Контрруление против руления телом
С тех пор, как я сел за руль байка, не утихают споры между поклонниками этих способов управления мотоциклами. Я лично считаю, что с помощью наклона и изменения положения тела вполне можно корректировать траекторию в повороте. Однако такой способ совершенно не годится для быстрого руления. Потом я встретил экспериментальное доказательство этого, сделанное Кейтом Кодом. Он снабдил мотоцикл дополнительным рулем, не связанным с рулевой колонкой, но с продублированными ручками тормоза, газа и сцепления. Любой желающий, прокатившись на этом мотоцикле, мог убедиться, что телодвижения приводят лишь к слабым отклонениям байка, ни о каком эффективном рулении не может быть и речи.
Как работает контрруление
Контрруление сводится к толканию от себя внутренней по отношению к повороту рукоятки руля. Поначалу это кажется странным, ведь тем самым руль поворачивается в сторону, противоположную повороту. На самом деле, контрруление, благодаря центробежной силе, действующей на мотоцикл, заставляет его наклониться в сторону поворота.
Некоторые думают, что при контррулении переднее колесо отклоняется от оси симметрии байка в сторону, противоположную повороту. Это верно только для начального момента поворота из вертикального положения. А вот, например, в медленных крутых поворотах колесо при контррулении может по–прежнему смотреть внутрь поворота.
Автомобили не опрокидываются в поворотах, поскольку имеют вторую колею. Под действием центробежной силы центр тяжести перемещается наружу поворота, и машина опирается на внешние колеса. Если величина центробежной силы окажется слишком высокой, а коэффициент трения поверхности достаточно большим, чтобы предотвратить скольжение колес, то машина может даже перевернуться. Такое случается, как правило, с высокими автомобилями, типа джипов. У мотоцикла нет второго ряда колес, поэтому при повороте руля его нужно наклонить в противоположную сторону. Для наклона байка можно использовать центробежную силу — в этом и заключается принцип контрруления.
Вождение мотоцикла основано на равновесии. Когда байк наклоняется для поворота, на него начинает действовать сила тяжести, стремящаяся уронить его на землю. Эта сила уравновешивается центробежной силой, стремящейся опрокинуть байк в другую сторону. Когда мотоциклист свешивается, то есть смещает тело внутрь поворота, он увеличивает рычаг, к которому приложена сила тяжести. Благодаря этому система водитель–мотоцикл может противостоять большему значению центробежной силы. Именно в свешивании и заключается секрет быстрого прохождения поворотов профессиональными гонщиками.
Итак, контрруление приводит к наклону и повороту. Чем сильнее вы давите на руль, тем быстрее байк наклоняется, чем дольше вы давите, тем больше угол наклона. Как только вы достигаете желаемого угла наклона, вы перестаете давить на руль, и байк стабилизируется на траектории, благодаря выносу и гироскопическому эффекту.
Гироскопический эффект
Даже при прямолинейном равномерном движении мотоцикл совершает низкочастотные колебания. Водитель их даже не замечает. Эти колебания вызываются неровностями дороги, эластичностью покрышек, постоянным перераспределением веса из-за работы подвесок и другими факторами.
В момент, когда мотоцикл начинает наклоняться, гироскопическая прецессия заставляет колесо повернуться в сторону наклона. Тут же в действие вступает и центробежная сила, которая выравнивает байк. Процесс повторяется снова и снова, приводя к низкочастотным колебаниям.
В паре с прецессией работает гироскопический момент. Чтобы почувствовать, что это такое, открутите колесо от велосипеда, возьмите его за ось и попросите товарища раскрутить его посильнее. Теперь попробуйте рулить колесом. Обратите внимание, как оно сопротивляется вашим усилиям, стремясь сохранить первоначальное прямое положение. Если же вы попробуете наклонить колесо, как будто вы входите в поворот, оно само будет стремиться повернуть в сторону наклона из-за действия гироскопической прецессии.
Гироскопический момент увеличивает инерцию колеса, вот почему на высоких скоростях рулить труднее. Для борьбы с этим моментом гонщики применяют облегченные колеса, улучшающие управляемость. Позитивный эффект гироскопического момента заключается в увеличении стабильности. Именно благодаря нему можно убрать руки с руля на высокой скорости, и не упасть. На низкой скорости так не получится.