Многие любители мотоциклов наверняка смотрели в какой-нибудь из соцсетей рекламный ролик книги и школы Кейта Кода (Keith Code). Кто не смотрел, было бы полезно посмотреть. А может даже и книгу прочитать.
Мне понравился момент о «мотоцикле, которым никто не управляет». Имея свойство пробовать то, что мне нравится, я решил и это проверить. В итоге ничего не получилось. Мотоцикл постоянно и уверенно поворачивал вопреки всему. Естественно, шокирующее видео прилагается. Постараюсь объяснить из-за чего это произошло и изобразить в картинках, без запутанных отсылок к формулам, физике, математике и т.п. Ведь всем хорошо известно, что теория работает только для сферических мотоциклов в вакууме.
Кратко о сути опыта. Мужчина едет на мотоцикле и пытается повернуть. Причём руль он использовать не может. У него установлен бутафорский руль, который не вращается и ничем не управляет, а нужен только для того, чтобы пилоту было куда пристроить руки. Суть опыта — на примере доказать, что перемещением веса мотоцикл поворачивает до смешного малоэффективно. Чем и занят пилот. Он всячески ёрзает по мотоциклу из стороны в сторону. Однако мотоцикл наклоняется лишь слегка и движется по крайне неприемлемой траектории чрезмерно большого радиуса. Демонстрируя тем самым, необходимость использования руля для эффективного совершения поворота. А смещением веса мотоцикл не повернуть. Так только, слегка можно отклонить.
Опыт крутой и наглядный. А главное, и это самое ценное качество подобных опытов, его можно повторить в домашних условиях. Я повторил. Но результатом был разочарован. Мой мотоцикл постоянно поворачивал весьма эффективно. Что-то явно было не так. Возможно он был слишком лёгким. Или дело в бутафорском руле, который я не могу себе позволить и по сей день. Тогда я сменил мотоцикл. Денег было не много, и максимум по весу, что я смог себе позволить, это трёхсоткилограммовый мотоцикл заграничного производства. Но и здесь поджидало разочарование. Даже достаточно тяжёлый мотоцикл слишком хорошо реагировал на смещение моего, откровенно цыплячьего, веса. Пришлось задуматься, полистать инструкцию к мотоциклу. Оказалось, всё довольно просто.
Старина Кейт в своём эксперименте изображает мотоцикл, наклоняющимся относительно отрезка, соединяющего точки А и В (рис.1). И это может показаться верным. Мотоцикл опирается на землю именно в этих местах. Казалось бы, линия АВ (рис.1) и есть ось, относительно которой происходит наклон.


Но в реальном мире всё несколько иначе. На самом деле, пытаясь повернуть воздействием собственного веса, мы непосредственно прикладываем его не ко всему мотоциклу. А только к его неподвижной части. То есть точками опоры являются А и С (рис.2). Таким образом, мотоцикл, при совершении поворота воздействием веса, наклоняется относительно оси АС (рис.2). Причём точка А находится непосредственно на земле, а наклон осуществляется за счёт смещения точки С влево или вправо относительно плоскости, образованной треугольником АВС.


Допуская это, рассмотрим разницу между моим опытом и опытом Кода. Видим, что мужчина, подопечный Кейта (для простоты назовём его Степан), пытаясь переносить вес, воздействует на мотоцикл с некоторой силой. Её значение нам, в данном случае, не важно, потому что Степан явно старается, и превысить его всё равно не сможет. Будем считать эту величину неким средним значением возможностей Степана по перемещению своего веса. Изобразим эту силу красной линией (рис.3а). Отрезок АС1 демонстрирует расположение отрезка АС до того момента, когда к мотоциклу была приложена незначительная сила, выводящая его из состояния равновесия.


Центр масс Степана относительно оси АС находится приблизительно в её середине с небольшим смещением в сторону точки С. Именно здесь он и производит манипуляции своим телом, пытаясь повернуть. Отклонение, которое испытает мотоцикл при подобном порядке вещей, схематично изображено на рисунке (рис.4а).


А ориентировочный радиус, с которым Степан на своём мотоцикле войдёт в поворот показан на (рис.5а).


Теперь посмотрим, что будет, если Степан переместит свой центр масс назад, ближе к точке А (рис.3в). Это и получится моя модель того же опыта. Пытаясь вывести мотоцикл из равновесия точно тем же усилием, как и в предыдущем случае (отрезок красного цвета), Степан отклонит ось АС намного сильнее, что приведёт к большему наклону мотоцикла (рис.4в). Следовательно он сможет проехать по значительно более крутой траектории, при тех же условиях (рис.5в).
Получается, что глубину заваливания мотоцикла в поворот можно регулировать просто перемещая корпус. Если хотим распрямить мотоцикл, смещаемся в направлении точки С. Если хотим наклонить его сильнее, смещаемся к точке А. Ну и самое страшное. Контролируя воздействие на мотоцикл правильным образом, можно повернуть его эффективно даже весом. Так как Код в своём видео не делает различий по поводу скоростных режимов, для которых поворот без использования руля невозможен, я так же не считаю, что этим фактором в данной ситуации можно пренебречь. Так как речь идёт о технике в целом, а не о применении её на скорости 300 км/ч. Очевидно, что для разных условий езды могут подходить различные способы управления мотоциклом. Вопрос эффективности такого способа руления рассмотрен в прикреплённом видео.
А если остались сомнения, то можно проверить это дома. И совершенно не обязательно ездить без рук или устанавливать дорогостоящий дополнительный неподвижный руль. Достаточно выбрать любое доступное место для разворота, и попробовать выполнить его как обычно — держась за руль. Никакого фанатизма. Просто один раз попробовать сделать это наклонившись к рулю, а второй — отклонившись назад. И самому почувствовать разницу не составит труда. Чтобы сохранить траекторию в первом случае, придётся активнее вращать рулём. Во втором случае — руль повернётся сам намного свободнее. И это именно эффект конструктивной особенности мотоцикла, которая не только направлена на распрямление мотоцикла при движении, но и управляема.
Видим, что выводы Кода из его эксперимента слегка притянуты за уши и не отражают действительности. Я никого не призываю каким-либо конкретным образом поворачивать или переходить в секту приверженцев особого какого-то вида руления. Это просто статья в интернете. Я обычный незнакомец. А мотоцикл наклоняется относительно оси АС (рис.2). И особенно хочется обратиться к армии поклонников Кода. Не нужно считать, что я хочу как-то намеренно обидеть вашего кумира, просто так сложилось, что его опыт удачно демонстрирует как мотоцикл реагирует в случае не совсем рационального приложения к нему массы пилота.