"...Примем для простоты, что
человеческое тело имеет форму шара..."
(Из публичной лекции П.Л. Чебышева о
моделировании одежды, в Париже, в конце XIX века.)
Движение двухколесного мотоцикла, хорошо знакомое на практике, оказывается для многих водителей не совсем простым при рассмотрении его с точки зрения геометрии движения, принципов управления и сохранения устойчивости, а также динамических возможностей и определения границ управляемости.
В этом обзоре мы вместе с читателями постараемся найти ответы на
следующие вопросы:
- каковы силы, действующие на мотоцикл и водителя?
- как происходит наклон и поворот мотоцикла?
- от чего зависят границы устойчивости и управляемости?
Сила трения зависит от свойств соприкасающихся поверхностей и не зависит (до известных пределов) от скорости движения. Кроме того, сила трения прямо соответствует силе давления поверхностей (опять же в некоторых - достаточно широких - пределах).
| F = k.P |
Коэффициенты трения скольжения различных пар материалов и поверхностей известны, их можно найти в справочниках или выяснить с помощью простейших опытов.
| Пары материалов | Коэффициент трения скольжения |
| сталь-сталь | 0,1 |
| металл-дерево | 0,4...0,5 |
| автопокрышка - асфальт | 0,9 |
| ..мокрый асфальт | 0,5 |
| ..щебень | 0,4 |
| ..грунтовая дорога | 0,35 |
| ..песок | 0,2 |
| ..сырой слегка грязный асфальт | 0,1 |
Из вышесказанного следует: сила трения соответствует нагрузке, поэтому наличие пассажиров или багажа не влияет на способность колес "удерживать" дорогу.
| S=P/p |
При качении колеса в зону деформации попадают все новые участки покрышки, резина "ежится" и трется о дорожное полотно. Центральные участки покрышки в зоне деформации опережают движение и проскальзывают с трением назад, а боковые участки - проскальзывают вперед. В пятне контакта происходит постоянное сжатие - растяжение резины со смещением отдельных участков, сопровождающееся значительным трением.
Собственно, это трение и определяет сопротивление колеса качению. Оно не зависит от скорости движения, а зависит от площади пятна контакта и от нагрузки на колесо. Снизить сопротивление качению можно, повышая давление в шинах.
Наличие зоны деформации приводит нас еще к одному важному умозаключению. Трение покоя и трение качения (в смысле сцепления колес с дорожным покрытием при качении) - существенно различны. Постоянное движение участков покрышки в зоне деформации сближает трение качения с трением скольжения. Поэтому срыв колеса с траектории или его пробуксовка и юз - зависят от степени деформации покрышек в пятне контакта. Чем ниже давление в шинах, тем меньше разница трения качения и трения скольжения, тем "мягче" срывается колесо. С другой стороны, сильно накачанная шина резче срывается с траектории, но до момента срыва имеет лучшее сцепление с дорогой. Это объясняется тем, что деформация сильно накачанной шины в пятне контакта мала, и коэффициент сцепления близок к коэффициенту трения покоя.
При наклонах мотоцикла пятно контакта перемещается на боковые участки покрышки, и к трению деформации добавляется трение от вращательного движения боковины колеса. Это действует аналогично понижению давления в шинах, добавляя циркуляцию поверхности покрышки в пятне контакта.
Обратимся к основам.
Поведение мотоцикла вообще довольно сложно, с учетом геометрии ходовой части, характеристик подвесок, упругой деформации несущих элементов, перемещения тела водителя. Ограничимся лишь наиболее существенными деталями.
Рассмотрим сначала движение мотоцикла с водителем как единого целого, с неизменной посадкой водителя, без перемещений и свешиваний. Не вызывает никаких сомнений, что поворот непременно должен сопровождаться наклоном мотоцикла. Как же его наклонить?
Это не такой простой вопрос. И множество недопониманий и недоразумений связаны с неясностью представлений об этом.
Наклонить мотоцикл при неизменной посадке водителя - невозможно! Не правда ли?
Ведь чтобы резко наклониться, надо от чего-то оттолкнуться. От чего же оттолкнуться мотоциклисту?
Более того, попытка наклонить мотоцикл, перемещая корпус водителя в сторону, бесполезна. На сколько сместится водитель, на столько сместится в противоположную сторону и мотоцикл, так что общий центр тяжести останется на месте. (Впоследствии будет рассмотрено, как это все-таки можно делать.)
Иногда встречается термин - "контрруление". Это и есть ключ к разгадке. Контрруление - это не особый прием вождения, а естественный, органичный составляющий элемент управления мотоциклом. Суть механизма контрруления проста. Чтобы наклонить мотоцикл, надо взять его за нижнюю часть и сдвинуть ее вбок. Что с успехом и делается - легким движением руля. Например, чтобы наклонить мотоцикл влево, надо сделать движение рулем вправо и сразу же поставить руль прямо. (Не упадите!)
На рисунке черным цветом показана ожидаемая траектория (след) колеса, красным - фактическая.
Кое-кто скажет: мы ездим на велосипедах и мотоциклах, вовсе не применяя никакого контрруления! Подобно г-ну Тартюфу из Мольеровской комедии, который с удивлением узнал, что "всю жизнь, оказывается, говорил прозой!" - они водят двухколесную технику, не обращая внимания на тонкости этого процесса.
В качестве иллюстрации, показывающей, что контрруление - неотъемлемая часть поворота, рассмотрим типичные случаи падения при наезде на препятствие либо при движении на склоне.
На рисунке зеленым цветом показаны препятствия (камень) и склон. Видно, что при попытке объехать камень, делая поворот влево, колесо точнехонько попадает на препятствие. Другой пример: попытка подняться на ровную поверхность (например, из пологой верхней части колеи) - приводит к скатыванию вправо, вглубь колеи, и к падению на левый бок.
Подобные ситуации знакомы многим, но картина развития событий ясна не всем.
Итак, при осуществлении поворота водитель сначала непроизвольно выполняет "контрруление", наклоняя тем самым мотоцикл.
Как было сказано, для осуществления поворота необходимо наклонить мотоцикл, что и делается при помощи "контрруления". Насколько велики силы, действующие при контррулении, и как далеко может отклоняться траектория колес от траектории центра тяжести системы "водитель- мотоцикл"? Возьмем предельные случаи.
1. Вся масса системы сосредоточена внизу, у самого дорожного полотна. Контрруление "остро", малейший поворот руля приводит к резкому наклону мотоцикла. Динамическая устойчивость мала. (Скутеры.)
2. Масса системы сосредоточена вверху. "Широкое" контрруление со значительным выкатом колес в сторону. Динамическая устойчивость высока. (Велосипед с высокой посадкой.)
3. Масса системы распределена. Часть - вверху (водитель с высокой посадкой), часть - далеко внизу (силовой агрегат). Система обладает специфическим свойством - значительной связью водителя и мотоцикла при передаче усилий. Иными словами, именно водитель как элемент силовой схемы обеспечивает наклон и удержание мотоцикла. Высокая управляемость и повышенная утомляемость водителя. Динамическая устойчивость при пассивном поведении водителя - низка.
4. Масса мотоцикла распределена. Часть - вверху, часть - внизу. При достаточной управляемости и устойчивости - повышенные боковые нагрузки на колесах при контррулении, склонность к сносу переднего колеса еще до начала поворота, при попытке резко наклонить мотоцикл.
На практике требования к развесовке могут быть самыми разными, в зависимости от назначения мотоцикла. Идеальным же вариантом был бы, например, мотоцикл, вся масса которого сосредоточена ближе к середине или к верху . Сосредоточение массы конструкции - сложная, с большим трудом и далеко не полностью решаемая задача.
Таким движением можно придать наклон системе "водитель-мотоцикл" без
всякого контрруления.
А поскольку "заваливающее" воздействие на мотоцикл оказывает
непосредственно водитель, то распределение масс сказывается
в этом случае по-другому. При контррулении сила
прикладывается к нижней части переднего колеса, а водитель должен
"подчиняться" наклоняющемуся мотоциклу. В случае же вращающего
воздействия корпусом - сам водитель при помощи рук и ног кренит
мотоцикл, прикладывая силу к рулю и подножкам.
Превышение угла наклона сверх предельного вызовет скольжение колес вбок и падение.
При коэффициенте сцепления (КС), равном 1, предельный угол наклона - 45 градусов. При КС, равном 2 - угол достигает 63-х градусов. ( На обычном слегка пыльном асфальте не приходится ожидать КС выше 1.)
Судя по изображению с видеокамер, установленных на мотоциклах, участвующих в шоссейно-кольцевых гонках, угол наклона на виражах достигает 55 градусов, что соответствует реальному КС = 1,4 !
Для водителя из всего этого важно то, что можно контролировать мотоцикл, зная о предельно допустимом наклоне. Водитель может предполагать, на какой скорости и при какой траектории наклон будет недопустимо опасен. Подкрепим эти предположения расчетами.
Формула проста.
| F/m = a = |
Из нее следует, что центробежная сила, действующая на мотоцикл, при прочих равных условиях зависит от квадрата скорости и радиуса поворота. Так, прохождение поворота со вдвое большей скоростью потребует вчетверо большего радиуса виража.
Для коэффициента сцепления = 1 (предельный угол наклона 45 градусов) предельные радиусы поворота и скорости приведены в таблице.
| Скорость, км/ч | 20 | 40 | 80 | 100 | 120 | 160 |
| Радиус виража, м | 3,15 | 12,6 | 50 | 79 | 113 | 201 |
Рассмотрим лишь основные вопросы гидромеханики в применении к движению мотоцикла. В первую очередь - сопротивление движению.
| p = po.v2/2 |
где po - плотность воздуха. А сила сопротивления движению
| F = p.S |
где S - условная площадь поперечного сечения движущегося тела. Условная потому, что поток обтекает тело и не весь при этом тормозится. Для очень грубых, оценочных расчетов можно принимать геометрическую площадь поперечного сечения объекта за условную. Пример. Для скорости 120 км/час (33 м/с) и условной площади поперечного сечения мотоцикла с водителем 0,5 кв.м. при плотности воздуха 1.3 кг/м.куб. получим силу сопротивления
F= 361 ньютон (около 37 килограмм).
Следующая формула определяет мощность, потребную для преодоления силы с заданной скоростью:
| N = v.F |
где N - мощность, v -скорость, F - cила.
Для предыдущего примера это дает мощность равную 12 кВт. (Повторяем, расчет очень грубый, оценочный.)
Отметим важное обстоятельство: сила сопротивления растет в соответствии с ростом квадрата скорости.
(Заметим в скобках, что простейшая формула из школьного курса физики не учитывает ни вязкость воздуха, ни вихреобразование в потоке. На практике при скоростях свыше 100 км/ч роль этих дополнительных факторов становится настолько велика, что сопротивление растет пропорционально не квадрату, а уже кубу скорости.)
Момент вращения M определяется давлением в камере сгорания
и не зависит от числа оборотов n. Мощность N в общем
случае находится как произведение момента вращения на частоту
вращения, в идеальном двигателе линейно возрастает при росте числа
оборотов.
А вот типовая характеристика реального двухтактного двигателя с резонансной продувкой:
Виден отчетливый пик момента вращения. Его наличие объясняется
наиболее эффективной продувкой при резонансе в системе выпуска и,
возможно, впуска. При этом содержание остаточных газов в камере сгорания
минимально, доля несгоревшей топливной смеси в выхлопных газах высока.
Давление в камере сгорания велико.
где F - cила сопротивления движению, а - составной
коэффициент, в который входит передаточное число трансмисии и
коэффициент соответствия тяги и момента на ведущем колесе (на самом деле
это очень простые зависимости).
Каждая кривая представляет собой ветвь гиперболы с вышеприведенной
формулой. Семейство кривых показано на рисунке фиолетовым цветом.
Числа означают скорость, соответствующую каждой
кривой.
На основной характеристике момента вращения двигателя (с точкой 1)
видно, что при выбранном передаточном отношении достижима максимальная
скорость 110 км/ч. Видно также, что передаточное число
выбрано оптимальным. Обратите внимание - для достижения этой скорости
необходимо преодолеть провал тяги в зоне 30 - 70 км/ч. Это значит, что
переход с низшей на высшую передачу необходимо осуществлять при скорости
не менее 70 км/ч, иначе двигатель не обеспечит разгон.
Рассмотрим теперь, какие изменения произойдут при доводке и форсировании
двигателя.
Существует форсировка по моменту вращения и по
оборотам. Форсировка по моменту вращения получается при
увеличении диаметра цилиндра и поршня, при повышении степени сжатия, при
улучшении продувки и наполняемости камеры сгорания. Характеристика
двигателя, форсированного улучшением продувки посредством
установки остро резонирующей системы выпуска показана тонкой линией с
точкой (2).
Форсировка по оборотам - достигается улучшением продувки,
смещением резонансных частот систем выпуска и впуска к более высоким
значениям, подстройкой угла опережения зажигания в соответствии с
частотой вращения.
Линия с точкой (3) показывает характеристику
двигателя, форсированного путем улучшения продувки и смещения
резонансных частот.
Сразу обращает на себя внимание, что без изменения передаточного
числа трансмиссии не удастся реализовать в полной мере
возможности форсированного двигателя. Максимальная скорость
при форсаже по моменту не увеличилась, а при форсаже по оборотам -
даже уменьшилась со 110 км/ч до 35 км/ч. Однако правильно
подобранное передаточное отношение, как видно, позволит достичь
скорости - в первом случае 140 км/ч, а во втором - 150 км/ч.
Для этого нужно передаточное отношение в первом случае - уменьшить,
а во втором - увеличить. Передаточное отношение часто выбирают несколько
большим, чем требуется для достижения максимальной скорости.
Это придает мотоциклу свойства энергичного разгона, уверенного
преодоления пологих подъемов, относительно высокую скорость движения по
дорожному покрытию низкого качества.
1. Оптимальное с позиции достижения максимальной скорости
передаточное число трансмиссии может оказаться как больше,
так и меньше исходного. Таким образом, возможен подбор
наивыгодного передаточного числа.
2. При форсировании двигателя может потребоваться уменьшение либо
увеличение передаточного отношения трансмиссии, в зависимости от
характера форсирования.
В любом двигателе мощностная характеристика однозначно связана
с характеристикой крутящего момента. Имея в своем распоряжении
характеристику момента, можно вычислить и построить
точную мощностную характеристику, и наоборот.
Подбор передаточных чисел трансмиссии.
Силовая установка преодолевает сопротивление движению, увеличивающееся с
ростом скорости. Можно построить график зависимости момента
сопротивления от передаточного отношения трансмиссии, соответствующий
определенному сопротивлению (скорости).
Семейство таких графиков описывается формулой:
Mc = F/a
Красным цветом дополнительно показана кривая зависимости момента
сопротивления Mc от числа оборотов (скорости) при некотором постоянном,
заранее выбранном передаточном отношении трансмиссии. Эта зависимость
также образует семейство кривых, из которого показана лишь одна.
Если передаточное отношение взять другим - большим или меньшим,
то кривая момента сопротивления примет другой вид, располагаясь ниже или
выше исходной. Предельная скорость, во-первых, окажется ниже,
а во-вторых, будет достижима при различных передаточных числах -
как больших, так и меньших оптимального. Следовательно, не зная
точных характеристик силовой установки и трансмиссии, нельзя сказать
заранее, можно ли повысить максимальную скорость, а если можно - то как
именно, повышая или понижая передаточное отношение.
(На деле все же может оказаться,
что изменения передаточного отношения не потребуется. Так бывает при
смешанной форсировке двигателя - и по моменту, и по оборотам вместе.)
Меньшее же передаточное отношение может быть пригодно
для движения в экономичных режимах с умеренными скоростями.
Выводы
Принципы работы двухтактного двигателя.
Труба
Представим трубу, в которую подается воздушно-топливная смесь.
В трубе устроено подобие колодца с поршнем. При опускании поршня
он своими стенками перекрывает трубу, а оставшуюся в колодце
воздушно-топливную смесь сжимает.
Сжатая смесь воспламеняется либо осуществляется впрыск топлива
и горение факела. Температура и давление в колодце повышаются,
и поршень выталкивается с гораздо большей силой, чем была затрачена на
предварительное сжатие. Зона колодца, в которой образуется замкнутое
пространство сжатия-расширения, называется камерой сгорания. Часть
камеры образуется и дном колодца, если оно вогнутое и создает
некоторый объем.
При выталкивании поршня может быть совершена полезная работа. Для этого
нужно лишь "нагрузить" поршень, присоединив к нему какой-либо
механизм. Обычно применяют кривошипно-шатунный механизм.
В конце "рабочего хода" (так это называется) кромки поршня
откроют "трубу". Выхлопные газы уйдут в открывшиеся окна,
и на этом процесс закончится.
Чтобы осуществить безостановочную работу двигателя, нужно
подавать к "колодцу" свежую воздушно-топливную смесь и удалять
продукты сгорания. Установив в левой части трубы нагнетатель -
компрессор, вполне можно решить эту задачу. Выхлопные газы будут
выводиться в правую часть трубы, а слева будет поступать свежая смесь.
Другое - остроумное - инженерное решение заключается в том,
что относительный сдвиг впускного и выпускного каналов
вызывает несимметричные газовые потоки, и формирует
правильные впуск и выпуск:
Выхлопные газы устремляются в тот канал, который открывается раньше.
Если выпускной канал длинный, то выхлопные
газы в нем имеют достаточные массу и скорость, чтобы после открывания
впускного окна за счет своей инерции "всосать" в трубу новую порцию
свежей воздушно-топливной смеси:
На последнем рисунке видны как на ладони все недостатки и особенности
такой простейшей схемы газораспределения.
Часть топливной смеси не попадает в камеру сгорания и уносится "в
трубу", в самой же камере сгорания оказываются трудноудалимые остатки
выхлопных газов, смешанные с новой порцией воздуха и топлива.
Поэтому конструктору приходится выбирать - достичь ли наилучшего
наполнения камеры сгорания свежей смесью (максимальной мощности),
пожертвовав при этом зря выбрасываемой ее частью, либо стремиться к
экономичности и экологичности двигателя, ценой плохой продувки
и большого количества остаточных газов в камере сгорания.
Можно посмотреть
анимацию или слайды работы двухтактного
двигателя
После столь наглядного рассмотрения становится ясно, сколь важна геометрия систем впуска и выпуска для работы двухтактного двигателя. Длина выхлопной трубы, ее расширения, размеры резонансных камер непосредственно сказываются на рабочих процессах в двигателе.
Разумеется, реальные двигатели устроены несколько сложнее. Так, с другой
стороны поршня тоже находится камера - кривошипно-шатунная.
Ее нередко используют для промежуточного накопления и
предварительного сжатия воздушно-топливной смеси.
Поршень в большинстве конструкций - круглого сечения,
поэтому колодец, в котором он работает, называют цилиндром.
В системе продувки устраивают специальные перепускные каналы,
связывающие кривошипно-шатунную камеру с противоположной частью
цилиндра. Нередко на впуске устанавливаются пластинчатые клапаны или
золотниковые механизмы.
Добавим еще две составляющих:
| F=0,098.m.sinY |
Мощность, потребную для преодоления подъема, вычислим по уже применявшейся простой формуле:
| N = v.F |
Автомобилисты зачастую мыслят в других категориях, нежели
мотоциклисты - байкеры. Хозяева "четырехколесного поголовья"
вряд ли поймут вас, если вы заговорите о динамике, приемистости,
ускорении, разгоне. Скорее их интересовала бы тема экономичности
и максимальной скорости.
А поскольку в семьях люди старшего поколения расценивают
мотоцикл как "недоделанный автомобиль, для бедных и для молодежи из
небогатых слоев общества" - то и подрастающее поколение спросит по -
автомобильному о вашем мотоцикле, готов поспорить: -"Сколько жмет?
Сколько жрет?".
Однако постепенно, в провинции медленнее, в
столицах быстрее, представления людей меняются. Люди начинают
догадываться, что существуют не только чопперы и спортбайки (из
иномарок), что назначение мотоцикла - доставлять удовольствие от езды,
что важен вовсе не расход бензина на перемещение из пункта "А" в пункт
"Б". Современному человеку становится интересен новый стиль жизни, и
удобный мощный мотоцикл этому стилю соответствует.
Признаем, правда, что не все люди таковы. Есть и молодые, и пожилые
люди с этакой хозяйственной жилкой - прирожденные дачники, огородники,
фермеры... Их кредо: "семья, квартира, дача, автомобиль - вот к чему
должен стремиться человек".
Такие люди симпатичны автору и вызывают уважение к себе. Этим
труженикам не нужны никакие мотоциклы. Их предназначение (и
людей, и мотоциклов) - в другом.
Скорее, мотоциклы - для тех людей, чьи предки путешествовали,
изобретали, открывали "круглость Земли" и осваивали Америку.
Для тех, кому не сидится спокойно на месте, у кого
"шило-сами-знаете-где". Именно такие люди ездят на двухколесной
технике всю жизнь.
Итак, каждому - свое. Знать бы заранее, что растущий в семье паренек -
прирожденный мотоциклист, и не покупать ему к 18 годам автомобиль
"для перевозки рассады и тещи на дачу, для транспортировки выкопанной
на огороде картошки", а покупать ему с ранних лет все более серьезные
двухколесные аппараты...
Вернемся однако к нашей теме - сила инерции, не человеческого мышления, а мотоцикла. Как мы помним, сцепление колес с дорогой определено свойствами материалов, поэтому для разгона мотоцикла с преодолением возникающей силы инерции возможности движителя (колеса) ограничены. Как именно и на сколько?
Из ранее приведенных формул следует: мощность, которую можно реализовать, зависит от массы мотоцикла, коэффициента сцепления с дорожным полотном и скорости:
| N = m.k.v.9,8 |
Для мотоцикла снаряженной массой 200 кг при коэффициенте сцепления = 1 (асфальт)
N = 1960.v
В таблице сведены скорости и мощности, которые могут быть
реализованы без пробуксовки ведущего колеса на таком мотоцикле.
| Скорость, км/ч | 10 | 50 | 90 | 130 | 170 | 210 |
| Предел мощности, л.с. | 7,4 | 37 | 67 | 96 | 126 | 156 |
Теперь нам понятно, куда могут уходить эти десятки и сотни лошадей! Не столько на преодоление трения качения и воздушного потока, сколько на преодоление сил инерции. Это - плата за динамичную езду, с предельно быстрыми разгонами и торможениями. Представьте себе: можно, обладая двигателем в 60 л.с. и используя его на полную мощность, никогда не превышать при этом скорости в 70 км/ч - при езде в городе "от светофора до светофора".
(Для реализации предельной мощности существует одно условие. О нем - ниже).
На обычных, в том числе самых современных, автомобилях эти параметры подчинены требованиям - прежде всего - понижения лобового аэродинамического сопротивления (экономичность), поперечной устойчивости, утилитарности (полезности в применении). Мы же рассмотрим их с точки зрения реализации предельной мощности.
Теперь, когда мы знаем о коэффициенте сцепления, мы легко разберемся с вопросом: как должен быть расположен центр тяжести (ЦТ) мотоцикла - как по высоте, так и по длине - для реализации наибольшей мощности на заднем колесе. Ответ прост: высота ЦТ не имеет значения, а расстояние от вертикальной линии, проходящей через ЦТ, до оси заднего колеса - вполне определено и зависит от размера колеса и коэффициента сцепления.
| L = k.R |
где k - коэффициент сцепления, R - радиус колеса.
Что это значит? А вот что: наибольшую тягу (мощность) на заднем колесе можно реализовать лишь при определенном расстоянии вертикали центра тяжести (ВЦТ) от оси заднего колеса . При расстоянии, меньшем оптимального, будет происходить опрокидывание мотоцикла назад. При расстоянии, большем оптимального, часть нагрузки будет переходить на переднее колесо, что вызовет "недогрузку" заднего колеса и его преждевременную пробуксовку.
Например, при коэффициенте сцепления = 1 (асфальт) оптимальное расстояние до ВЦТ равно радиусу заднего колеса.
Теперь мы знаем и ответ на вопрос: может ли автомобиль догнать
мотоцикл? Ответ таков: если существует автомобиль с расстоянием
ВЦТ от оси задних колес, равным оптимальному (довольно малому),
то при установке мощного двигателя - смог бы. Если расстояние
больше - установка двигателя сколь угодно высокой мощности будет
бесполезна.
Так существуют ли подобные автомобили? Да, это так называемые
дрегстеры - причудливые сооружения с огромными задними колесами,
предназначенные для гонок "на ускорение". Рядовые же автомобили
"спортивного" характера тоже имеют увеличенные колеса и смещенный
назад ЦТ - но лишь до некоторой степени. На авто, вспомним, главное -
безопасность и экономичность.
Расположение ЦТ на мотоциклах читателям отлично известно,
поэтому нет нужды говорить, насколько близки схемы ходовой части
мотоциклов к достижению максимальной тяги и мощности.
Отметим еще, что водитель, смещаясь назад и вперед на сидении,
может корректировать положение ЦТ, учитывая изменения коэффициента
сцепления на разных шинах и дорожных покрытиях.
Подчеркнем еще раз: обладая достаточным запасом мощности,
реализовать наибольшую ее долю без пробуксовки заднего колеса
можно лишь при расстоянии вертикали центра тяжести до оси заднего
колеса, равном оптимальному.
Еще один вывод из сказанного: поднятый "на дыбы" мотоцикл может оказаться ближе к оптимальному положению его ЦТ лишь в случае, когда этот подъем осуществлен искусственно, с трамплина либо энергичным рывком за руль. Если же развесовка такова, что мотоцикл спокойно разгружает и поднимает переднее колесо, то в этом случае "козление" лишь ухудшит разгон.
Один из них таков. При опасном, чрезмерном наклоне вперед можно помочь мотоциклу наклониться назад, "прибавив газу" и заставляя вращаться быстрее заднее колесо. Сам мотоцикл при этом получит обратный импульс и начнет опускать "хвост".
Другой способ - не допускать полного подъема и длительной езды
на переднем колесе. Двигаться с замедлением, контролируя тормозное
усилие и поправляя вид художественной композиции "мотоциклист делает
стоппи" так, чтобы не приближаться к опасной черте.
Этот второй способ - и есть собственно "стоппи", в отличии от "езды на
переднем колесе". Через некоторое время мотоцикл полностью
останавливается и опускается на родную землю.
Итак, возвращаясь к вопросу: "может ли...", скажем так:
все зависит от положения центра тяжести мотоцикла с водителем и от
коэффициента сцепления шин. Водитель может сместиться вперед,
смещая ЦТ как можно ближе к переднему колесу. Шины можно
установить с большим КС, и наконец, выбрать площадку
для экспериментов с хорошим, "цепким" покрытием. В реальной жизни,
напомним, КС редко достигает "1", а уж тем более редко превышает эту
величину.
Еще одно важное условие: тормозные механизмы должны работать
четко, предсказуемо, с достаточной "обратной связью". Недопустимы
бесконтрольные "прихватывания" и прочие проявления нестабильной работы!
В заключение, подведем некоторый итог. Что же такое стоппи?
Бесполезный трюк или, напротив, способ наиболее эффективного торможения?
Ответ неоднозначен. При выполнении стоппи простейшим способом
эффективность торможения лишь снижается. Если же мотоцикл "не поддается"
попыткам его поднять простым торможением и юзит, то это говорит о
некоторой пользе стоппи для такого экземпляра в ситуации экстренного
торможения. Такой мотоцикл может быть поднят резким, с толчком,
"налеганием" водителя на руль, вместе с торможением заднего колеса, уже
частично или полностью разгруженного. Момент инерции колеса поможет
мотоциклу оторваться от земли. Если такой мотоцикл удерживать теперь (с
помощью тормоза) в положении оптимального расстояния ВЦТ, торможение
окажется предельно эффективным, лучшим, чем при обычном торможении на
грани юза.
Самое время теперь напомнить, что на практике может возникать множество
осложнений в самый неподходящий момент. Качество дорожного покрытия
может оказаться невысоким именно в том месте, где вы вознамерились
затормозить. Там, может быть, капал дождь, юзили и роняли капли масла
грузовики, рассыпаны кусочки битого стекла, опавшая листва, да мало ли
что. Поэтому не применяйте стоппи в качестве способа торможения при
повседневной езде! Делайте этот трюк лишь на хорошо знакомой дороге,
при полной уверенности в состоянии полотна впереди.
Отдавая должное этому красивому элементу, надо согласиться,
что освоение такого трюка и регулярное его исполнение
в безопасных условиях - это хорошая тренировка водителя,
позволяющая "почувствовать мотоцикл", познать как его возможности,
так и свои собственные. Удачи вам!
Энерговооруженность - это отношение мощности силовой установки к массе мотоцикла вместе с водителем.
| N / (mмотоцикла + mводителя) |
| Масса с водителем (70 кг), кг | Мощность, л.с. | энерговооруженность, л.с./кг | |
| Мотоцикл Урал Соло, Урал Волк | 300 | 45 | 0,150 |
| Мотоцикл Иж Юпитер-5 | 250 | 24,5 | 0,098 |
| Мотоцикл Зид-200 "Курьер" | 190 | 15 | 0,070 |
| Audi A8 3,7 quattro | 1820 | 280 | 0,150 |
| "Жигули" ВАЗ-2110 | 1080 | 73 | 0,068 |
| "Запорожец" ЗАЗ-965 | 720 | 45 | 0,040 |
| Танк Т-72 | 41000 | 780 | 0,018 |
Откровенно говоря, автору хотелось включить в эту таблицу характеристики
современных мощных мотоциклов. Но сравнение их с уже
помещенными туда "жителями" просто убийственно. Так, рядовой дорожный
мотоцикл массой (с водителем) 225 кг и мощностью всего 95 л.с. имеет
потрясающую энерговооруженность 0,420.
Справедливости ради надо отметить, что с точки
зрения гидромеханики формы автомобилей гораздо "обтекаемее",
нежели у простейшего мотоцикла с водителем. Поэтому на высоких скоростях
мотоциклы могут иметь равную энерговооруженность, но отставать из-за
плохой обтекаемости от автомобилей. К скоростным мотоциклам с
соответствующей капотировкой и посадкой водителя это не относится.
На низких же скоростях (езда в городе, максимум 60-80 км/ч)
автомобили представительского класса могут составить достойную
конкуренцию Уралам с 750-кубовыми двигателями. Новенькие "Жигули",
"Волги", скромные иномарки - пожалуй, посоревнуются с ИЖами и
Ковровцами. И проиграют - из-за особенностей коробки
передач автомобилей.
| Физическая величина | Стандартные единицы |
| Время | секунда |
| Расстояние | метр |
| Масса | килограмм |
| Сила | ньютон |
| Энергия | джоуль |
| Мощность | ватт |
Фото с сайта http://verticalmischief.com - stoppy
