Задумывались ли Вы как держите баланс на велосипеде? Корпусом? Ну да, можно наловчиться и простоять на велосипеде несколько секунд, а потом и минут. В движении это делается иначе. Если внимательно присмотреться к тому, что Вы делаете на очень низкой скорости, то несложно заметить, что Вы постоянно и инстинктивно подворачиваете руль в сторону, куда начинает катиться или наклоняться велосипед. Вследствие этого подворота он выравнивается и едет вертикально и прямо. То же самое происходит и на мотоцикле. И вообще на любом одноколейном транспортном средстве. Когда мотоцикл или велосипед находится в вертикальном положении, то он едет прямо. Если мотоцикл или велосипед наклоняется и начинает ехать в сторону, то для возврата его в вертикальное положение на маленькой скорости мы используем поворот руля в сторону наклона. То есть: одноколейное транспортное средство всегда отклоняется в сторону, противоположную поворота руля. И это называется контррулением. В рассмотренном примере контрруление позволяет удерживать баланс при прямолинейном движении, но, поскольку мотоцикл поворачивает благодаря наклону, то мы можем наклонить его в любую сторону, удерживать на нужном угле в наклоне и возвращать в вертикальное положение контррулением.
Как это работает? Допустим, вы прикладываете усилие к рулю и тем самым кратковременно поворачиваете руль мотоцикла налево. При этом точка контакта переднего колеса с дорогой уходит чуть влево (относительно траектории движущегося мотоцикла), а весь мотоцикл по инерции (или, говоря умными словами, по Первому Закону Ньютона) стремится двигаться прямо. Возникает вращающий момент, который и наклоняет мотоцикл в нужную нам сторону, то есть направо. Для примера представьте, что двигаясь на автомобиле, вы повернули руль и начали поворот в ту же сторону, но обратите внимание, что весь автомобиль наклонится в другую сторону. В отличие, от автомобиля, мотоцикл поедет туда, куда он наклонен. Кстати, отметим среди прочего, что гироскопический эффект мешает наклонять мотоцикл особенно когда это нужно делать быстро. Не случайно на гоночных прототипах Гранпри колеса и тормозные диски изготовлены из углеволокна. Несложно догадаться, что контрруление будет работать не только на колесных транспортных средствах
На очень низких скоростях (1-я передача, холостые обороты) угол наклона мотоцикла при повороте небольшой. Зато угол поворота руля существенный. При таких обстоятельствах может сложиться впечатление, что мы поворачиваем не наклоном, а рулем. Но это не так. Мотоцикл всегда поворачивает в сторону наклона, на любой скорости и всегда, если на него не действует, к примеру боковой ветер, едет прямо если он никуда не наклонен. Поворот руля в сторону поворота мотоцикла столь очевидный на низких скоростях требуется именно для того, чтобы удерживать мотоцикл в наклоне. Если, находясь в повороте на низкой скорости с силой довернуть руль еще сильнее в сторону его поворота, то мотоцикл моментально выпрямится и поедет прямо.
С ростом скорости угол поворота руля становится все меньше, но при этом мотоцикл все равно поворачивает в сторону наклона. Изменение положения пятна контакта переднего колеса при прикладывании усилий к рулю на высокой скорости тоже происходит, но не с такой амплитудой, как на низкой.
Обратите внимание, что усилие на руле может быть разным. По мере наклона мотоцикла, в зависимости от его модели, ускорения или торможения, скорости, загрузки, профиля покрышек и т.д. он может либо сопротивляться наклону, либо наоборот стремиться завалиться в сторону наклона. Контрруление позволяет водителю удерживать мотоцикл на требуемом угле наклона, независимо от того заваливается он или наоборот сопротивляется завалу. Бывает что, до определенного угла наклона требовалось давить на руль в одну сторону, а мотоцикл начал валиться и вам уже приходится применять силу в обратном направлении, чтобы удерживать его от падения.
Существует множество способов для наклона, выравнивания и удержания в наклоне мотоцикла, которые имеют разную степень эффективности, в зависимости от скорости движения и массы мотоцикла, но самым действенным и доступным для нас остается контрруление. Например, в глубоких наклонах (какие мы на дорогах общего пользования обычно не исполняем), любое усилие, приложенное к рулю может спровоцировать потерю контакта колеса с асфальтом, поэтому в мотогонках, когда мотоцикл наклонен совсем низко и гонщик держится за мотоцикл локтям и коленями не опираясь на руль, траектория корректируется ускорением и торможением. Для езды по городу, достаточно контрруления, да и не повиснуть на руле в глубоком наклоне на классическом мотоцикле достаточно сложно .
Немного истории
В 1970 году доктор наук из Имперского Колледжа Лондона David E. H. Jones опубликовал работу "The stability of the bicycle"
Где попытался подробно и с экспериментами разобраться почему велосипед поворачивает и не падает. В том числе был изготовлен велосипед «без гироскопа». Несколькими годами позже, его коллеги из Массачусетского Технологического института создали около десятка разных типов велосипедов для подобных экспериментов. А в 2002 году вышла книга профессора кафедры механики университета Падуи Витторе Коссалтера "Motorcycle Dynamics", где полностью построена математическая модель мотоцикла.
В США, где существует большое количество организаций, занимающихся безопасностью вождения, эффект контрруления был официально признан в 1974 году на конференции по безопасности мотоцикла в Сан-Франциско.
А в стране, давшей миру Менделеева и Циолковского в учебных пособиях Минобра про контрруление нет ни слова, но можно встретить такое (цитата из приказа N 1408 -Примерная программа профессиональной подготовки водителей транспортных средств категории "А"): Приемы управления транспортным средством: влияние гироскопического момента на движение транспортного средства в повороте; круг силы сцепления; влияние величины продольной реакции на поперечную реакцию; устойчивость против опрокидывания; резервы устойчивости транспортного средства; управляемость продольным и боковым движением транспортного средства; остановка в заданном месте с применением прерывистого торможения…
И такое:
