К вопросу о использовании тяги и тормозов в повороте

Эта статья является попыткой обобщения результатов дискуссии, состоявшейся в мотоветке инернет-клуба любителей BMW.

Не всегда в результате спора рождается истина, особенно если спор проходит на какой-нибудь интернет-площадке. В этом смысле мото-конференция бмвешников является счастливым исключением, я всегда с удовольствием её читаю. Там собрались толковые ребята и девчата, умеющие и ездить, и спорить. Многие гоняются на треке, почти все поголовно любят дальнобой — встать с утра пораньше, выпить кофе и поехать повидаться с «соконфетником» на Северный Кавказ для них обычное дело. В общем, рекомендую всем заглядывать на этот ресурс.

Итак, в один прекрасный день в ветке появилась новая тема со следующим вопросом: «Вхожу в поворот…. и понимаю что несет на внешний бортик. Закладывать дальше некуда, сама траектория уже неправильна — слишком «плоско» вошел… что делать? Вчера был в этой ситуации, отормозился кое-как…»

Забегая вперёд, скажу, что заглавная картинка является ответом на вопрос, слоган примерно переводится «не уверен? газуй!». Давайте подведём под него рациональную базу.

Всем известно, что если хочется пройти поворот побыстрее, придётся наклониться посильнее. Но верно и обратное — если нужно наклониться посильнее, придётся ехать побыстрее.

В самом деле, представим себе, что мотоцикл прописывает поворот постоянной кривизны, двигаясь с постоянной скоростью. На него действуют две силы — сила тяжести (жёлтая стрелка) и центробежная сила (синяя стрелка). Сила тяжести (P=mg) величина постоянная (масса не меняется, g тоже), а центробежная сила (F_ц=mv²/R) зависит только от скорости, поскольку поворот постоянной крутизны. Равнодействующая (зелёная стрелка) проходит через пятно контакта шин и асфальта, мотоцикла стабилен (левый рисунок).

Представим теперь, что вы неправильно оценили кривизну поворота и чтобы его пройти вам надо заложить покруче. Если вы наклоните мотоцикл сильнее, не добавляя газ (или, что тоже самое, сбросите газ при постоянном наклоне) то равнодействующая сместится внутрь поворота и будет стремится уронить мотоцикл на «нижний» бок (средний рисунок). Решение простое — увеличьте газ, синяя стрелка вырастет и равнодействующая снова переместится в пятно контакта (правый рисунок).

Давайте для наглядности поиграем формулами. Предлагаю использовать знак «*» для обозначения умножения, традиционно его опускают, но тогда тригонометрические функции на экране выглядят диковато. В книжном наборе используют шпации, но как это сделать в html я не очень представляю. Итак, из школьного курса геометрии мы знаем, что тангенс это отношение противолежащего катета к прилежащему. Допустим, мотоцикл отклонен от вертикали на угол а. Тогда tg(a)=F_ц/P, или, что тоже самое, F_ц=P*tg(a). Подставим значения: m*v²/R=m*g*tg(a), следовательно v²=R*g*tg(a).

Вывод: скорость мотоцикла в повороте зависит от угла наклона и наоборот, угол наклона зависит от скорости. Зависимость эта прямая: больше угол — больше скорость, меньше угол — меньше скорость. Зависимость эта не зависит от массы — Голду и скутер в одном и том же повороте при одинаковой скорости придётся наклонять на одинаковый угол. И зависимость эта жёсткая, если вы проходите поворот радиусом 40 метров с наклоном 30^о, ваша скорость должна быть 55 км/ч, а если вы хотите наклониться на 45^о, то придётся ускориться до 72 км/ч.

Топикстартер, который «плоско вошёл», поступил максимально безопасно, а именно выпрямился и оттормозился. Но что делать, если нет такой возможности? Тогда нужно наклонить мотоцикл сильнее, одновременно добавляя, а не сбрасывая газ. «Не уверен? Газуй!» Хотя по себе знаю, трудно себя заставить, ведь это противоречит инстинкту, который в проблемной ситуации заставляет замедляться, а не ускоряться.

Есть и ещё резоны добавлять газ в повороте:

1. Задняя шина шире передней, поэтому она «лучше держит», то есть занос у неё начинается позднее. Добавляя газ мы смещаем центр тяжести назад, загружая заднюю покрышку и разгружая переднюю. Если же предел всё же будет достигнут и превзойдён, то соскальзывание передней покрышки приведёт к неминуемому лоусайду, а с соскальзыванием задней может побороться практически любой (даже начинающий) мотоциклист.

2. Если покрышки скользят, то всё равно газ нужно, как ни странно, добавлять, а не сбрасывать. А всё потому, что при сбросе газа скольжение прекращается ударно, то есть очень резко, что приводит к хайсайду. Вот посмотрите:
Лоусайд (то есть падение на «низкую» сторону):

Хайсайд (то есть падение на высокую сторону):

Глазастый Alexey_T разглядел, что лоусайд произошел из-за сноса переднего колеса. Я думаю, что водитель даже не тормозил, а просто прикрыл газ, а поскольку мотоцикл шел в сильном наклоне, этого хватило для сноса передка. Мне кажется, что открытие газа к падению бы не привело. Такие лоусайды всегда начинаются с переднего колеса, именно потому, что оно хуже держит (см. пункт 1).

Что касается хайсайда, то гонщик из ролика просто прикрыл газ, заднее колесо поймало сцепление с асфальтом (ему это легче сделать, чем переднему, см. п.1), мотоцикл резко выпрямился, как будто колесо наткнулось на бордюр (в отличие от переднего, заднее колесо жестко связано с рамой в поперечном направлении) и выбросил водителя как из катапульты. Если бы он газ не закрыл, то колесо бы просто снесло дальше, мотоцикл лег бы на «низкий» бок и заскользил бы по касательной к траектории — сравнительно безопасный лоусайд. Кстати, как справедливо заметил опытнейший Алексей, хайсайд бывает не только из-за сброса газа, так что будьте осторожны.

3. При добавлении газа центр тяжести смещается назад, передняя вилка распрямляется. Задняя подвеска, как известно, тоже распрямляется. Таким образом, клиренс байка при ускорении увеличивается, и при сильном наклоне снижается вероятность зацепить асфальт центральной подставкой или чем-то ещё.

4. Колесо в наклоне катится по меньшему радиусу, длина его окружности меньше, поэтому при постоянных оборотах двигателя мотоцикл замедлится. Чтобы скорость не упала, а тем более чтобы она выросла, придётся добавить газу. Впрочем, этот эффект становится заметным только при сильных «трековых» наклонах, но для полноты картины нужно упомянуть и его.

Итак, мне кажется, нам удалось достаточно убедительно показать, что в повороте следует добавлять газ, а не сбрасывать. Однако, внимательно читая дискуссию, можно наткнуться на два сообщения (1 и 2), авторы которых советуют замедлиться. Причём Алексей не вылезает с лучших европейских треков, да и поездил много на чём. ЯсЯ же работает мото-инструктором, то есть тоже говорит со знанием дела. Что же получается, практика противоречит теории?

Давайте вернёмся у формуле зависимости угла от скорости: v²=R*g*tg(a). Мы видим, что в неё входит радиус поворота R. Если рассматривать его не как параметр, а как переменную, что можно увидеть, что при снижении скорости и при сохранении угла наклона, радиус уменьшается. Например, если мы едем с наклоном 30^о и скоростью 55 км/ч, то будем прописывать поворот радиусом 40 метров. А если мы снизим скорость до 53 км/ч при том же угле наклона, то поворот сузится до 37 метров — можно сказать, что мы переместимся с внешнего края полосы дороги к внутреннему.

Почему же нельзя использовать сброс газа или торможение? Можно, но тут требуется очень высокое мастерство и крепкие нервы. Не даром совет озвучили именно опытные люди. Если же вы с перепугу или просто от неумения закроете газ слишком сильно, у вас будут проблемы, описанные выше.

Что ж, с физикой разобрались, настало время сказать главное. Формулы это, конечно, хорошо, но они дают только понимание процесса. А вот к овладению процессом приводит практика. Несколько занятий (лучше на треке) под руководством опытного инструктора дадут больше, чем все тангенсы и котангенсы. Причём грамотный инструктор доведёт до вас и теорию тоже, только не с помощью формул, а с помощью аналогий и метафор. А вот понять, какое движение нужно совершить правым запястьем, чтобы скорость плавно снизилась с 55 до 53 км/ч можно только после многих часов на треке.

Если же у вас нет возможности такого обучения, не стоит отчаиваться. Во-первых, даже гуру не ездят по улицам как на треке и используют свои навыки только в критических ситуациях. Во-вторых, профилактика — лучшее лечение. Позвольте мне дать несколько советов по «гражданскому» прохождению поворотов. Советы не блещут новизной, в том или ином виде они разбросаны по всему интернету (знаменитое slow-look-lean-roll), но повторенье — мать ученья.

1. Slow
Замедлитесь до поворота. Лучше использовать оба тормоза и переключаться вниз так, чтобы на входе уже была включена нужная передача. Этому не трудно научиться, нужно только практиковать навык в каждом повороте каждой поездки, чтобы он стал автоматическим. И не бойтесь замедлиться сверх необходимого, не за сотые секунды сражаетесь. Проще при необходимости ускориться в повороте, чем замедлиться.

2. Look
Оцените ситуацию в повороте, смотрите вдоль траектории как можно дальше. Во-первых, чем раньше вы увидите препятствие (машина с аварийкой, беспечный пешеход, яма, дохлая ворона), тем больше у вас будет времени на принятие решения и его воплощение. Во-вторых, если вы смотрите слишком «низко», то скорость кажется выше, значит паника наступит раньше, а именно паника и заставляет ошибаться. В-третьих и в главных, мотоцикл едет туда, куда вы смотрите. Кстати, возвращаясь к ситуации топикстартера — я думаю, что он смотрел на бордюр, если бы смотрел на выход из поворота, тема бы не состоялась.

3. Lean
Отпустите тормоза, чуть сместите пятую точку на сиденье в сторону поворота и с помощью контрруления наклоните мотоцикл. Свешиваться как Росси не нужно, потому что на его скоростях в городе лучше не ездить. Исключений два. Если покрытие кажется скользким (например, присыпано песком), тогда лучше самому свеситься поглубже, а байк держать повертикальнее. Ну и в медленных «разворотах на пятачке» нужно смещаться наружу, а не внутрь. И не висите на руле, держите корпус мышцами спины.

4. Roll
В повороте чуть-чуть добавьте газ. Почему? См. выше. :)