Парадокс "Нового поворота". Некоторые мысли о технике поворота. Перепрошивка недорого

[К.У.]

Наверное не открою ничего нового для некоторых, но тем не менее позволю себе некоторые размышления по поводу техники поворота: Источник.

Вот, новый поворот,
И мотор ревет,
Что он нам несет?
Пропасть и взлет?
Омут или брод?
Ты не разберешь
Пока не повернешь.
Пока не повернешь….

Всю жизнь поворачивал "классикой", а тут нащупал и пару лет прокачивал "новый" способ поворота, убеждаясь с каждым разом в его большей эффективности.

Начну по порядку. Как правило, все велосипедисты поворачивают "классическим" способом. И даже профессиональные шоссейные гонщики. По крайней мере, внимательно просматривая видео многочисленных гонок, ни разу не увидел "нового поворота", только "классика".

Под "классическим" поворотом я подразумеваю способ поворота, при котором тушка в повороте заваливается внутрь поворота, а далее при помощи вистибулярки и микрорулёжки поддерживается равновесие, в том смысле, что тушка не валится дальше внутрь поворота и не выноситься центробежной силой во внешнюю сторону. При этом, как правило ось тела продолжает ось подседельной трубы, а велосипедист не прилагает усилий, создающих продольный момент вращения для велосипеда. Он только поворачивает руль вправо или влево, создавая на руле поперечные момент сил. Продольный моментом сил я называю момент сил, которые поворачивают велосипед, если смотреть на него сзади. Такие моменты сил опрокидывают его вправо или влево.

При равновесии в повороте "классикой", то есть когда велосипедист не заваливается внутрь и не выносится наружу, сила трения колёс равна коэффициенту трения умноженную на массу велосипед+велосипедист. Если она больше центробежной силы, велосипед не сносит в занос. Если меньше, колёса начинает сносить и происходит падение.
Угол завала тушки и скорость велосипеда определяет радиус поворота.

Если велосипедист видит, что сделал недостаточный завал тушки, и радиус его поворота слишком большой, он начинает предпринимать действия для завала тушки: делает контр рулёжку, на мгновения выруливая во внешнюю сторону от поворота. В этом недостаток поворота "классикой", ибо велосипедист и так не вписывается в поворот, а ему нужно на некоторое время выруливать во внешнюю сторону от поворота. Ещё один недостаток - сравнительно большое время, которое требуется для изменения угла завала тушки. Все эти недостатки часто приводят к падениям иногда с вылетом за пределы дорожного полотна.

Если велосипедист видит, что наоборот слишком сильно завалил тушку в поворот и она начинает опрокидываться, он предпринимает рулёжку внутрь поворота. При этом радиус поворота уменьшается, а центробежная сила растёт. При опрокидывании тушки, кроме того, уменьшается сила трения колеса, так как часть веса велосипеда+велосипедиста, начинает работать на ускорение тушки и велосипеда по направления к земле. Всё это может привести в превышению центробежной силы над силой трения колеса, сносу колеса и падению.
Кроме того, если при опрокидывании тушки внутрь поворота, вы попытаетесь предотвратить её падение, создавая продольный момент вращения на велосипед, то есть отталкивая (предположим при правом повороте) правой рукой руль, и подтягивая его к себе левой, вы создадите продольный момент, который будет отрывать колёса велосипеда от земли, ещё больше уменьшая силу трения, и почти неизбежно приведёт к сносу колёс и падению.

Раз уж затронул контр рулёжку, немного о ней. Наверное, контр рулёжку для входа в поворот, придумали мотоциклисты, хотя и не факт, может вело-туристы с большими вело-рюкзаками на багажниках? Вес мотоцикла превышает вел пилота раза в три-четыре, поэтому завалить мотоцикл+пилота в поворот не так легко и просто. Как делается контр рулёжка? Предположим, что вам нужно повернуть направо. Вы подъезжаете к повороту и поворачиваете руль не вправо, а влево, при этом тушку ни куда не заваливаете. Велосипед или мотоцикл начинает уезжать влево, а тушка начинает опрокидываться вправо, в соответствии с центробежной силой левого поворота. Как только вы почувствовали, что завал тушки уже достаточен, для поворота направо, вы быстро поворачиваете руль вправо, как бы подхватывая рулёжкой вправо опрокидывание тушки. Как бы перекладывая поворот слева направо. Собственно результат достигнут: тушка завалена, вы поворачиваете направо.

На самом деле, контр рулёжка это борьба с достаточно медленным опрокидыванием тушки с велосипедом или мотоциклом.

Как бы то ни было, для поворота с большей скоростью и меньшим радиусом нужно увеличить силу трения колёс о землю, для предотвращения их сноса. Увеличение коэффициента трения отбросим, это другая тема: тема протекторов покрышек и видов компаундов резины. Сколь нибудь заметное увеличение давления колес на землю при "классическом" способе поворота невозможно.

Теперь о "новом повороте". Сразу замечу, что для мотоциклов он скорее всего не подойдёт, ибо соотношение весов пилота и техники совсем другое, нежели для велосипедиста.

Предположим что мы поворачиваем направо. Подъезжаем к повороту, и никуда не наклоняя и не заваливая тушку, просто резко заваливаем велосипед вправо, естественно приподняв "пятую точку" с седла. Колёса не смещаем вправо или влево, они как бы остаются на траектории. Немного загружаем переднее колесо, переместив тушку чуть вперёд. При первых экспериментах, лучше это делать не слишком резко. При завершении поворота вытаскиваем/поднимаем велик в вертикальное положение.

Как всё это работает с точки зрения физики? Тушка всё время находится в таком месте, что результирующая сила, равная весу + центробежной силе, направлена выше точки касания колёс земли. Поэтому тушку как-бы всё время выносит/выбрасывает во внешнюю сторону поворота, благодаря чему постоянно создаётся продольный момент сил.

При равновесии поворота в "классическом" способе, результирующая сила проходит точно через место контакта колёс с землей. Собственно, это и есть условия равновесия. В противном случае возникают небольшие опрокидывающие или выносящие моменты сил, которые гасятся микро-контр рулёжкой.

В "новом повороте" для того, чтобы компенсировать продольный момент этих сил, мы создаём ответный продольный момент сил на велосипед. При правом повороте: тянем правой рукой руль вверх и толкаем его левой вниз. Ногами в контактах тоже можно и нужно создавать аналогичные усилия. При создании продольного момента сил на велосипед, сила давления колёс на землю увеличивается и становиться больше веса велосипед + велосипедист. Сила трения тоже естественно увеличивается, позволяя поворачивать с большими скоростями и меньшими радиусами поворота. Причём, чем больше центробежная сила, тем больше растёт сила давления колёс на землю. Поэтому скорость при повороте можно увеличивать вместе с уменьшением радиуса поворота, пока колёса будут выдерживать торсионную нагрузку.

При этом, следует понимать, что дополнительная сила давления колёс на землю достигается именно благодаря боковому усилию на колёса. Колёса с большим диаметром имеют меньшую торсионную жёсткость. Шоссейные новомодные колёса о шестнадцати или меньше спиц, соответственно ещё меньшую. Поэтому "новый поворот" на таких "жидких" колёсах может привести к их неожиданному "зачипсовыванию", со всеми вытекающими. При "классическом" способе поворота значительных боковых усилий на колёса не возникает.

Прокачку "нового поворота" я делал только на заплетённых "бабочкой" колёсах, как передних так и задних. Ибо собственно, уже лет пятнадцать езжу только на таких. Они имеют на порядок большую торсионную жёсткость, по отношению к колёсам с традиционным методом спицевки. Всё многократно испытано на 26" и 28" колёсах. При этом постепенно наращивал скорость, уменьшая при этом радиус поворота. Увеличивал резкость. Подсознательно чувствовал, что нагрузка на велик при такой технике поворота увеличивается, и возможны всякие "последствия". Кроме того, нужно было прочувствовать тонкие моменты техники и отработать, отшлифовать их. В общем всё отлично работает. Полёт нормальный.

Кроме того, рекомендую не слишком сильно уменьшать давление в шинах, ибо при сильном боковом усилии возможен срыв покрышки с обода.

"Новый поворот" имеет существенное преимущество перед "классическим" в том, что вход/выход в поворот можно делать практически мгновенно. В "классике" нет опоры для заваливания тушки и велика. Всё заваливается вместе, благодаря силе тяготения или центробежной при контр рулении. В "новом повороте" заваливаем только велик, который в пять раз легче велосипедиста. При заваливании только велика, велосипедист является как-бы опорой для осуществления этого движения.

Ещё один момент. Гироскопический эффект. Попробуйте взять в руки за концы оси снятое с велосипеда колесо, раскрутить его и повернуть, для примера, направо так, как-будто оно вставлено в вилку велосипеда, руль которого повернули направо, но велосипед при этом не наклонён, а стоит вертикально. Колесо начнёт выворачивать и заваливать в противоположную сторону от поворота. Тем самым "мешая" "правильно" завалить велик в поворот. А теперь попробуйте раскрутить колесо и наклонить/завалить его направо, аналогично тому, как я заваливаю велик при "новом повороте". Колесо начнёт поворачивать в "нужную" сторону: направо, тем самым "помогая" повороту.

Кроме "нового поворота" уже давно использую при объезде небольших препятствий на дороге, способ бокового смещения велика, без смещения тушки с траектории движения. Как это делаю? Подняв "пятую точку" вы не просто заваливаете велик вправо или влево, а ещё и смещаете в туже сторону точку контакта колёс с дорогой, путём создания продольного момента силы на велосипед: руками и ногами. Всё это можно делать достаточно быстро. Внешне всё выглядит так как-будто тушка подвешена на чём-то и двигается прямолинейно, а велик при этом отдельно от неё совершает объезды люков и других препятствий на дороге.

Материал получился большой, поэтому возможно будут редакции текста.