Контрруление на мотоцикле


Наверное один из самых занудных мотосоветов, но об одной из фундаментальных категорий теории движения мототранспорта.

Moto48.jpg
За мгновение до контрруления.
Автор: Olga713

James R. Davis Counter-steering Not the least bit as simple as it feels
Источник: http://msgroup.org/
Перевод: sixbisix

Каждый кто управлял мотоциклом знает это. В мотошколе упоминают (но не объясняют), а мотоциклисты всё время спорят об этом. Действительно, что это такое? Как это работает? Почему это работает? На все эти вопросы я постараюсь ответить в этом мотосовете.

На сверх малой скорости мы поворачиваем руль туда, куда хотим ехать. Мы можем делать так только на скорости менее 10 км/час. Если скорость выше мы делаем всё наоборот, независимо от того осознаём мы это или нет. Например, если мы хотим повернуть направо, то на самом деле мы ПЫТАЕМСЯ повернуть руль налево. Это приводит к тому, что переднее колесо наклоняется вправо и из-за наклона колеса происходит поворот направо. Это и есть контрруление.


Почему же мы не путаемся и поворачиваем руль в нужную сторону на любой скорости? Потому, что мы усвоили, что не нужно прилагать усилий управляя мотоциклом. Поворот руля влево ВОСПРИНИМАЕТСЯ нами так, словно мы толкаем руль правой рукой, а не тащим левой. Такое ощущение связано с тем, что чем сильнее мы толкаем руль, тем больше мотоцикл поворачивает направо и, следовательно, кажется руль все сильнее стремиться повернуть направо. Другими словами, мы быстро связываем контрруление с той рукой, в сторону которой мы поворачиваем. Более того, даже небольшой опыт позволяет понять, что контрруление требует намного меньше усилий, в то же время повернуть руль в сторону поворота невозможно. В конце концов человек быстро обучается.

Для понимания контрруления необходимо иметь лишь поверхностные знания о гироскопе – не более того, во что ВЕРЯТ большинство людей представляя работу гироскопа. (Несмотря на то, что большинство из них ЗАБЛУЖДАЕТСЯ, я все равно опишу их позицию). Явление называется «гироскопическая прецессия». Гироскопическая прецессия возникает когда на ось вращающегося гироскопа прикладывается сила смещающая эту ось. Вектор силы вращающегося гироскопа направлен под углом в 90 град к плоскости вращения. Следовательно, если мы попытаемся повернуть переднее колесо влево, то сила, которую мы прикладываем, поворачивая руль, будет направлена направо против оси вращения колеса и будет наклонять колесо вправо. Аналогично, пытаясь повернуть колесо вправо в результате колесо будет наклоняться влево.


Однако гироскопическая прецессия не является необходимым условием контрруления. Не имеет значения на сколько, но если переднее колесо отклоняется от прямолинейного движения ваш мотоцикл начинает наклоняться в противоположную сторону. Без преувеличения можно сказать, что даже без гироскопической прецессии, поворот переднего колеса мотоцикла в одну сторону приводит к контррулению в противоположную. Происходит это из-за угла наклона вилки. Этот эффект можно наблюдать на стоячем мотоцикле. Просто поверните руль в сторону и вы увидите, что мотоцикл наклоняется в противоположную.
[Заметьте, что гироскопическая прецессия не является необходимым условием контрруления, но облегчает его – делает его более ровным – но НЕ приводит к контррулению. Простыми словами – в основе контрруления лежит центробежная сила, а не гироскопическая. Чтобы лучше понять это, почитайте Centrifugal forceДля лучшего понимания почитайте ветку форума (на английском — прим. SixBiSix)].

centrifugalvsprecession.jpg


1. Если контрруление возникает в результате гироскопической прецессии, ваше тело и голова будут следовать за наклоном мотоцикла.
2. Если контрруление возникает в результате центробежной силы, ваше тело, голова и мотоцикл будут наклоняться одновременно)

С того момента как ваша голова и тело не находятся в одной плоскости с крутящимся колесом, они не прецессируют. Ваше тело остается соосно с корпусом мотоцикла.

При езде на мотоцикле, поворот руля немедленно преобразуется гироскопической прецессией в наклон в противоположную сторону. Так как переднее колесо прикреплено к раме мотоцикла, то мотоцикл также наклоняется. Однако наклон МОТОЦИКЛА происходит из-за воздействия на руль и соответствующего поворота переднего колеса — гироскопическая прецессия играет только вспомогательную роль в этом процессе и не оказывает значимого эффекта.

Например, если вместо переднего колеса была бы лыжа, то поворот происходил бы в сторону поворота руля (точно также как это происходит если вместо лыжи установлено колесо) и корпус наклоняется в противоположную сторону, подтверждая что даже контрруление лыжей все еще эффективный способ управления.

ЕДИНСТВЕННЫЙ СПОСОБ повернуть мотоцикле, движущегося быстрее пешехода, это контрруление (если конечно у мотоцикла только два колеса). Мы поговорили только о том, почему мотоцикл начинает наклоняться. Конечно, все что мы обсудили выше относится к непосредственно повороту переднего колеса сопровождающегося одновременным наклоном мотоцикла в противоположную повороту руля сторону. Что же происходит дальше?


Прежде чем перейти к рассмотрению более сложных явлений, отмечу, что если вы перестанете давить на руль (или вас выбросит из седла мотоцикла), после нескольких неконтролируемых колебаний из стороны в стороны ваш мотоцикл «найдёт» прямолинейный курс, самостабилизируется и поедет прямо! Да это так, ваш мотоцикл имеет встроенный механизм само-коррекции – известный под названием Геометрия механизма управления – который позволяет мотоциклу самостоятельно компенсировать любые наклоны и изменения скорости и продолжать движение прямо независимо от того, едите ли вы на мотоцикле или мотоцикл едет уже без вас – пока скорость мотоцикла не снизится настолько, что он упадет в сторону.

raket.jpg

Геометрия вилки

На рисунке показано, как обычно выглядит передняя часть мотоцикла. Руль соединен с рулевой колонкой (steering column), которая соединена с рамой мотоцикла (knee bone), которая соединена… ой, мы двигаемся в неверном направлении. Рулевая колонка (в народе называемая «рулевой стакан» [steering stem]) не соединена напрямую ни с рамой мотоцикла, ни со стаканами вилки! Наоборот, она соединена с так называемым траверсой (triple-tree) на рисунке отмеченной буквой D). Это то место, где оба пера вилки (forks), скрепленные вместе по ходу всей рулевой колонки, соединены с рамой мотоцикла. Вы можете заменить, что траверсы выставлены вперед и поэтому перья вилки также смещены немного вперед по отношению к рулевой колонке (обратите внимание на диагональные линии отмеченные как С и С’). Это называется смещение вилки (offset).


Теперь пожалуйста, обратите внимание, что перья вилки закреплены в траверсах не перпендикулярно земле, а под углом. Этот угол называется углом наклона вилки (rake).Если бы угол наклона вилки отсутствовал (и не было бы небольшого смещения вилки), то переднее колесо должно было касаться дороги в точке А. (В большинстве случаев угол наклона вилки примерно 30 градусов).

Угол наклона вилки играет огромную роль. С одной стороны, благодаря углу наклона вилки любой наклон колеса приводит к повороту колеса в сторону наклона. С другой стороны, он замедляет руление. Это значит, что если на низкой скорости руль поворачивается на 20 градусов, то траектория движения меняется немного меньше 20 градусов. [Никогда не поворачивайте руль на 20 градусов двигаясь на высоких скоростях – передней колесо всегда направлено прямо]. При повороте на высокой скорости, угол наклона вилки ЗАМЕДЛЯЕТ реакцию мотоцикла на поворот руля (Ниже я объясню почему).

Посмотрите на рисунок и представьте, что вместо поворота направо колесо смотрит прямо на вас. (Корпус мотоцикла остается повернутым направо).


rakeFullturn.jpg

Теперь вы увидите, что пятно контакта, которое до поворота колеса находилось в точке В, находится теперь в точке С’. Другими словами, из-за того, что вилка наклонена, часть вашего усилия на поворот руля тратиться на смещение пятна контакта колеса с дорогой (Поэтому руление «медленнее» — и чем больше угол наклона, тем медленнее руление. Обратите внимание, что «медленное руление» не тоже самое, что «недостаточная поворачиваемость» (under-steer)).

Отметим особенность, что точка пересечения колеса с красной диагональной линией С’ находится выше, чем точка пересечения колеса с линией В. Это объясняет то, почему из-за наклона вилки при повороте руля перед мотоцикла опускается ниже. Горизонтальное расстояние на уровне земли между В и С (не С’) называется вылет (trail). (Вылет, как вы можете заметить, зависит от угла наклона вилки, смещения и радиуса колеса). На некоторых мотоциклах переднее колесо закреплено не ровно между амортизаторов, а либо немного выше либо ниже вилки. Фактически, такое смещение необходимо для того, чтобы уменьшить или увеличить смещение вилки, а значит увеличить или уменьшить вылет.

Устойчивость вашего мотоцикла в движении зависит от вылета.


strong>Однако, замечали ли вы, что на мотоциклах с очень большим углом наклона вилки (и следовательно большим вылетом) переднее колесо очень неустойчиво (на низкой скорости) если оно не направлено строго прямо? Эта особенность объясняет одну из причин, почему колесо поворачивает в сторону поворота, как только оно наклонилось в эту сторону. Любой наклон колеса в сочетании с силой притяжения, стремящейся приблизить переднюю часть мотоцикла к земле, приводит к смещению вперед пятна контакта колеса с дорогой . Более того, заметьте, что ось вашей вилки направлена в точку С, не С’, и она находится сзади центра тяжести передней части мотоцикла. Следовательно, сила притяжения играет более существенную роль в повороте колеса, чем может показаться на первый взгляд. (И теперь вы понимаете, для чего нужны рулевые демпферы – благодаря им небольшой наклон не приводит МОМЕНТАЛЬНО к повороту колеса в направлении наклона.)

Но существует другая, более весомая, причина, из-за которой наклон колеса приводит к повороту – тяга развала (camber thrust). В отличие от автомобильных шин, на мотоцикле вы ездите на шинах не с плоским профилем, а с круглым. При езде прямо пятно контакта располагается точно по середине покрышки, максимально удаленным от оси колеса. При наклоне пятно контакта располагается ближе к оси колеса. Самая удаленная от оси колеса часть ВРАЩАЕТСЯ БЫСТРЕЕ, чем любая другая, находящаяся ближе к оси колеса. Значит когда вы двигаетесь в наклоне, то внешняя сторона пятна контакта движется быстрее внутренней.


glasses1.jpg

Возьмём два конусообразных стакана и соединим их вместе, как показано на рисунке ниже. Разве это не похоже на профиль вашей покрышки если смотреть на нее спереди?

glasses2.jpg

Теперь положите один из стаканов на стол и толкните его. Стакан ДОЛЖЕН двигаться по кругу, потому, что край стакана движется быстрее, чем любая другая его часть. Так происходит и с колесом мотоцикла. Сила тяги развала заставляет ваше колесо поворачивать при наклоне.

glasses3.jpg

Таким образом, угол наклона вилки и тяга развала вместе преобразуют наклон переднего колеса в поворот в сторону наклона. Затем, корпус мотоцикла следует за колесом и наклоняется в сторону поворота.

Теперь вы знаете, что такое контрруление, его механизм и как это происходит. Сейчас у вас может возникнуть вопрос, почему колесо останавливается каждый раз при небольшом контррулении? И как я раньше отметил, каким образом мотоцикл без пилота сам двигается прямо?

Ответ на оба эти вопроса даст центробежная сила и, опять, угол наклона вилки. При любом соотношении скорости и угла наклона, существует только один диаметр круга на котором они могут быть постоянными. Это точка баланса в которой сила притяжение пытается уронить мотоцикл, а центробежная сила стремиться его поднять, и эти силы уравновешивают друг друга. (Если у вас есть MS Excel, вы можете скачать этот файл для подтверждения моих слов).


Если скорость увеличивается, а радиус поворота не уменьшается (возможно в оригинале ошибка и радиус поворота должен увеличиваться), то центробежная сила будет удерживать мотоцикл более вертикально – т.е. уменьшать угол наклона. Это, в свою очередь, уменьшает тягу развала и мотоцикл, по собственному желанию, увеличивает радиус поворота.

Если скорость не меняется, но радиус поворота меньше радиуса, на котором достигается баланс сил, то центробежная сила становится больше силы притяжения и опять происходит увеличение радиуса поворота так, как было описано выше.

Как только ваш мотоцикл стабилизировался в повороте (постоянная скорость, постоянный наклон и постоянная сила поворота руля) в этом состоянии он будет оставаться до тех пор, пока не изменится сила поворота руля (т.е. например вы немного больше надавите на руль или измениться дорожное полотно или подует боковой ветер или вы переместите свой вес или измените скорость).
Стабильность мотоцикла нарушается, как только вы прикладываете на руль усилие. Воздействие на руль, тяга развала и угол наклона вилки сходятся в смертельной схватке, исходом которой является самовыравнивание мотоцикла.


ла, направленная на сохранение мотоциклом прямолинейного движения, но она также связана с силой трения. В пятне контакта передней покрышки есть возникает сила трения, которую целый мотоцикл прикладывает для того чтобы «содрать» резину с покрышки. Если мотоцикл находится на одной линии с передним колесом (это возможно только при движении прямо), то очень важно, чтобы «сдирания» резины не было. Но если мотоцикл находится не на одной линии с передним колесом, то силы будут стремиться выправить колесо через давление в месте пятна контакта, находящегося на наружной части траектории. Так как пятно контакта находится где-то в районе точки В, и далеко позади оси вилки (красная линия С), колесо стремиться сойти с траектории.

Я верю, что теперь вы знаете, почему мотоцикл без пилота, мотоцикл совершает несколько широких колебаний за несколько мгновений, т.к. все силы борются друг с другом и мотоцикл становится стабильным найдя прямую траекторию в вертикальном положении. Дизайнеры передней вилки мотоцикла умницы! Не так ли?

 

omoimot.ru

Как заложить мотоцикл в повороте

Когда байк едет прямо на него воздействует сила тяжести, перпендикулярная полотну дороги. Когда мы поворачиваем руль, мы создаем силу, направленную в сторону условного центра, вокруг которого совершается поворот. Это сила называется центростремительной. Ее направление – перпендикулярно вектору движения байка.

Если бы центростремительная сила воздействовала без силы тяжести, то мотоцикл бы в миг перевернулся. Но сила тяжести выравнивает центростремительное ускорение, создавая результирующую силу, которая проходит от центра масс байка и райдера к пятну соприкосновения с полотном дороги. Эта сумма сил автоматически наклоняет байк в сторону поворота, предотвращая опрокидывание. Проще говоря, находясь в дуговом движении, мотоцикл балансирует между постоянной силой тяжести и временно созданным центростремительным ускорением.

мотоцикл на повороте

Соответственно, чем больше будет центростремительное ускорение, тем на меньший угол к дороге закладывается мотоцикл (т.е. получается больший угол наклона). При слишком крутом повороте, резком торможении или газе центростремительная сила настолько велика, что она не выравнивается силой тяжести. В результате мотоцикл уходит в занос, теряет сцепление с дорогой и опрокидывается.

Чтобы заложить мотоцикл в повороте нужно:

  • развить скорость;
  • войти в поворот;
  • использовать контрруление;
  • придерживаться траектории;
  • работать газом;
  • отклониться телом (при необходимости).

Гироскопический эффект и скорость

Вам никогда не приходило в голову, почему едущий мотоцикл устойчив, а стоящий в покое – падает? Устойчивость мотоциклу придает гироскопический эффект, создаваемый вращающимися вокруг своей оси колесами. Колеса являются мощным гироскопом по типу детской юлы. Помните, как по мере остановки вращения юла увеличивает свою «раскачку» и постепенно теряет устойчивость. А как только юла останавливает вращение, она тут же теряет равновесие и падает.

мотоциклист

Примерно также ведет себя и мотоцикл. Гироскопический эффект, образующийся от высокой скорости вращения колеса, стабилизирует положение байка. То есть высокая скорость делает байк устойчивым в повороте. Поэтому чем выше скорость, тем более крутой поворот реально сделать. Следует учитывать, что одновременно с повышением устойчивости мотоцикла уменьшается его маневренность, и им становится сложнее рулить.

Контрруление

Контрруление – это единственно верный способ управления байком в дуговом движении. Оно использует силу, результирующую центростремительную и притяжения, и гироскопический эффект, создаваемый колесами.

Суть контрруления: совершая поворот, мы толкаем от себя ту рукоятку руля, в сторону которой мы поворачиваемся. И наоборот: вытягивая на себя рукоятку руля в сторону поворота, мы изменим направление поворота.

На принципе контрруления построено удержание равновесия на низких скоростях, когда гироскопический эффект не оказывает достаточной стабилизации. В этих случаях мы инстинктивно выворачиваем руль в сторону вероятного падения. В результате двухколесный друг отклоняется в противоположную сторону, и равновесие сохраняется.

Траектория

Традиционно траектория гоночного поворота предполагается наиболее выпрямленной с максимально большим радиусом. Это позволяет сохранять адекватный и безопасный наклон к дороге.

Такая траектория состоит из следующих этапов:

  • следование по внешней стороне трассы;
  • резкий заход в поворотную дугу в направлении апекса на внутренней стороне трассы;
  • из апекса плавный выход из дуги снова на внешнюю сторону трассы.

Чтобы вписаться в поворот, нужно видеть траекторию движения на несколько секунд вперед. Подъезжая к повороту, вы должны видеть не только точку съезда на апекс, но и сам апекс. И далее – подъезжая к внутреннему апексу, вы должны иметь представление о траектории выхода из поворота.

Естественно, приведенная выше конструкция идеальна. В реальной жизни на траекторию влияет масса факторов: естественные препятствия, другие мотоциклисты, погодные условия, степень освещенности и т. д. Все они вносят коррективы при дуговом движении транспортного средства.

Работа газом

Мотоцикл в движении имеет разную площадь соприкосновения колес с дорожным полотном. У заднего она больше, чем у переднего, т.к. оно является ведущим и испытывает большую нагрузку. Соответственно, заднее колесо имеет лучшее сцепление. Но при прохождении поворота в силу разных причин происходит изменение развесовки между колесами.

Это чревато потерей управления:

  • Резкий газ приведет к заносу и перевороту.
  • Торможение станет причиной перегрузки переднего колеса. Возникнет сила, выводящая мотоцикл из поворота. Снижение гироскопического момента приведет к потере устойчивости и падению.
  • Выжимая сцепление, поворот можно пройти, но делать этого не стоит.

Правильной тактикой будет дуговое движение с ускорением. То есть, войдя в траекторию, нужно периодически плавно открывать газ, чтобы в меру загружать заднее колесо. Так, немного увеличивая скорость, мы избежим заноса, повернем быстро и безопасно.

Участие тела в повороте

Из всех рассмотренных выше элементов, влияющих на поворот, отклонение райдера в ту или иную сторону будет иметь наименьшее значение. Мотоцикл значительно тяжелее мотоциклиста, центр тяжести всей системы смещен вниз. Наклоном корпуса можно отклонить только очень легкий мотоцикл – и даже в этом случае это воздействие происходит медленнее, чем это требуется. Общее правило: мотоцикл в повороте в основном реагирует на рулевое усилие, а поза тела вторичны.

Совет: всегда старайтесь поворачивать, держа корпус ровно, используйте наклон в сторону, противоположную повороту, чтобы быстрее наклонить мотоцикл.

Вторично – это не значит, что влияние наклона тела отсутствует вовсе. Это значит, что в зависимости от веса райдера и массы байка наклоном тела можно изменять угол наклона байка в повороте на 3-6°C; (либо увеличивать/уменьшать скорость с сохранением угла наклона). Что, в общем, немного, но может быть полезным в качестве легкого «тюнинга» поворота.

Соответственно, если мы смещаем центр тяжести системы байк-райдер в одну сторону, то мотоцикл под действием совокупности сил выравнивается в противоположную. То есть если мы хотим уменьшить угол наклона, то мы отклоняемся в сторону наклона. Если увеличить – то в сторону,  противоположную наклону байка.

zextrem.com

Контрруление

В этой статье мы рассмотрим то, что уже давно не секрет, но, тем ни менее, вызывает активные дискуссии. Нередко, на форумах, мы видим вопрос — а ты пользуешься контррулением? Ответ на этот вопрос — любое транспортное средство, движущееся свыше 20 км/ч управляется контррулением и чем выше скорость, тем выше роль контрруления. С уверенностью можно сказать — если вы ездите на мотоцикле — вы пользуетесь контррулением. Мы объясним контрруление с практической точки зрения (контрруление для чайников/практиков) без направлений векторов, центробежных сил, центра масс и прочих терминов, мешающих нам понимать и ездить, оставим их теоретикам. На фотографии  вы видите слайд (заброс заднего колеса) контролируемый контррулением. Мы выбрали это фотографию потому, что она хорошо демонстрирует инициатора наклона мотоцикла — залом переднего колеса в сторону противоположную повороту — что и есть контрруление. Тем ни менее не нужно считать заброс заднего колеса — контрулением. Контрруление используется нами каждый раз, когда мы выезжаем на мотоцикле.

Что такое контрруление

Мотоцикл это сложный, контр-интуитивно управляющийся объект, имеющий значительную массу, стабилизированную гироскопами, вылетом руля, после разгона — сдвинуть мотоцикл с прямой линии не просто. Но мы не будем останавливаться на конструктивных особенностях мотоцикла — нас интересует контрруление, его принципы мы и объясним, что называется — на пальцах.

Начнем с наклона. В отличии автомобиля — мотоцикл может изменить направление движения только за счет наклона. Всё предельно просто — нет наклона направо — нет поворота направо, нет наклона налево — нет поворота налево. Поэтому шины мотоцикла, в отличие от автомобильных, и имеют радиальный профиль — для того чтобы мотоцикл мог наклоняться — т.е. изменять направления движения. Таким образом, чтобы инициировать поворот — нужно инициировать изменение угла наклона мотоцикла. Вопрос — как это сделать на прямолинейно движущемся мотоцикле. Для изменения угла наклона мотоцикла и используется контрруление. Сейчас мы объясним его физику.

Итак, мотоцикл движется прямолинейно, вам надо повернуть направо, для этого вы толкаете руль налево обратите внимание, именно толкаете, а не поворачиваете, но об этом позднее. Что происходит когда вы толкает руль налево, переднее колесо подламывается под прямо идущий мотоцикл (представьте себе что вы движетесь прямо и вдруг выставили руль до упора налево) — естественно что мотоцикл, движущийся прямо начинает  падать в направление обратное залому руля. Падает он на бок, поэтому угол наклона мотоцикла меняется, а изменение угла наклона инициирует поворот. Мы опустим сложные объяснения почему наклоненный мотоцикл поворачивает. 

Возникает вопрос, если колесо заламывает, то что его возвращает обратно? Ответ на этот вопрос — прецессия гироскопа и геометрия вилки (вылет, крепление к раме). Прецессия — это ещё один физический закон, который используется в мотоцикле. Суть её — если вы возьмете колесо за ось, раскрутите его и затем резко толкнете вправо, то колесо вильнет вправо а затем возвратится обратно но под другим углом наклона. Возвращается колесо за счет прецессии гироскопа и конструкции вилки. По сути ничего непонятного в конструкции вилки тоже нет, если вы посмотрите внимательно перья вилки имеют наклон вперед если колесо развернуть во время движения вперед — сила трения, прикладываемая к колесу обязана вернуть его обратно. Тем ни менее, первые, тогда ещё велосипеды, имели перпендикулярное крепление вилки и были неустойчивы. Велосипед, с наклоном вилки (выносом оси) был назван — самостабилизирующимся. С тех пор изменяются только углы и геометрии, но принцип остается неизменным.

Теперь снова вернемся к нашему прямолинейно движущемуся мотоциклу — мы толкаем руль направо, колесо подламывается, мотоцикл меняет угол наклона (наклоняется влево), инициируется поворот, прецессия гироскопа возвращает колесо обратно, а геометрия вилки — стабилизирует его, после чего мотоцикл переходит в стабильное движение по дуге — поворачивает. Это всё что стоит в основе контрруления, теперь вы это знаете!

Управление массой мотоцикла — body steering. Теперь, когда вы ведете дискуссию с человеком, который утверждает, что управляет мотоциклом массой — вы знаете что ему ответить. Конечно, можно встать на подножки мотоцикла и наклоном массы тела влево, изменить угол наклона мотоцикла влево (очень медленно). Угол наклона — это то, что инициирует поворот — изменился угол — мотоцикл поехал влево. Это происходит очень медленно, чем выше скорость тем больше времени вам нужно давить на мотоцикл стоя на подножках чтобы он изменил угол наклона (гироскоп). Итак, конечно мотоцикл может управляться переносом массы, но вы никогда не сможете быстро изменить направление движения, перенеся массу на скорости больше 70 Км/ч. Перенос массы используется как вспомогательный механизм, но это тема для другой статьи.

Часто, самый рьяный приверженец теории body steering не замечает, что перед тем как пересесть вправо, он, при переносе масс, упирается в правый клипон мотоцикла, толкая одновременно руль влево, инициируя контрруление. Ему кажется что перенос массы радикально повлиял на угол наклона мотоцикла, но на самом деле эффект от переноса массы — незначителен.

Почему мы не тянем, а толкаем руль

Толчок руля — правильная техника управления мотоциклом. Толчок инициирует контрруление, контрруление ведет к изменению угла наклона мотоцикла, чем выше скорость мотоцикла тем сильнее нужно усилие для толчка руля за счет гироскопического эффекта (чем быстрее крутится колесо тем больше усилие должно быть приложено к оси для изменения её положения). После толчка руля мотоцикл изменяет направление, прецессия возвращает колесо на место, геометрия вилки — стабилизирует его.

Разгрузка заднего колеса

В момент, когда мы контррулим — переднее колесо заламывается под мотоцикл — в это время, переднее колесо «тормозит» меняя наклон мотоцикла. Это легко себе представить — переднее колесо выставлено боком, мотоцикл движется прямо, сила трения непосредственно действует на покрышку колеса, опрокидывая его на бок. В этот момент — залома колеса — вы практически делаете то же самое что давите на передний тормоз, поэтому зад разгружается. Если вы сильно толкнете руль вы можете почувствовать как мотоцикл подпрыгнет. Понятие этого эффекта лежит в основе закидывания заднего колеса — управляемого дрифта. Но это тема другой статьи. Если вы тормозите задом в момент руления вы должны понимать что во время резкого смена угла наклона мотоцикла — вы разгружаете зад (т.е. если не ослабите усилие на заднем тормозе — зад может заблокироваться, что не страшно, если вы этого ожидаете).

Нагрузка на переднем колесе

Из вышеописанного следует, что в момент смены угла наклона на переднюю покрышку приходится давление больше чем обычно (как при торможении). И это действительно так — вспомните песок в котором переднее колесо при толчке влево какое то время скользит боком по песку прежде чем мотоцикл изменит угол наклона. В момент смены направление — сцепные свойства асфальта особенно важны. Поэтому не рулите передом на масле или антифризе.

Торможение переднем тормозом во время контрруления

Вполне допустимо, в гонках используется повсеместно, нужно учитывать что торможение передом ещё больше разгрузит зад и предъявит ещё большие требования к покрытию. Если вы сделаете это в дождь, то вероятность разложить мотоцикл существенно увеличивается (особенно если вы придавили и задний тормоз)

Руление в повороте

Широко используется, в повороте так же можно толкнуть руль и изменить угол наклона мотоцикла как в большую так и меньшую стороны. Нужно учитывать то что в этот момент заднее колесо — разгружается (если открыться — вы упадете) а так же нагружается перед — если вы очень резко и сильно толкнете руль — вы можете сорвать перед.

 

Надеемся что наша статья пролила свет на тайну контрруления. Как видите — всё элементарно. Тем ни менее большинство мотоциклистов в городе ездит без всякого осмысления того как мотоцикл управляется. Поэтому разгрузки колес в экстремальных ситуациях — являются для них сюрпризом, они не понимают почему когда и в какое время нельзя пользоваться задним тормозом, сбрасывать передачи или давить на передний тормоз. Конечно, если вы умышленно не пытаетесь запустить заднее колесо мотоцикла в дрифт.

www.healtech.ru

Описание и принцип действия[править | править код]

Контрруление состоит из нескольких фаз: В первой фазе, при движении по прямой, в точке вхождения в поворот выполняется кратковременное, плавное движение рулём мотоцикла в сторону, противоположную повороту, что даёт увод следа мотоцикла в сторону от стабильной точки опоры системы «гонщик-мотоцикл». За счёт силы притяжения это создаёт опрокидывающий момент в сторону поворота, мотоцикл начинает «падать» в поворот.

Во второй фазе руль обратным движением приводится в постоянное для намеченной траектории положение, так, чтобы обеспечить компенсацию только что образовавшегося момента силы тяжести — центробежной силой, сформировавшейся из-за движения теперь уже по концентрической траектории.

В точке выхода из поворота для восстановления вертикального положения тем же методом — контрруление осуществляется в обратную сторону.

Для прохождения поворота по той же траектории на большей скорости — требуется больший угол наклона транспортного средства, поэтому и смещение колеса при контррулении должно быть или более длительным, или иметь большую амплитуду.

Данный приём работает на любых скоростях и по-сути, является единственным способом изменения траектории движения двухколёсного транспортного средства прямым воздействием на руль.

Наглядные примеры работы контрруления[править | править код]

Если посмотреть на следы от велосипеда на песке при езде по прямой на низкой скорости, то можно заметить, что след переднего колеса постоянно пересекает траекторию движения то в одну, то в другую сторону. Чем меньше была скорость движения, тем следы переднего колеса становится более крутыми, движения руля более частыми. Большие и резкие махи руля на низкой скорости обусловлены необходимостью сместить переднее колесо на определённое расстояние в сторону за то же время. При росте скорости для такого смещения требуются гораздо меньшие, незаметные махи.

В этом примере первичное отклонение от вертикального положения возникает непроизвольно из-за несовершенства чувства равновесия человека и неровностей дороги. Однако потом начавшееся падение компенсируется контррулением до восстановления вертикального положения и прямолинейной траектории.

Таким образом, первичное обучение езде на велосипеде сводится к выработке рефлекса контрруления при минимальном наклоне транспортного средства.

Эффекты, влияющие на эффективность контрруления[править | править код]

При изменении положения руля меняется ориентация вращающегося переднего колеса (гироскопа), что приводит к возникновению гироскопической прецессии. Этот эффект выражается в сопротивлении руля изменению положения и усиливается по мере роста скорости. Однако, приложенные к рулю усилия, направляющие колесо наружу поворота (первая фаза контрруления) за счёт гироскопической прецессии трансформируются в момент силы, наклоняющей мотоцикл в сторону поворота.

Эффективность этой силы изменения траектории не велика по сравнению с опрокидывающей силой притяжения, постоянной при любой скорости, поэтому данное явление мешает эффективно выполнять контрруление на высоких скоростях.

ru.wikipedia.org


Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.