Наверняка Вы когда-либо слышали утверждение, что какой-то мотоцикл имеет низкий центр тяжести, и поэтому лучше рулится. Но при этом мало кому приходит в голову вопрос: что значит лучше рулится? Давайте для начала определим что такое «рулится» и как это может быть лучше или хуже. Управляемость для большинства из нас это способность к быстрой и предсказуемой маневренности на разных скоростях и в разных условиях. Но, владельцы тяжелых круизеров не будут слушать рассуждения владельцев городских нейкедов об управляемости. Для водителей тяжелых мотоциклов важно прикладывать, например, меньше мышечных усилий при удержании мотоцикла на светофорах или во время парковки.
Чем ниже расположена бОльшая часть веса, тем меньше он смещается от вертикали, при наклоне и, соответственно меньше страха, что мотоцикл может завалиться. Почувствовать эту кажущуюся легкость можно стоя над мотоциклом и качая его из стороны в сторону. Чем ниже центр тяжести, тем легче ворочать мотоцикл. Хорошим примером может служить Хонда Голдвинг, с его оппозитным мотором, где все 6 цилиндров находятся на одном уровне с коленвалом.
С другой стороны, никто не говорит о том, что длинные и тяжелые туреры обладают «быстрой и предсказуемой маневренностью» Предсказуемой – да, быстрой? Нет. Их управляемость подходит для тех целей, для которых они предназначены.
Большинству водителей мотоциклов в первую очередь нравится их характер. А именно – быстрый отклик на действия водителя, будь то разгон, торможение и маневр. Разница в ощущениях между городским мотоциклом и тяжелым круизером очевидна и конечно, и то и другое имеет свою привлекательность. Составляющие этой разницы ощущений следующие: колесная база у первых около 1400 мм, у вторых 1600-1700, угол наклона оси рулевой колонки (рейк) у первых около 27 градусов, у вторых доходит до 34 и трейл соответственно 10 см у городских, и вплоть до 15 у круизеров. Помимо этого, вес колес влияет на величину гироскопического момента, который в свою очередь мешает быстрому рулению. В математической модели мотоцикла существует такой параметр: коэффициент управляемости и описывается как произведение отношений переднего и заднего геометрических трейлов и отношений нагрузок переднего и заднего колес Rp= an/bn(Nf/Nr). Тут подробно об этом
Ну так а что с расположением центра тяжести? Оказывается, что он у городского мотоцикла расположен относительно высоко. Почему?
Когда мудрость блогеров-акселератов, загадивших весь интернет своими умозаключениями, не убеждает, то имеет смысл отправиться на гоночный трек. Оказывается, что идеи, которые они несут в массы не всегда находят подтверждения на практике.
В далеком 1984-м году Хонда привезла в Дайтону свой гоночный NSR500, построенный согласно концепции пониженного центра тяжести. Топливный бак располагался под двигателем, в выхлоп сверху. Позже, на Гранпри выяснилось, что мотоцикл неповоротлив.
Гонявший на нем знаменитый Фредди Спенсер жаловался, что мотоцикл никакой в скоростных перекладках. Были проведены тесты. Сам Спенсер поставил конусы, взял прошлогодний NSR500 с обычной компоновкой и новый, полностью заправил и провел серию заездов каждый раз увеличивая скорость, пока не начнет сбивать эти самые конусы. К своему удивлению Фредди выяснил, что на старом мотоцикле он проезжает слалом быстрее. Для чистоты эксперимента решили на новой Хонде слить бензин, оставив треть бака, а верхнюю часть нагрузить гирями, имитирующими полностью заправленный бак по весу. И тогда скорость прохождения слалома достигла значений прошлогоднего мотоцикла.
Вопрос – почему? Любой человек, даже если он не инженер по образованию, может легко представить, что плоскость, в которой лежит центр тяжести проходит через пятна контактов обоих колес и наклонив мотоцикл, мы точно так же наклоняем и его центр тяжести, и чем выше он находится, тем больше он перемещается в пространстве. На первый взгляд это так, но все немного иначе.
Если выбрать дождливый день, встать рядом с гоночным треком так чтобы наблюдать как поворачивают мотоциклы, едущие прямо на тебя, то можно увидеть по отпечаткам их шин, что при повороте, к примеру направо, колеса уходят немного налево благодаря контррулению и мотоцикл наклоняется не вокруг пятен контакта, а вокруг центра тяжести. То есть смещение центра тяжести NSR500 вниз не имело никакого смысла и наоборот препятствовала наклону мотоцикла. Неудивительно, что сейчас баки гоночных мотоциклов находятся наверху, а не внизу.
В последние годы практически все производители мотоциклов сконцентрировали свое внимание не на повышение или понижение центра тяжести, а на централизацию масс. То есть смещение самых тяжелых компонентов не вниз или вверх, а как можно ближе к тому месту, вокруг которого крутится мотоцикл с водителем во время поворота. Здесь можно прочитать об этом подробнее.
Есть еще один маленький момент, если интересно и вы дочитали до этого места. Мы писали об этом в одной из статей:
Продольная плоскость мотоцикла совпадает с плоскостью, в которой лежат пятна контактов его колес только когда мотоцикл не наклонен. В остальных случаях эти плоскости не совпадают и по мере наклона мотика угол между этими плоскостями увеличивается. Другими словами, за счет ширины шин фактический угол наклона мотоцикла не совпадает с геометрическим.
Приращение угла наклона ∆ϕ увеличивается по мере увеличения
· угла наклона,
· радиуса поперечного сечения шин,
· уменьшения высоты центра тяжести h.
То есть: при равных поперечных сечениях шин, описывающих один и тот же поворот с одинаковой скоростью движения, мотоцикл с низким центром тяжести должен быть наклонен больше, чем мотоцикл с более высоким центром тяжести.
С поворотами разобрались, теперь немного об изменении поведения мотоцикла при изменении положения центра тяжести при разгоне и торможении.
Для разгона и торможения пониженный центр тяжести лучше. При разгоне, как известно, вес переносится на заднее колесо, при торможении - на переднее. В данном случае, чем выше центр тяжести, тем быстрее будет перенос веса, и, соответственно, сцепление колес с асфальтом, не говоря уже о риске опрокидывания. Об этом более подробно можно прочитать тут
Сейчас в гонках использует устройство холшот (holeshot), которое сжимает подвески на старте при разгоне или для торможения на прямых участках как раз для занижения центра тяжести.
Конечно же, большинство городских мотоциклистов не используют свои ракеты на 100% как в гонках, но теперь хотя бы понятно почему современные гоночные мотоциклы стали выше, чем они были в прошлом. И что «низкий центр тяжести» для мотоцикла автоматически не означает, что это лучше.
