Контрруление. Некоторые физические аспекты.

[FILIN]

Контрруление. Некоторые физические аспекты.

     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.

     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.
   http://bikestories.ru

[Konditer]

Ага. Ну все понятно. ТОлько не понятно несколько пунктов:
1. на какой скорости стоит начинать использовать контрруление
2. каким должно быть покрытие
3. какой радиус будет проходить мот
4. какие обороты должны быть
5. с какой силой толкать руль
6. и наконец как себя перебороть на обычном моте в поворот зайти, повернув руль в обратную сторону.
заранее спасибо

[FILIN]

1. На любой, но чем выше скорость тем точнее надо выполнять и сложность исполнения будет выше, чем выше скорость.
2. Если ты на дорожном моте- то дорога асфальт. На кроссе ..... и тд
3. Радиус поворота в который будешь входить или радиус, что бы отклонить мот от траектории движения?
4. Обороты не причем.
5. Толкать - тут сложнее. Если при повороте ты кладешь мот и можно и не рулить, то тут задача сместить колею в противоположную сторону от поворота, что бы он завалился (наклонился) в нужную сторону. На видео на 18-20 сек видно.
6. Тут доли секунды, это прием для быстрого объезда препятствий и тд.

[Димитреску]

6. и наконец как себя перебороть на обычном моте в поворот зайти, повернув руль в обратную сторону.
заранее спасибо

Ну, тут однозначно: едешь по прямой на площадке и начинаешь километрах на 30ти поворачивать руль в разные стороны по чуть-чуть и сам увидишь, что мотоцикл поворачивает в противоположные. Поставь себе несколько конусов через 15-20м и постарайся на тех же 30ти км/ч их объехать, используя контрруление.

[stas467]

Для подержания разговора:
Пробывал конттрарулить на колясыче - не работает.
Фоты даны недостаточно корректно. На первой и тем более второй фотке показано как мне кажется не контрраруление, а проход поворота со сносом задней оси, иногда в простонародье называемый "управляемый занос".

[FILIN]

Будем искать истину. выкладываю еще одну статью.

Техника управления мотоциклом. Контрруление.

     Контрруление — высокоэффективный приём управления двухколёсным транспортом. Само название состоит из двух частей «контр» — против и «руление» — изменение траектории, то есть это своего рода «руление наоборот».
Основная цель контрруления — быстрое (доли секунды) достижение нужного угла наклона мотоцикла или другого двухколёсного (одноколейного) транспортного средства для быстрого входа в поворот. При обычном способе прохождения поворотов необходимый наклон достигается за счёт того, что гонщик постепенно теряет равновесие в сторону поворота, контролируя его при помощи руля и постепенно уступая силе тяжести. Другой, более совершенный способ наклона мотоцикла предусматривает образование дополнительной силы, помогающей быстро наклонить мотоцикл.



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 наклона 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.

По материалам: Википедия, Хилтек.
Источник: http://samcro.ru/?p=1022

[vjik62]

После последнего поста- ваообще волосы дыбом!!
Даже дочитать не смог.. хотя хотел!!

Всё просто!! Хотите быстро зарулить направо- толкните правой рукой в ручку от себя!! ))Байк сразу завалится в правый поворот!! А там уж ловите, чтобы лишку не завалить)))
А то впаритесь в отбойник!!))
Так же в повороте влево!! Левой рукой- от себя!!
Вальнётся на левый борт- только лови!!
Особенно актуально для тяжёлых байков!!

Есть один момент!!
Это когда ограничено просранство!! Ну бывает, когда при этом движение нет запаса пространства.. Напимер- при объезде "пьяного полицая!"))Столкнулся в области при объезде ..
Ехал со вторым номером и гружённый.. а сбоку- кювет был с лужей- глубиной 0.5 метра..
Проехал-то наормально, но лом- очком перекусил)))

[vjik62]

Немного не в тему!
Но на фото, изображён управляемй снос заднего колеса в повороте..

[FILIN]

Немного не в тему!
Но на фото, изображён управляемй снос заднего колеса в повороте..

Внимательный, да? Мож, у автора не было под рукой фото подходящего.

[vjik62]

Да лан!)) Зато- видео демострирует всё оч наглядно..

[vjik62]