Сказка о контррулении. Часть 2. Переходный процесс

[Диполь]

Начало тут: http://www.motoforum.ru/forum/topic80071.html

Со времени создания мотоциклов и велосипедов прошло более ста лет, но как многие наверно догадываются, законы физики на Земле за это время особо не менялись. Поэтому вторую часть нашей сказки уместно начать со второго правила руления:

Поворот двухколесного экипажа осуществляется путем поворота руля и управляемого колеса в желаемую сторону на нужный угол с одновременным наклоном тела к центру поворота.

В этом синхроне из двух действий каждое решает свою конкретную задачу
- поворот руля формирует нужную траекторию (нужную крутизну поворота)
- а наклон тела/мотоцикла обеспечивает мотоциклу состояние равновесия.
Но вот что интересно, движение по дуге, когда необходимая крутизна траектории уже достигнута и постепенный переход от прямолинейного движения к движению по запланированной дуге – это два совершенно разных процесса. И хотя многие адепты контрруления возразят, что и там, и там мы давим на внутреннюю ручку руля, и значит это все одно и то же (в обоих случаях то самое контрруление), я скажу - нет, это не так.

Вспомните такие простые упражнения, как прыжки и приседания. И там, и там нужно напрягать мышцы ног и отталкиваться от пола. Но это разное отталкивание. Оно имеет разные цели и разные признаки, позволяющие сказать, что упражнение выполнено. И сам факт дополнительного усилия в мышцах ног еще не определяет, прыгаем мы, приседаем, или вообще просто держим на плечах штангу. И едва ли можно сказать, что приседания и подпрыгивание – это одно и то же.

Но забудем о прыжках, приседаниях и даже о контррулении и вернемся к идее двух процессов – процессу выхода на нужную стабильную траекторию и процессу движения по стабильной траектории.

При движении по стабильной траектории наша задача сохранять заданный поворот руля/колеса и необходимый для равновесия угол наклона мотоцикла (системы мотоцикл+пилот).
А вот в процессе выхода на нужную траекторию наша задача не сохранять, а изменить поворот руля от нулевого (руль прямо) до требуемого исходя из геометрии дуги и одновременно изменить положение мотоцикла от вертикального до наклоненного в сторону центра поворота равновесного состояния.

В начале этого процесса руль стоит прямо, а мотоцикл вертикально, а в конце руль повернут на нужный угол в сторону поворота, а мотоцикл наклонен туда же. Т.е. во время процесса оба параметра непрерывно меняются.
Физики называют такой процесс переходным. Таким образом, при любом входе в поворот у нас всегда будет переходный процесс в рамках которого нам нужно повернуть руль и наклонить мотоцикл в сторону поворота.

Здесь очень важно то, что пока продолжается этот переходный процесс, фактический радиус траектории больше, чем необходимый радиус поворота. Но ведь наш экипаж не стоит на месте. Он едет. А раз фактический радиус больше требуемого, то экипаж едет «не туда». И чем дольше длится переходный процесс и чем выше скорость экипажа, тем дальше он отклонится от требуемой траектории.

Когда речь идет о велосипеде, чья масса существенно меньше массы седока и чьи скорости невелики, наклон тела достаточно быстро создает нужный наклон всей системы и длительность переходного процесса мала. При невысокой велосипедной скорости в рамках переходного процесса экипаж не успевает значительно отклониться от требуемой траектории и этим отклонением можно пренебречь.
Но совсем другая ситуация возникает, когда речь заходит о мотоцикле. Его масса сравнима или даже превосходит массу седока. Поэтому наклон тела весьма медленно наклоняет всю систему. Соответственно, если наклон мотоцикла создается исключительно с помощью наклона тела пилота, переходный процесс длится гораздо дольше. В то же время, скорость мотоцикла существенно выше велосипедной. В результате, за время более долгого переходного процесса быстро движущийся мотоцикл успевает существенно отклониться от требуемой траектории и просто не вписывается в поворот.

Для решения этой проблемы есть только два способа
- снизить скорость движения
- или сократить длительность переходного процесса.
Но кому же хочется ползти как черепаха? И поэтому все усилия направляются на сокращение длительности переходного процесса. Тут-то и появляются разные приемы руления, включая контрруление. Но все они не определяют и не создают поворот, а служат исключительно для сокращения длительности переходного процесса. Поворот же, как и раньше, осуществляется поворотом руля к центру дуги с наклоном мотоцикла в ту же сторону.

Кстати, еще один вопрос – это синхронизация начала и завершения двух составляющих переходного процесса – поворота руля к центру и наклона мотоцикла в ту же сторону. Завершаются они одновременно, а вот начинаются с небольшим опережением в процессе наклона. Именно начало и скорость наклона определяют начало и длительность всего переходного процесса.

А теперь настала пора обсудить приемы руления и то, как они влияют на длительность переходного процесса. Любой из этих приемов позволяет повернуть мотоцикл на любой скорости на любой угол, но время выхода на стабильную траекторию будет разным и, соответственно, разной будет траектория входа в поворот - от длинной и пологой до крутой и резкой.

Но об этом мы поговорим в третьей части.

Продолжение следует.

[Billy.Bob]

Павел, давно все описано в умных книжках.
Опять из пустого в порожнее.
мотоцикл завсливается на скорости двумя способомами, либо смещением туши, либо контррулерием.
Контррулерием быстро и чётко. Тушей долго.
На маленькой скорости рулится классически, куда повернул, туда поехал.

[Диполь]

мотоцикл завсливается на скорости двумя способомами, либо смещением туши, либо контррулерием.

На самом деле тремя. И именно третий способ многие принимают за контрруление, а реальным контррулением не пользуются.

Чтобы объяснить эти три способа и их разницу я и начал писать свою сказку.

Впрочем, материал предназначен для новичков и изначально я его пишу для сайта учебки. Но ряд трудящихся попросил скопировать сюда. Просто для активизации дискуссий по мототематике.

[Billy.Bob]

Основная проблема у нас в стране, что 90% тех кто ездят на мото самоучки.
Либо закончили мотошколу в рамках 10 часов на площадке.
А дальше катают по прямой.
Никто не вникает в процесс управления.
Все техники давно описаны.
Берешь книгу и валишь на площадку тренироваться ;)))))

[maxys146]

Просто для активизации дискуссий по мототематике.

Правильно, хоть какое-то разнообразие среди сисек/жрачки/нажираловки

[Billy.Bob]

Диполь что же это за третий способ? ))))))

Добавлено спустя 1 минуту 37 секунд:
Комбинация из двух первых? ))))

[Диполь]

Берешь книгу и валишь на площадку тренироваться

Тоже так думал, но потом, пообщавшись с некоторым количеством прочитавших и натренировавших понял, что как обычно возникло искажение понимания. Люди уверены, что делают контрруление, хотя это не так. И они не понимают, что не любой толчок руля в сторону от желаемого поворота является контррулением.

Значит в книгах не совсем понятно раскрыт этот момент. Вот я и пытаюсь раскрыть его понятнее.

[Basistych]

третий способ

может это сочетание двух выше перечисленных?

[Billy.Bob]

что не любой толчок руля в сторону от желаемого поворота является контррулением.

Это как???
Толкать можно по разному, но факт один, толкаем от поворота - мот валится, в поворот - выпрямляется, если в наклоне уже.

[Диполь]

Комбинация из двух первых?

Нет. Хотя если не вдумываться в суть каждого из способов, кому-то может показаться, что комбинация.

[Billy.Bob]

Люди могут не чувствовать этого.
Но физика процесса такова.

[Диполь]

факт один, толкаем от поворота - мот валится, в поворот - выпрямляется, если в наклоне уже.

Если уже в наклоне, то да. А если еще на прямой, то не обязательно.

[Billy.Bob]

Если обратить внимание на руль на скорости хотя бы 60, то любое движение руля валит мот. Это и есть контрруление. И валит в обратную сторону от поворота.

Добавлено спустя 1 минуту 8 секунд:
Диполь опередил немного про прямую ))))))

Добавлено спустя 2 минуты 59 секунд:
И движение мота по прямой основано на контррулении по факту.
За счёт Кастера, мот сам подруливает постоянно и подруливает тем самым контррулением.

[Lurker-beta]

Поворот двухколесного экипажа осуществляется путем поворота руля и управляемого колеса в желаемую сторону на нужный угол с одновременным наклоном тела к центру поворота.

Поворот двухколёсного экипажа определяется наклоном, а не напрямую поворотом руля.
Доказательство: Без рук велосипедом рулить можно. Без наклона нельзя.

Да здравствует барон мюнхаузен, который сам себя за волосы вытащил из болота.
Как мы можем наклонить тело(не забываем про тело мотоцикла) к центру поворота?

А вот в процессе выхода на нужную траекторию наша задача не сохранять, а изменить поворот руля от нулевого (руль прямо) до требуемого исходя из геометрии дуги и одновременно изменить положение мотоцикла от вертикального до наклоненного в сторону центра поворота равновесного состояния.

Не согласен. Наша задача по пунктам:
1)Наклонить центр тяжести.
2)Дать подвеске и геометрии переднего колеса повернуть колесо в нужное положение.
3)Т.к. подвеска для безопасности сделана так, чтобы потихоньку выпрямлять мотоцикл не дать ей это сделать.
п1 выполняется давлением на внутреннюю ручку.
п2 выполняется сам
п3 выполняется давлением на внутреннюю ручку.

Добавлено спустя 19 минут 10 секунд:
А рождение мифа тут произошло потому, что понятие системы на разных уровнях даёт нам разный ответ на то как контррулить.
Это как задачка о килограмме гвоздей и килограмме пуха. Весят они одинаково только на первом уровне.
А что на втором у них вес разных можно объяснить древней наукой..эм точно не скажу на сколько древней, но до Ньютона точно.
В случае руления:
1)усилие на ручку
2а)поворот колеса. Для наклона вместо смещения цт мы смещает точку опоры.
2б)гироскопичей момент наклоняет мот.
3)Наклон мотоцикла
4)установка правильного угла поворота переднего колеса с тенденцией на выход из поворота подвеской.
5)выход из поворота или непозволение выхода усилием на ручку.

[Диполь]

Не согласен. Наша задача по пунктам:

А если внимательно прочитать, что я написал?..))

1)Наклонить центр тяжести.

изменить положение мотоцикла от вертикального до наклоненного в сторону центра поворота равновесного состояния

В чем разница?

Дать подвеске и геометрии переднего колеса повернуть колесо в нужное положение.

изменить поворот руля от нулевого (руль прямо) до требуемого исходя из геометрии дуги

Я говорю просто о факте поворота руля и о том, что именно поворот руля на нужный угол формирует дугу, а ты - о том, какими средствами этот поворот руля достигается. Противоречия нет, хотя твоя версия не совсем верна.

Просто подумай о том, что если руль сам поворачивается именно на НУЖНЫЙ угол, то откуда потом возникает необходимость не дать подвеске выпрямить мотоцикл? Т.е. есть какая-то сила, отклоняющая колесо от нужного угла, но она возникает не сразу, а сначала дает колесу занять нужный угол?

Поворот двухколёсного экипажа определяется наклоном, а не напрямую поворотом руля.
Доказательство: Без рук велосипедом рулить можно. Без наклона нельзя.

Нет. Поворот двухколесного экипажа определяется именно поворотом руля, а наклон служит только для сохранения равновесия в повороте.
Доказательство: установи для сохранения равновесия дополнительные колеса (как в детском "дружке") и ты легко повернешь без наклона. Закрепи руль так, чтобы он не поворачивался и ты хоть до земли обнаклоняйся - мот не повернет.