Иногда можно услышать, что причина в гироскопическом эффекте. Этот эффект даже заставляет вращающееся колесо держаться в вертикальном положении, как на видео ниже:
На самом деле причина устойчивости мотоцикла при движении совсем не в гироскопическом эффекте. Вы можете самостоятельно провести эксперимент с легким велосипедом: толкнуть велосипед без наездника сначала вперёд по ходу движения, и он проедет несколько метров. А потом толкните его назад, и велосипед быстро упадёт. При этом гироскопический эффект от колёс будет один и тот же. Он даже мешает управлять мотоциклом, создавая лишнее сопротивление поворотам. В спорте, например MotoGP, с ним активно борются: уменьшают массу колёс, делают вращение коленвала двигателя противоположным вращению колёс, чтобы гироскопические эффекты компенсировали друг друга.
Так почему мотоцикл, велосипед и другая двухколёсная техника не падают при движении вперёд? На самом деле они падают! Но геометрия рулевого управления такова, что мотоцикл сам способен восстанавливать вертикальное положение.
Мотоцикл неустойчив. Допустим допустим он сейчас стоит и начинает заваливаться влево, как показано по зелёной стрелке на картинке.
При этом переднее колесо тоже повернётся влево. Это произойдёт из-за кастора. Так называют угол между осью вращения колеса в рулевой колонке (красная линия на рисунке ниже) и линией между точкой крепления колеса и точкой соприкосновения с дорогой (синяя лигия). Если мотоцикл стоит, то этот поворот никак не повлияет на устойчивость и мотоцикл полностью упадёт влево.
Что произойдёт мотоцикл движется вперёд? Тогда переднее колесо начнёт уезжать по красной стрелке влево (смотрите рисунок ниже), а основная масса мотоцикла продолжит по инерции двигаться прямо (по синей стрелке на рисунке ниже).
Это инерционное движение прямо заставит мотоцикл сначала выровняться вертикально, а потом начать заваливаться вправо (зелёная стрелка на рисунке ниже).
И вся ситуация повторится симметрично в другую сторону. Руль повернётся суть вправо, сила инерции заставит байк выровняться и начать заваливаться снова влево. При движении вперёд мотоцикл всё время норовит упасть, но рулём сам себя ловит от падения и выравнивается. Получается, что он как бы постоянно виляет передним колесом, чтобы не упасть. Это очень хорошо видно, если посмотреть на след от колёс велосипеда, например, после лужи или на снегу.
Чем выше скорость, тем меньше нужно совершить поворот передним колесом. И наоборот, на низких скоростях приходится сильно поворачивать руль, чтобы поймать баланс. А вообще мотоцикл вполне может ехать сам без райдера.
И ещё немного про кастор
Кастор — это угол между вертикальной линией и линией, которая проходит через центры колёс. Он определяет положение колёс при повороте.
Кастор может быть положительным, отрицательным или нулевым
- Положительный — ось поворота наклонена назад относительно направления движения.
- Отрицательный — ось поворота вынесена вперёд относительно центра колеса.
- Нулевой — ось поворота совпадает с вертикальной плоскостью.3
Основная задача кастора — создание эффекта самовыравнивания колёс при отпущенном руле и равномерном движении вперёд.
А вот чтобы мотоцикл всё-таки поверну, надо толкать колесо в сторону от поворота, чтобы устранить эффект самобалансировки. Это и есть контрруление.
Также вы можете прочитать про силы, действующие на мотоцикл в повороте:
Другие статьи на канале:
Мотофилософия
Мотостихи
Присоединяйтесь к чату канала Moto_Ogr в телеграмме
t.me/...hat
t.me/...ogr