Баланс на мотоцикле. Откуда он берется?

Описание

В отличие от автомобилей, которые имеют устойчивое равновесие, баланс мотоцикла по своей природе неустойчив. Как только мотоцикл немного отклоняется от вертикального положения, он тут же начинает падать. Однако это справедливо только в том случае, если мотик неподвижен. В движении он сохраняет равновесие и больше не падает. Многие считают, что такая устойчивость обусловлена гироскопическими силами, возникающими при вращении колес, но на самом деле это не совсем так. Хотя гироскопические силы действительно играют определенную роль, особенно на высоких скоростях, основной источник устойчивости мотоцикла кроется в геометрических свойствах рулевого механизма, обозначаемых такими причудливыми терминами, как угол кастора, рейк, трейл и так далее. Хотя эти параметры могут варьироваться на разных мотоциклах для достижения желаемой управляемости, все мотоциклы имеют некоторые фундаментальные сходства. У всех мотоциклов вилка и рулевая колонка не перпендикулярны земле; они всегда находятся под некоторым углом. Если провести воображаемую линию через рулевую колонку и найти точку, где она пересекается с дорогой, центр пятна контакта колеса всегда будет находиться за этой точкой. Это расстояние называется «трейл», и хотя его длина может меняться от мотика к мотику, центр пятна контакта всегда будет находиться за этой точкой. Эта особенность конструкции приводит к очень важному эффекту: когда мотоцикл наклоняется, пятно контакта заставляет колесо автоматически поворачиваться в направлении наклона. Таким образом, когда мотоцикл движется вперед, это авто-подруливание предотвращает его падение. Именно поэтому иногда мы можем наблюдать, как мотоциклы даже без водителя сами корректируют свой курс и продолжают движение вперед, пока либо не потеряют скорость либо не столкнутся с препятствием. Переднее колесо всегда само корректирует курс мотоцикла без какого- либо вмешательства. Вы даже можете сами поэкспериментировать, чтобы продемонстрировать этот эффект. Например, как вы видите, я легко могу катить мотик вперед, даже не касаясь руля. Колеса вращаются медленно, а двигатель даже не работает, поэтому гироскопические силы явно не способствуют такой устойчивости. Однако если я попытаюсь катить мотик в противоположном направлении, мне будет очень сложно удержать его в вертикальном положении, потому что геометрия руля у меня теперь работает задом наперед.

Входит в курсы