Это не простая наука – торможение

Тормози-ТОРМОЗИ-И!! ТОР…БАМ!…ТРАХ-ТАРАРАХ!!!…ОЙ!!!!!

……

Нормальная ситуация. Обычно все через это проходят и, в конце концов, на собственных шишках более-менее осваивают это непростую науку называемую торможение. Но, как говорится, на своих ошибках пусть учатся другие, а мы попробуем поучиться на чужих, или хотя бы подготовимся морально и теоретически (к сожалению, без шишек, синяков и ссадин всё равно не обойтись), хотя в этом случае количество, а главное и размер шишек и синяков существенно может уменьшится).

В этой статье я не претендую на то, что Вы получите ответы на абсолютно все вопросы, которые может поставить перед Вами дорога. Но надеюсь, что достаточно полный обзор вариантов торможения будет Вам полезен.

Написал я это и задумался… Торможение, что это такое? Казалось бы всё понятно. Загляни в энциклопедию, например Кирилла и Мефодия, и получи ответ "тормозить замедлять движение при помощи тормоза". Но ведь вся штука заключается в том, что обычно всех не очень интересует чем замедлять (хотя и об этом надо бы упомянуть), а интересует, как замедлять, это самое движение в той конкретной ситуации, в которую нас поставила дорога. Конечно можно попытаться "надавать" советов на все случаи жизни, но всё равно рано или поздно Вы окажитесь в ситуации когда советов не хватит, а самое главное – торможение должно быть доведено до автоматизма и думать в экстренных случаях просто некогда. Спасает лишь то, что в торможении есть несколько правил, применение которых, в большинстве случаев, помогает принять правильное решение.

Ну а теперь поговорим об основах устойчивости велосипеда. Если кто-то не понял почему именно о ней, то спешу напомнить, что именно потеря устойчивости приводит к падениям при неправильном торможении.

1. Основы устойчивости  

Велосипедист подобен циркачу и управляет своим велосипедом, используя законы физики (хотя и не всегда об этом догадывается). И если достаточно легко догадаться, что вращающиеся колёса наделяют наше средство приятным преимуществом сохранять устойчивость, а с ним и направление прямолинейного движения при вращении колёс, хотя при нормальных режимах и меньше, чем хотелось. Ну а то, что в продольном направлении, велосипед со своим седоком подобен рычагу с передней опорой, мало кто догадывается. Ну, начнём с самого простого, но, к сожалению часто игнорируемого (особенно при торможении)  свойства – гироскопического эффекта вращающихся колёс (наиболее наглядно действие гироскопического эффекта проявляется в детской игрушке юла). На малой скорости эффект почти не заметен, а в полной мере проявляется при большой скорости. Проверить его действие можно, проехав несколько метров на минимальной скорости. Вы сразу почувствуете, что велосипед становится неустойчивым. Надеюсь, ушибиться Вы не ушиблись, но запомнили, и это Вам пригодится для понятия некоторых из советов в этой статье вращение колёс повышает устойчивость велосипеда и чем больше скорость вращения, тем больше устойчивость (точнее повышается курсовая устойчивость).

А теперь рассмотрим действие сил на велосипедиста в случае равномерного движения и торможения. 

 Рис. 1

В принципе эту картинку, для большей наглядности, можно заменить на более простой аналог.

 

Рис. 2

И если не влезать в теоретические дебри, можно вполне сделать правильные выводы о поведении велосипеда в процессе торможения.

Если посмотреть на рис.1, то можно увидеть вес системы велосипед-велосипедист и распределение давления колёс велосипеда на землю (асфальт, песок, грунтовка – без разницы). Эти силы выделены чёрным цветом. Велосипед с велосипедом на рис. 2 заменён виртуальным центром тяжести и системой рычагов с точкой опоры в месте касания переднего колеса. При торможении основная действующая сила сила инерции. Её место приложения центр тяжести. На рисунке она, как и все силы при торможении нарисованы синим.

А теперь, посмотрим, что изменилось в картинке при торможении? А изменилось многое. Появление новой силы направленной вперёд по направлению движения, перераспределили силы давления колёс на грунт. И теперь получилась ситуация, что как будто центр тяжести переместился вперёд. Обычно заднее колесо несколько более загружено во время равномерного движения (седло сдвинуто ближе к заднему колесу). При торможении получается, как будто виртуальный цент тяжести переместился вперёд, и в некоторых случаях может выйти вперёд за точку опоры переднего колеса (т. к. направление результирующей сил веса и силы инерции направлено не вниз, а вниз-вперёд). Конечно, картина реальных сил несколько упрощена, но всё равно перемещение виртуального центра тяжести за точку опоры переднего колеса приведёт не к упрощённому, а к самому натуральному перевороту через переднее колесо. О более очевидном факте, что чем выше находится центр тяжести (для нас это увеличение расстояния F – E), тем легче можно перевернуться через точку вращения (для велосипеда это точка опоры переднего колеса о землю), я упоминать не буду.

Исходя из этого, можно сделать вывод, что чем ниже и дальше назад при торможении мы перенесём центр тяжести (а для нас единственная возможность выполнить это – перенести, так сказать "самую тяжёлую часть тела") за седло, тем сильнее можно тормозить без угрозы переворота.

А в самом деле переворот через переднее колесо переворот "неправильный" и в 95% случаев (на гладкой дороге) при торможении велосипедист оказывается в положении "нижнего" относительно велосипеда не из-за переворота через руль, а при боковом падении. Более того, устойчивость теряется ещё до того момента, когда велосипед начинает задирать своё седло. Объяснение этого факта будет приведено в следующей главе.

А пока я надеюсь, что у Вас отложилась информация о влияния положения центра тяжести системы велосипед-велосипедист на устойчивость к переворотам через руль, и понятие о перераспределение силы давления на землю передним и задним колёсами при торможении. И надеюсь, что Вы поняли, что правильная посадка в процессе торможения одно из составляющих позволяющих не перейти торможению в падение.