Нашел на форуме CBR
Торможение с учетом переноса массы вперед (или почему пропорция 75/25 неверна).
Многие инструкторы в мотошколах, начиная с тех, кто обучает
новичков-любителей и заканчивая теми, кто прививает навыки
экстремального вождения офицерам полиции, до сих пор заставляют
зубрить старое правило: на сухом покрытии тормози примерно с
пропорцией 75% усилия на переднем и 25% - на заднем колесе (или
50/50 на влажном). Этот совет приводится и во многих учебниках
безопасной езды и самоучителях езды на мотоцикле, включая Motorcycle
Roadcraft и IAM Group Handbook. Как жаль, что времена меняются, и
вот уже старая аксиома оказывается некорректной!
Прогресс многое меняет.
Правило 75/25 появилось ОЧЕНЬ давно. Для составления подтверждающих
его графиков в качестве моделей использовались старые
двухцилиндровые Триумфы (Triumph Speed Twins) с барабанными
тормозами, так что предположительно это правило родилось порядка
25-30 лет тому назад.
Мотоциклы, подобные Triumph Speed Twins, имеют мало общего с
современными аппаратами. Они оснащались передними барабанными
тормозами с двумя колодками диаметром порядка 180 мм (я так и не
смог найти никого, кто помнил бы точные цифры). Передний тормоз
приводился в действие боуденовским тросом от рычага на руле. Задние
тормоза имели одну тормозную колодку. Диаметр их был около 15 см и
управлялись они солидной педалью длиной 25 см при помощи правой
ноги, которая, как предполагалось, должна была иметь немалую силу от
постоянного общения с кик-стартером - завести сие творение было
довольно непросто.
А шины? Они были не шире, чем самые широкие шины от маунтайн-байка
90-х годов, и их конструкция оставляла желать много лучшего даже по
сравнению с автомобильными шинами тех лет (при том, что уже тогда
многие модели автомобилей оснащались бескамерными шинами, абсолютно
все мотоциклетные шины были только диагональными со всеми
вытекающими последствиями). Стандартный рисунок протектора был
такой: рифленая насечка спереди и шашечки сзади. А такой важный
параметр, как пятно контакта, был длинным и узким - в немалой
степени из-за того, что колеса в ту пору были не менее 20 дюймов.
Но наибольшие изменения с тех времен претерпела конструкция рамы
мотоцикла. Старые Speed Twin'ы и подобные им машины были ВЫСОКИМИ.
Вертикально расположенный двигатель, подвешенный на хребтовой
трубчатой раме (проверять клапанный зазор приходилось практически
ежедневно, но утомительность этой процедуры уменьшалась благодаря
солидному расстоянию между рамой и головкой цилиндров) подразумевал
высокую посадку. Центр тяжести мотоцикла 60-х гг. с водителем был,
наверное, сантиметров на 30 выше, чем у нынешних машин.
Ах да, передние вилки: Они были двух типов: жесткие (для гоночных
мотоциклов и тех, кто укреплял на них тяжелые обтекатели Rickman) и
мягкие, как губка - они проваливались до ограничителя при самом
слабом торможении. Независимо от установленного типа вилки,
результат всегда был один и тот же: передняя часть становилась
совершенно жесткой или из-за конструкции вилки, или же из-за полного
пробоя подвески.
Теперь становится более-менее понятным, почему в то время было
опасно активно пользоваться передним тормозом? Жесткая передняя
подвеска, узкая (с плохим коэффициентом сцепления) покрышка, высокий
центр тяжести (небольшие самолеты были, наверное, вынуждены облетать
такие мотоциклы стороной ;-) вовсе не способствовали этому. Особенно
в сочетании с малочувствительными барабанными тормозами, которые
проявляли склонность к "самозажиму", то есть тормозное усилие на
колодках не всегда было пропорционально силе нажатия на рычаг
тормоза. Поэтому лучше было тормозить задним тормозом, усилие на
котором было легче контролировать. К тому же даже на Speed Twin'е с
блокировкой заднего колеса было несложно бороться.
С тех пор прошло немало времени, на протяжении которого искусство
конструирования мотоциклов непрестанно совершенствовалось.
Фактически уже к началу 80-х годов известное правило 75/25 начало
казаться не совсем корректным.
Основное доказательство того, что в наше время это правило абсолютно
неверно - это то, что большинство мотоциклов (начиная с модели
RD350) в наши дни могут демонстрировать "stoppies" - отрыв заднего
колеса от дорожного покрытия при торможении передним тормозом - без
ожидаемого и кажущегося таким неотвратимым падения. При выполнении
этого трюка мотоциклист выжимает рычаг переднего тормоза до предела
и заставляет заднее колесо оторваться от дороги - это вовсе не
круто, равно как и не совсем умно при отсутствии навыков, однако это
как нельзя лучше доказывает, что именно в этот момент мотоцикл
останавливается исключительно за счет работы переднего тормоза, и
таким образом известное соотношение меняется и становится 100/0.
Если внимательно вглядеться в телевизионные репортажи с мест
проведения production races - кольцевых мотогонок с участием
стандартных машин, не переоборудованных для гонок и не подверженных
специальным изменениям - можно увидеть - о ужас! - как почти все
гонщики выполняют отрыв заднего колеса при торможении и сбросе
скорости в конце прямой перед ввинчиванием в поворот. В том месте,
где Ford сопровождения уходит за пределы трассы, а гонщики
вскидывают головы вверх для усиления эффекта аэродинамического
торможения, можно заметить, как задние колеса их мотоциклов
отчетливо приподнимаются над трассой. И в этом случае они тоже
практикуют 100%-ное торможение передним тормозом. Понятно, что в их
задачи вовсе не входит удивить толпу или выполнить этот эффектный
трюк на глазах у восторженной публики, как может кому-то показаться
- они всего лишь стараются пройти трассу с минимальным временем. Они
выполняют stoppie намеренно, но это не самоцель, а лишь самый
эффективный способ оттормозиться за как можно меньший промежуток
времени (ну, если только речь не идет о "танце" победителя по
окончании заезда). Они делают это потому, что современные аппараты
позволяют проводить торможение только передним колесом, причем
настолько сильно, насколько крепко ты можешь удержаться за руль.
Теперь понятно, чем современные мотоциклы, включая большинство
дорожников, начиная с RD350, радикально отличаются от своих
предшественников? Есть исключения и здесь - это несколько
ретромоделей, типа Zephyr. Старая формула 75/25, скорее всего, до
сих пор применима и к ним.
Обучение торможению в одной из мотошкол (Moto-X school), например,
проводится так: необходимо оттормозиться до полной остановки на
кроссовом мотоцикле со скорости 80 км/ч, пользуясь исключительно
передним тормозом и двигаясь по грязевой дорожке. Так что и в
неблагоприятных дорожных условиях есть смысл полагаться в основном
на передний тормоз - после приобретения соответствующих навыков!
Современные мотоциклы имеют более низкий центр тяжести. Они ниже
примерно на 30 см (сравни GPZ500 с Триумфом 750 - так ведь GPZ еще и
мощнее). Кроме того, они короче в среднем на 15 см. И колеса у нас
стали меньше - от 16 до 19 дюймов по сравнению с 18-21-дюймовой
размерностью у старых мотоциклов. Ширина колес - а значит, и пятно
контакта - увеличились минимум вдвое. Цепкость шин тоже улучшилась
благодаря постоянно обновляемому химическому составу резины,
используемой для изготовления мотошин. Они стали радиальными, что
подразумевает их лучшую деформацию и приспосабливаемость к дорожному
покрытию. Низкий профиль шин современных мотоциклов также
способствует снижению центра тяжести.
И даже если на твоем мотоцикле не установлена перевернутая вилка,
все равно его подвеска в десятки раз лучше поглощает неровности
покрытия на скоростях, о чем раньше не приходилось и мечтать.
Ты заметил, что я ни слова не сказал о тормозах? Я полагаю, что
склонность барабанных тормозов образца 60-х годов к "самозажиму", их
невеликая чувствительность и непропорциональная, а иногда и
ступенчатая передача усилия от тросового привода к колодкам (давишь
немного - ну не тормозит и все тут, а додавил еще чуток - и пошел
юзом!), заставлявшая мотоциклистов того времени буквально вставать
на педаль тормоза при торможении - важнейшие причины, по которым и
появилось знаменитое правило 75/25. Конструкция всех механизмов
предполагала тогда, что это наилучший способ остановить мотоцикл, и
в то время, с учетом всех технических особенностей мотоциклов того
времени, это действительно был лучший способ эффективно
останавливаться.
С тех пор "Триумф" закрывался и возобновлял производство, потом
опять разорялся и снова открыл свой конвейер и теперь уже выпускает
мотоциклы куда лучшего качества. Но правила торможения при
управлении Triumph Speed Triple образца 90-х годов нельзя даже
сравнивать с правилами, которые были вполне пригодны для Speed
Twin'а 60-х.
Настоящими специалистами мотодизайна в полном смысле этого слова
стали японцы. Веришь или нет, но они действительно разрабатывают и
конструируют аппараты, которые выполняют свою работу так, как это
изначально и предполагалось конструкторами. И они промахиваются, но
случается это отнюдь нечасто. На японском мотоцикле все на своем
месте - грязевая защита защищает от грязи, подножки не гнутся от
твоего веса, Ты можешь одновременно нажимать на рычаги и щелкать
тумблерами. (Как ни грустно признавать, но на старых Триумфах это не
получалось ни у кого). Поэтому было бы логично принять и тормозные
системы, устанавливаемые на японских мотоциклах, за своего рода
идеальную модель. Так как же устроены в них тормоза?
Впереди: два диска по 320 мм, на каждом - шестипоршневые суппортаСзади: Один диск 220 мм с двухпоршневым суппортом
(Это пример тормозной схемы Kawasaki 750 образца 1995-1996 гг., но
подобную схему имеет практически любой супербайк)
По самым консервативным оценкам получается, что передние тормоза в
пять раз мощнее задних (помни о том, что диаметр диска играет
огромную роль). И я могу поспорить, что педаль ножного тормоза стала
не длиннее рычага на руле.
Так почему же японцы заложили в схему тормозов своих супербайков
пропорцию, которая явно отличается от известной формулы "75/25"? Они
ведь далеко не глупы! А может это просто дань моде, типа "эй,
крошка, глянь какие ОГРОМНЫЕ у меня передние тормозные диски"? Ответ
прост: правило "75/25" просто ушло в прошлое! (Это утверждение
относится к большинству современных мотоциклов при движении по
большинству типов сухих покрытий).
Где же правда? Самое смешное, что правды тут вовсе НЕТ. Любое
фиксированное соотношение тормозной силы между передними и задними
колесами будет в большинстве случаев неверно. Не зря в автошколах
учат торможению с учетом переноса массы машины вперед: мягкое
нажатие на педаль тормоза, когда вектор массы машины переносится
вперед, после чего можно тормозить немного сильнее - передние колеса
уже не сорвутся в юз, потому что они больше загружены. При активном
замедлении педаль приотпускается, чтобы не получилось характерного
клевка при полной остановке.
Мотоциклисты тоже должны уметь пользоваться этим приемом. Но с
учетом того, что тормозные системы у нас раздельные, нам при
торможении надо научиться постоянно перебрасывать тормозную силу
спереди назад и наоборот, в зависимости от загрузки колес в данный
момент. (Здесь владельцы мотоциклов Moto Guzzi и Honda, оснащенных
системами комбинированного торможения, могут покинуть нас, дальше им
будет неинтересно - но помните, что на гоночных Moto Guzzi эта
система почти всегда отключена, потому что все-таки классическая
раздельная тормозная схема - рычаг на переднее колесо и педаль на
заднее - в самых предельных режимах более эффективна).
Так вот, идеальное торможение происходит примерно так:
Ты постепенно нажимаешь на рычаг и на педаль одновременно и с
примерно одинаковой силой - это первая фаза торможения.
Часть массы при сжатии передней подвески переносится вперед, и твои
руки немного сгибаются.
Масса перемещается к передней части мотоцикла (если замедление при
торможении равно 1 g, то на переднем колесе оказывается 100% всей
массы мотоцикла, при всем при этом современные мотоциклы способны
оттормаживаться с отрицательным ускорением до 1.2 g!
Теперь приотпускаешь или отпускаешь полностью задний тормоз и плавно
(!) увеличиваешь давление на передний; передняя шина приняла на себя
большее или даже все сцепление с дорогой. В этой фазе пропорция
распределения тормозного усилия может достигать соотношения 100/0.
Помни, что если она в области 85/15, то ты используешь тормозную
силу своего мотоцикла не полностью.
Скорость гасится, и сила, которую ты прилагаешь к тормозам и шинам,
уменьшается (количество энергии мотоцикла пропорционально квадрату
скорости).
Передняя подвеска распрямляется.
(Если торможение было экстренным, именно в этот момент ты переводишь
дыхание и произносишь коротенькую молитву-благодарение).
Ослабляешь усилие на переднем тормозе во избежание блокировки
переднего колеса на малой скорости - и вновь увеличиваешь давление
на педаль заднего тормоза.
Даже если ты оттормаживаешься со 160 км/ч, все равно последние метры
(или сантиметры?), которые ты проезжаешь на 10 км/ч - это движение
на малой скорости, и поэтому непосредственно перед остановкой
желательно пользоваться только задним тормозом. Поэтому в
заключительной фазе торможение происходит по формуле 0/100.
Если все же ты настаиваешь на том, чтобы я привел хотя бы
теоретическую формулу пропорции усилия на тормозах, я скажу: 85/15.
Именно эта формула получается при пристальном изучении "матчасти":
как уже говорилось выше, тормоза современных японских мотоциклов
настроены именно так, то есть передний тормоз как минимум в пять раз
мощнее заднего.
Случаются самые разные дорожные ситуации, поэтому нельзя
зацикливаться ни на формуле "75/25", ни на "85/15". В наше время
основное правило можно сформулировать так: учись активно
перебрасывать тормозное усилие вперед-назад, "играя" рычагом и
педалью и, загрузив переднее колесо, подавай на него тормозную
нагрузку. Не иди на поводу у устаревших математических расчетов!
Скольжение заднего колеса с блокировкой
Из всех написанных мной заметок ни одна не вызвала такого мощного потока
флейма и полемически-возмущенных откликов, как "Динамика переворота".
Такое ощущение, что подавляющее большинство мотоциклистов просто не
понимает, что к скольжению заднего колеса при прямолинейном движении стоит
отнестись серьезно и осторожно. Ведь все мы в процессе обучения испытали
на себе, что это такое, и на уроках в мотошколе (MSF) при преднамеренной
блокировке заднего колеса мотоцикл практически всегда шел по прямолинейной
траектории вплоть до полной остановки. Люди делают вывод, что блокировка
при движении по прямой вовсе не опасна, равно как не опасно и отпустить
педаль тормоза после начала блокировки.
Одновременно с этим те же самые мотоциклисты проявляют очевидные признаки
самой настоящей паранойи при упоминании о блокировке переднего колеса,
независимо от траектории движения мотоцикла.
Позвольте мне здесь более подробно рассмотреть элементы упражнения
блокировки заднего колеса мотоцикла, которое является частью программы
MSF, чтобы продемонстрировать, что в реальном мире все происходит, мягко
говоря, не совсем так. А именно:
При выполнении упражнения ты блокируешь задний тормоз на скорости всего
лишь порядка 20 миль/ч (32 км/ч).
При этом ты НЕ работаешь передним тормозом.
Поверхность площадки, на которой проводится обучение - всегда ровная и
горизонтальная, без уклонов в ту или иную сторону.
Для проведения обучения мотошколы используют малокубатурные легкие
мотоциклы без багажных отделений или кофров, которые в реальной жизни
почти всегда неуравновешены в смысле нагрузки относительно центра
тяжести мотоцикла.
Ну и что, спросишь ты? А теперь скажи-ка, как долго после полной остановки
тебе удастся удержать мотоцикл в вертикальном положении, не опираясь
ногами о землю? Где-то около секунды, так? При скорости около 20 миль/час,
если заблокировать задний тормоз, для полной остановки потребуется
примерно столько же времени. Другими словами, при выполнении этого
упражнения в этих "тепличных" условиях тебе просто не хватает времени,
чтобы ощутить потерю гироскопического эффекта, вызванную прекращением
вращения заднего колеса.
[Здесь я считаю необходимым сделать одно замечание. Несмотря на то, что
ты, возможно, думаешь иначе, на самом деле твое равновесие на мотоцикле не
зависит от его скорости. Заданный мною выше вопрос неверен. Я должен был
бы спросить " как долго удастся тебе удержать мотоцикл в вертикальном
положении, не опираясь ногами о землю, после того, как заднее колесо
перестанет вращаться?". Равновесие мотоциклиста зависит прежде всего от
эффекта гироскопической стабилизации, который тем выше, чем выше скорость
вращения заднего колеса, а не скорость движения мотоцикла.]
(Во избежание споров сомневающимся предлагается провести практический
тест: поставить заднее колесо мотоцикла на свободно вращающиеся
испытательные катки, используемые для стендовых испытаний автомобилей
(например, на силу торможения, экономичность, мощность и т.п.), и
"тронуться с места" - при фактической нулевой скорости мотоцикла
относительно земли мотоциклист, находясь задним колесом мотоцикла на
катке, сможет имитировать движение, то есть держать равновесие и "ехать" -
Прим. перев.)
А что же особенного в том, что при выполнении упражнения на площадке
мотошколы ученик не пользуется передним тормозом? А то, что в реальной
жизни при необходимости экстренной остановки нормальный человек всегда
тормозит обеими тормозами, а не только задним. И важно это потому, что
если в момент начала скольжения заднего колеса активно применить передний
тормоз, то может случиться, что заднее колесе будет стремиться замедляться
медленнее, чем переднее. В таком случае заднее колесо станет двигаться в
направлении скольжения быстрее переднего, стараясь сохранить свою скорость
вращения, что приведет к немедленному заносу - смещению заднего колеса
влево или вправо относительно следа качения переднего колеса.
На практике почти все наши дороги построены с небольшим поперечным
уклоном, чтобы обеспечить сток дождевой воды, и нетрудно догадаться, что
занос, как правило, развивается именно в сторону уклона.
Что происходит дальше? Из-за конструктивной особенности соединения рамы и
передней вилки мотоцикла (они всегда соединены под небольшим углом), при
отклонении заднего колеса от следа качения переднего (развитии заноса)
рама мотоцикла всегда будет немного наклоняться в противоположную заносу
сторону. То есть мотоцикл как бы сам будет стараться завалиться на бок
(lowside).
Утверждение, что багаж на мотоцикле практически никогда не сбалансирован,
означает, что занос будет развиваться в ту сторону, которая меньше
загружена. Чем больше дисбаланс, тем больше вероятность того, что это
правило будет выполняться, при этом занос будет еще и развиваться намного
быстрее!
Если при движении по прямой и блокировке заднего колеса мотоцикла началось
развитие заноса, можно смело утверждать, что точно также поведет себя этот
мотоцикл при движении в повороте и скольжении заднего колеса - произойдет
занос (отклонение движения заднего колеса от следа переднего). А дальше
происходит вот что. Если ты успеешь отпустить задний тормоз до того
момента, как занос достигнет более-менее значительной величины - 10
градусов или более, ты почувствуешь ощутимый толчок - именно в тот момент,
когда заднее колесо вновь обретет сцепление с дорожным покрытием и пойдет
по траектории переднего. При небольшом угле заноса это не приводит к
особым последствиям. Но при превышении указанного значения, то есть при
дальнейшем развитии заноса, разблокирование заднего колеса приводит к
толчку, вызванному крутильным моментом, намного более мощному, способному
не только выбросить мотоциклиста из седла, но и перевернуть мотоцикл через
переднее колесо. Это явление и называется highside.
