые сняты в начале руления со всей очевидностью показывают, что гонщики отклоняют руль в другую сторону.

В заключение хотелось бы снова вернуться к гироскопическому эффекту. Дело в том, что он проявляется не только из-за вращающихся колес, но и благодаря коленвалу и маховику. Их масса вполне сопоставима с массой колеса. Размер конечно меньше, но скорость вращения существенно выше, так что создаваемый ими гироскопический эффект вполне сопоставим с «колесным». Поскольку у большинства байков они крутятся в одной плоскостии в одном направлении с колесами, то моменты просто складываются. А самое главное, он зависит не от скорости движения, а от оборотов двигателя. Попробуйте спуститься с крутого склона на нейтрали с выключенным мотором и с мотором, раскрученным на высоких оборотах, и вы почувствуете разницу.

Вот теперь точно все. Удачного вам (контр)руления.

 

Обсудить на форуме:

http://zlatoverstmcc.ru/index.php?option=com_fireboard&Itemid=40&func=view&id=235&catid=26

 
< Пред.   След. >