Источник:
http://spbfp.atlant.ru/drive/brakes.htm
-----------------------------------------------------------
ВВЕДЕНИЕ
Тормози - ТОРМОЗИ-И!! - ТОР… БАМ!… ТРАХ-ТАРАРАХ!!!…ОЙ!!!!!……
Нормальная ситуация. Обычно все через это проходят и, в конце концов, на собственных шишках более-менее осваивают это непростую науку торможения. Но, как говорится, на своих ошибках пусть учатся другие, а мы попробуем поучиться на чужих. Подготовимся хотя бы морально и теоретически (к сожалению, без шишек и ссадин всё равно не обойтись), но в этом случае количество, а главное, размер шишек может существенно уменьшиться. В этой статье я не претендую на то, что вы получите ответы на абсолютно все вопросы, которые может поставить перед Вами дорога. Но надеюсь, что достаточно полный обзор вариантов торможения будет вам полезен.
Написал я это и задумался … Торможение, что это такое? Казалось бы всё понятно. Загляни в энциклопедию, например Кирилла и Мефодия, и получи ответ: "тормозить - Замедлять движение при помощи тормоза". Но ведь вся штука заключается в том, что обычно всех не очень интересует, чем замедлять (хотя и об этом надо бы упомянуть), а интересует, как замедлять это самое движение в той конкретной ситуации, в которую нас поставила дорога. Конечно, можно попытаться "надавать" советов на все случаи жизни, но всё равно рано или поздно вы окажетесь в ситуации, когда советов не хватит, а самое главное - торможение должно быть доведено до автоматизма, и думать в экстренных случаях просто некогда. Спасает лишь то, что в торможении есть несколько правил, применение которых, в большинстве случаев, помогает принять правильное решение. Ну а теперь поговорим об основах устойчивости велосипеда. Если кто-то не понял, почему именно о ней, то спешу напомнить, что именно потеря устойчивости приводит к падениям при неправильном торможении.
ОСНОВЫ УСТОЙЧИВОСТИ
Велосипедист подобен циркачу и управляет своим велосипедом, используя законы физики (хотя и не всегда об этом догадывается). Легко понять, что вращающиеся колёса наделяют наше средство приятным преимуществом сохранять устойчивость, а с ним и направление прямолинейного движения, хотя при нормальных режимах движения и меньше, чем хотелось. А вот о том, что в продольном направлении, велосипед со своим седоком подобен рычагу с передней опорой, мало кто догадывается.
Ну, начнём с самого простого, но, к сожалению часто игнорируемого (особенно при торможении) свойства - гироскопического эффекта вращающихся колёс (наиболее наглядно действие гироскопического эффекта проявляется в детской игрушке юла). На малой скорости эффект почти не заметен, а в полной мере проявляется при больших скоростях. Проверить его действие можно, проехав несколько метров на минимальной скорости. Вы сразу почувствуете, что велосипед становится неустойчивым. Надеюсь, ушибиться вы не ушиблись, но запомнили, и это вам пригодится для понятия некоторых из советов в этой статье - вращение колёс повышает устойчивость велосипеда и чем больше скорость вращения, тем больше устойчивость (точнее повышается курсовая устойчивость).
Теперь рассмотрим действие сил на велосипедиста в случае равномерного движения и торможения.
Рис. 1. Действие сил на велосипедиста в случае равномерного движения и торможения
В принципе эту картинку, для большей наглядности, можно заменить на более простой аналог.
Рис. 2. Схема действия сил на велосипедиста в случае равномерного движения и торможения
Даже не влезая в теоретические дебри, можно вполне сделать правильные выводы о поведении велосипеда в процессе торможения.
На рис.1, показаны силы веса системы велосипед-велосипедист и распределение давления колёс велосипеда на землю (асфальт, песок, грунтовка - без разницы). Эти силы выделены чёрным цветом. Велосипед с велосипедистом на рис. 2 заменён виртуальным центром тяжести и системой рычагов с точкой опоры в месте касания переднего колеса. При торможении основная действующая сила - сила инерции. Её место приложения центр тяжести. На рисунке она, как и все силы при торможении нарисованы синим.
Теперь, посмотрим, что изменилось в картинке при торможении? Изменилось многое. Появление новой силы направленной вперёд по ходу движения, перераспределило силы давления колёс на грунт. И теперь получилась ситуация, как будто центр тяжести переместился вперёд. Обычно заднее колесо несколько более загружено во время равномерного движения (седло сдвинуто ближе к заднему колесу). При торможении получается, как будто виртуальный центр тяжести переместился вперёд, и в некоторых случаях может выйти вперёд за точку опоры переднего колеса (т.к. направление результирующей сил веса и силы инерции направлено не вниз, а вниз-вперёд). Конечно, картина реальных сил несколько упрощена, но всё равно перемещение виртуального центра тяжести за точку опоры переднего колеса приведёт не к упрощённому, а к самому натуральному перевороту через переднее колесо.
О более очевидном факте, что чем выше находится центр тяжести (для нас это увеличение расстояния F - E), тем легче можно перевернуться через точку вращения (для велосипеда это точка опоры переднего колеса о землю), я упоминать не буду.
Исходя из этого, можно сделать вывод, что чем ниже и дальше назад при торможении мы перенесём центр тяжести (единственная возможность это осуществить - подвинуть, так сказать, "самую тяжёлую часть тела") за седло, тем сильнее можно тормозить без угрозы переворота.
В самом деле, переворот через переднее колесо - переворот "неправильный" и в 95% случаев (на гладкой дороге) при торможении велосипедист оказывается в положении "нижнего" относительно велосипеда не из-за переворота через руль, а при боковом падении. Более того, устойчивость теряется ещё до того момента, когда велосипед начинает задирать своё седло. Объяснение этого факта будет приведено в следующей главе.
А пока я надеюсь, что у Вас отложилась информация о влияния положения центра тяжести системы велосипед-велосипедист на устойчивость к переворотам через руль, и понятие о перераспределении силы давления на землю передним и задним колёсами при торможении. Надеюсь, что Вы поняли, что правильная посадка в процессе торможения одна из составляющих позволяющих не перейти торможению в падение.
А ЧЁ... ТАМ ТОРМОЗИТ?
Казалось бы, зачем так много рассуждений о силах и давлении? Напомню, что сила трения (а значит и сила торможения) описывается простой формулой.
Сила трения = сила давления * на коэффициент трения
В этой формуле коэффициент трения - характеризует величину сцепления колёс с дорогой, либо тормозных колодок с ободом или тормозным диском.
Конечно, так просто всё описывается для случая торможения на твёрдом грунте, и торможения тормозных колодок об обода. Но рассмотрение рис. 1 и рис 2 показывает, что при торможении силы давления колёс на грунт перераспределяются и уже на переднее колесо приходится большая её часть.
Теперь представьте ситуацию. На тормоза обычно можно надавить со всей дури, и ничего не помешает вам в этом. Колёса (особенно в сухую погоду) будут тормозиться, более того они могут перестать крутиться.
Рис. 3. Схема действия сил на вращающееся колесо
Если посмотреть на вращающееся колесо, то можно увидеть в точке контакта колеса с грунтом 3 силы:
1. Силу давления (величина переменная и зависит от интенсивности процесса торможения и изменения посадки)
2. Силу, вызывающую проскальзывание колеса (пытается сорвать колесо на юз)
3. Силу трения (точнее силу сцепления колеса с грунтом), которую я для удобства дальнейшего рассказа, показал максимальной для определённой силы давления на грунт.
Здесь сразу надо отметить, что силу трения, вызванную давлением на тормозные колодки, можно считать равной силе направленной на проскальзывание колеса. С силой сцепления не так всё просто. Формально она тоже приблизительно равна силе направленной на проскальзывание колеса, но имеет противоположное направление. Фактически для каждой силы давления и каждого типа покрытия эта сила имеет верхний предел. В нашем случае максимальная сила сцепления больше силы вызывающей проскальзывание колеса и поэтому торможение будет производиться самым эффективным способом без блокировки колёс, а значит и заноса. Сила сцепления колёс не всегда равна силе трения о дорожное покрытие. Шины имеют протектор и на грунтовом покрытии именно рисунок, а точнее форма и высота выступов и определяет силу сцепления.
Надо заметить, что и сила сцепления с дорогой величина переменная и зависит от тормозного усилия, материала покрышки, дороги и рисунка протектора шины.
Ну а теперь, возможно, вы увидите несколько неожиданные результаты.
На рис. 4 приведён график зависимости силы сцепления с грунтом от тормозного усилия для разного типа дорог. За 100% принята максимальная сила торможения, при котором на сухом асфальте наблюдается проскальзывание колеса. Соответственно и сила сцепления тоже измеряется в % от силы торможения при проскальзовании колеса на сухом асфальте.
Рис. 4. Зависимость силы сцепления с грунтом от тормозного усилия для разного типа дорог.
Рассмотрим рисунок 4. Три графика показывают изменение силы сцепления колёс в зависимости от величины тормозного усилия. В начальный период всё идёт хорошо вне зависимости от типа покрытия. Тормозное усилие колодок вызывает увеличение силы сцепления. Колесо продолжает вращаться, велосипед тормозится. Но вот тормозное усилие превысило 60% и на влажном асфальте колесо проскользнуло. Тут то и появляется некоторые неожиданности в процессе торможения. Сила сцепления при проскальзывании УМЕНЬШАЕТСЯ. Не очень чтобы много, но тех 5-15% вполне хватает, чтобы колесо перестало вращаться. Чтобы оно начало крутится вновь, надо уменьшить тормозное усилие не менее, чем на эту величину, но в тормозах люфт, а при наступлении неожиданного события время правильной реакции на него даже в ГАИ считают равным секунде. Время идёт, а заблокированное колесо скользит в любом направлении при появлении любого минимального воздействия. Вот почему обычно при резком торможении после блокировки колеса велосипедист не летит через руль, а укладывается на бок. Механизм этого явления и так же объяснение поведения велосипеда при блокировке только переднего или заднего колеса будет рассмотрен в следующей главе.
Надеюсь, Вы поняли, что блокировка колеса приведёт к достаточно продолжительному времени скольжения колеса относительно грунта. В этот момент колесо может легко отойти от своей траектории движения, что чревато потерей равновесия. Переход колеса на скольжение юзом происходит тогда, когда сила торможения обода колеса (о тормозную колодку) превзойдёт максимально возможную для данных условий силу сцепления колеса с дорогой. Для самых любопытных, замечу, что уменьшение силы сцепления при юзе на больших скоростях больше и может достигать 15%.
ПЕРЕДНИЙ ИЛИ ЗАДНИЙ?
Вот, наконец, основные положения теоретической части рассмотрены, и теперь переходим к рассмотрению более близких велосипедисту вопросов, а именно различию в поведении велосипеда при торможении передним или задним тормозом. Исходя из этого, я попытаюсь пояснить принцип использования тормозов для случая прямолинейного горизонтального движения. Рассмотрение торможения на спусках и в повороте будет проведенов других главах.
Велосипед имеет два тормоза - передний и задний, несмотря на конструктивную схожесть которых, каждый из них требует в случае экстренного торможения или торможения в сложной ситуации обязательного учёта своих особенностей.
При торможении с низкой интенсивностью оба тормоза практически равнозначны, но использовать лучше или оба или передний. Основным аргументом за такое решение будет, как не странно, необходимость экономить тормозные колодки (задние колодки значительно чаще используются для интенсивного или экстренного торможения и обычно существенно быстрее снашиваются). Остальные аргументы не столь существенны и в принципе, если тормозить только задним тормозом, ни чего опасного не произойдёт.
При интенсивном торможении всегда рекомендуется тормозить двумя тормозами, но основную нагрузку на себя принимает передний тормоз (к сожалению, использование которого требует опыта и большого внимания). Чтобы это утверждение стало понятно, мы рассмотрим последствия блокировки переднего и заднего тормозов.
Рассмотрим в первую очередь
блокировку заднего колеса.
При блокировке колеса скольжение в любую сторону производится с одинаковым усилием (кроме случая "зацепистой" резины в паре с грунтовым покрытием, ведь практически всегда производители покрышек стараются увеличить устойчивость к боковому проскальзыванию). Рассматривать надо момент времени после прекращения действия силы, сместившей колесо в сторону. Не трудно увидеть, что заднее колесо стремиться вернуться на первоначальное направление движения, во всяком случае, сила воздействия грунта на колесо не даст отклониться заднему колесу на большой угол. При этом основную роль в обеспечении прямолинейности движения играет развёрнутое по направлению движения не заблокированное переднее колесо.
Рис. 5. Блокировка заднего колеса.
Вывод: Занос, вызванный блокировкой заднего колеса, не приведёт в большинстве случаев к падению при сохранении направления движения переднего колеса. Добавить в "большинстве случаев" приходится для ситуаций на очень скользкой дороге, когда заднее колесо отклонилось на большой угол, а сила воздействия грунта на колесо мала. В этом случае сила инерции велосипедиста развернёт велосипед ещё больше и вероятнее всего падение всё же последует.
Ещё прошу обратить внимание, что угол заноса заднего колеса при его блокировке не бывает очень большим, т.к. сила торможения, а также сила воздействия грунта на колесо препятствуют его дальнейшему отклонению.
Теперь рассмотрим занос при
блокировке переднего колеса.
Рис. 6. Блокировка переднего колеса.
В этом случае картина несколько иная. Главное отличие в том, что после любого бокового воздействия велосипед пытается ещё дальше отклониться от первоначального направления движения. В этом случае от падения может спасти только экстренное разблокирование переднего колеса и разворот его по направлению движения (даже чуть больше). На самом деле, очень большая вероятность, что Вам уже всё равно, и Вы заняты подсчетом потерь, лёжа на дороге.
Отсюда правило - блокировка переднего колеса самый быстрый путь к падению, и ни в каких случаях (особенно на скорости при экстренном торможении) её допускать нельзя. Первой реакцией на блокировку переднего колеса должно быть отпускание тормоза (возможно не до конца).
Блокировка обоих колёс.
В этом случае рассуждать об устойчивости Вашего велосипеда можно только лёжа на боку. Единственное исключение - скорости до 5 км/час (т.к. в этом случае Вы успеете опереться на выставленную ногу).
Ну, теперь, когда мы разобрались, что будет при блокировке переднего или заднего колеса, рассмотрим не менее важный вопрос - чем отличается поведение велосипеда при использовании переднего или заднего тормозов.
В принципе основные отличия в поведении велосипеда при торможении передним и задним тормозом можно понять, рассматривая рис.2. Сразу понятно, что торможение передним тормозом, несмотря на больший диапазон торможения, всё же не может рекомендоваться для всех случаев. В главе 2. рассказывалось, что при превышении силы торможения обода колеса, максимальной силы сцепления с трассой, происходит блокировка колеса и падение. Задний тормоз, в отличие от переднего, лишён целого ряда недостатков.
Чуть раньше я показал, что блокировка заднего колеса значительно реже приводит к падению и это главное достоинство. Но, вспомнив, что при блокировании колеса сила трения с грунтом, а значит, тормозное усилие уменьшается, можно попытаться это использовать. Точнее надо всегда помнить, что заднее колесо стремится после блокировки начать крутиться вновь (во всяком случае если Вы не продолжаете давить со всёвозрастающим усилием). Ведь уменьшение силы торможения приводит к увеличению давления на заднее колесо (как было показано в самом начале), а значит и увеличению силы сцепления с грунтом. Да и при торможении на любом грунте переворот через руль Вам не грозит. Если по какой то причине у Вас приподнялось бы заднее колесо, тормозящее усилие сразу бы исчезло, ведь в случае отсутствия торможения сила инерции (которая пытается перевернуть через руль) исчезнет тоже.
На этих свойствах торможения задним колесом базируется приём прерывистого торможения, который будет описан в главе посвящённой торможению в экстремальных ситуациях.
Надеюсь, Вы запомнили, что блокировка переднего колеса это самый прямой путь к падению, а блокировку заднего не стоит бояться, а стоит научиться её использовать.
ТОРМОЖЕНИЕ НА СПУСКЕ И В ПОВОРОТЕ
Перейдём теперь и к таким важным разделам, как торможение на спусках и в повороте. Оба эти действия имеют свои особенности и заслуживают отдельного рассмотрения.
Торможение на спуске
Рассматривать будем не шоссейные спуски, торможение на которых особых трудностей не представляет, а грунтовые, с большими углами наклона. Проблема торможения на спуске распадается на несколько взаимосвязанных частей:
1. Проблема выбора оптимальной скорости при входе на наклонный участок.
2. Задача правильного торможения на наклонном участке.
3. Выход с наклонного участка на горизонтальный.
Выбор оптимальной скорости при входе на наклонный участок
Если начало спуска пологое и спуск просматривается, то обычно проблем нет и даже не рассчитав скорость, можно погасить её на начальном участке. Но есть некоторое "НО". Оценивать надо не только угол наклона, но и характер грунта. Оценить его для незнакомой трассы не всегда можно правильно. Учитывать нужно и то, что на лесной дороге часто спуски песчаные и почти всегда на пути попадаются корни или камни. Универсальный совет таков: Перед началом спуска снизьте скорость до "чуть меньше той, на которой вы собираетесь проезжать спуск". При необходимости Вы всегда сможете ускориться.
Торможение на наклонном участке - выбор скорости спуска.
Для начала рассмотрим рис. 7.
Рис. 7. Торможение на спуске.
Наклонные участки, к сожалению, имеют такую особенность, что скорость велосипеда увеличивается, и вы либо теряете контроль над велосипедом и укладываетесь на какой то кочке, либо уже не сможете ни повернуть, ни вписаться в трассу. Поэтому практически всегда на спуске приходится тормозить. Итак, вы разогнались на спуске, но без торможения длинный крутой спуск не проехать, и теперь наступил момент торможения (или хотя бы притормаживания). В этот момент очень важна посадка гонщика. При классической посадке (гонщик нарисован сплошной линией на рис. 7), сразу заметно как перераспределились силы давления на колёса. Основная нагрузка приходится на переднее колесо, да и вертикальная линия, проведённая из центра тяжести, оказалась в опасной близости от точки касания с грунтом переднего колеса. Поэтому чуть больше тормозное усилие и начинается, перефразируя морскую терминологию, поворот "оверРУЛЬ". Как раз велосипедист нарисованный сплошной линией этим и занимается. Хотя если он тормозил в основном задним колесом, то у него есть шанс избежать переворота. Почему? Чтобы ответить на этот вопрос надо вспомнить, что задний тормоз имеет такую особенность, как уменьшение тормозного усилия при уменьшении давления на него в процессе торможения. И если тормозить задним тормозом, то переворот велосипедисту не грозит. Но вот вопрос, а сможет ли он затормозить с нужным усилием, или он просто чуть дольше будет разгоняться до скорости, на которой потеряет контроль над велосипедом? Поэтому надо всегда помнить, что на спуске всё же основной тормоз - передний.
Диапазон усилий торможения без проскальзывания у переднего тормоза на спуске увеличивается. Но диапазон, диапазоном, но как через руль при этом не кувырнуться? Для этого и был нарисован пунктиром второй велосипедист, переместивший свой центр тяжести, как можно дальше назад и ниже. И если взглянуть на него то сразу становиться ясно, что свои проблемы с торможением на спуске он решил.
Надеюсь, что вы крепко запомнили, что на техничных спусках необходимо смещать центр тяжести назад и вниз, пользоваться передним и задним тормозом одновременно, уменьшив необходимое для торможения усилие на передний тормоз за счёт применения заднего. И ещё замечание - если вы почувствовали, что заднее колесо начинает отрываться, сбрасывайте усилие с переднего тормоза (в идеале хорошо бы не до конца). Задний тормоз может продолжать тормозить.
Выход с наклонного участка на горизонтальный.
Вот, наконец, и долгожданный конец спуска. Вы уже справились со всеми трудностями на наклонном участке. Ещё метр и прямая, НО… В этот момент нельзя забывать о том, что если переход с наклонного участка на горизонтальный не плавный, то велосипед воспримет его, как новое препятствие и если вы в этот момент продолжали интенсивно тормозить передним колесом, то можно и перевернуться. Да и если горизонтальный участок мягкий и тем более песчаный, то резкое увеличение нагрузки на переднее колесо само по себе может привести к падению. Поэтому, чтобы закончить техничный спуск успешно, необходимо выполнить всего пару действий.
1-е и самое главное, оставаться в этот момент со смещённым назад центром тяжести.
2-е отпустить передний тормоз перед самым входом на горизонтальный участок (ведь на горизонтальном участке скорость возрастать не будет, а прекращение торможения передним колесом несколько его разгрузит, что и не даст зарыться в случае мягкого грунта).
3-е попытаться ещё дополнительно разгрузить переднее колесо "выдернув" его несколько на себя - вверх.
В большинстве случаев выполнения даже первых двух условий бывает достаточно для благополучного завершения спуска.
Торможение в повороте
Поворот достаточно сложный манёвр, и детальный разбор его не входит в задачи этой статьи. Но, рассматривая поворот нужно помнить, что ведущее колесо в повороте переднее и, что в процессе поворота всё равно давление па переднее колесо возрастает (хотя и в не такой мере, как при резком торможении). Величина этого увеличения зависит от техники прохождения поворота (от минимума при повороте только за счёт переноса центра тяжести в нужную сторону, до максимума при "силовом" повороте, когда весь поворот делается за счёт большого угла поворота руля).
Сложность поворота - обычно в борьбе с центробежной силой, которая приложена к центру тяжести, и пытается вас вынести за пределы направления движения. Обычно с этим легко справляются небольшим наклоном в сторону поворота. При торможении в повороте ситуация ухудшается из-за появляющейся при торможении силы инерции. Подробно её возникновение рассматривалось ранее. Но при торможении, направление силы инерции не совпадает с направлением ни силы центробежной, ни с направлением движения. Ещё надо помнить, что поворот более легко выполняется при распределении сил близком к равенству нагрузок на переднее и заднее колесо (попробуйте выполнить поворот на скорости с тяжёлым рюкзаком на руле и Вам всё станет понятно). Нельзя забывать, что в повороте необходимо сцепление обоих колёс и если на заднее колесо приходится слишком малое давление, (что не редкость если поворот с торможением происходит на спуске), то возможен занос заднего колеса. Упасть вы может, и не упадёте, но поворачивать будете совершенно по другой траектории, чем хотелось. Я надеюсь, что она всё-таки не будет за пределами трассы. Про занос переднего колеса в повороте я не говорю, чего говорить о лежащем велосипедисте?
Теперь всё таки перейдём к конкретным рекомендациям, как надо тормозить в повороте:
Перед началом поворота снизьте скорость, используя оба тормоза.
Примите меры для загрузки обоих колёс (если поворачиваете на спуске не забудьте сместить свой центр тяжести назад).
Если поворот крутой, или надо повернуть на техничном спуске, или поворот производится на мягком грунте, то при входе в поворот отпустите передний тормоз (задний тормоз продолжает тормозить).
Если всё же приходится подтормаживать передним, то применяйте минимальное усилие. Ни в коем случае не допускайте блокировки переднего колеса.
Надеюсь, вы запомнили, что на техничном спуске и в повороте главное - правильная работа передним тормозом. Что на техничном спуске просто безопаснее ехать, переместившись назад за седло, а тормозить, в сложном повороте, лучше только задним тормозом.
ТОРМОЖЕНИЕ В ЭКСТРЕМАЛЬНЫХ СИТУАЦИЯХ
Сразу запомните - универсальных советов в экстремальных ситуациях быть не может из-за их многообразия, но автоматическая реакция на определённые виды ситуаций должна быть у Вас выработана непременно!
Экстренное торможение на дороге с малым сцеплением или торможение с минимально возможным тормозным путём
Обе ситуации характеризуются одной общей особенностью - необходимо тормозить с максимальным усилием для данного типа покрытия или грунта, но не допускать блокировки колёс. Конечно, теоретически самое эффективное торможение будет при торможении обоими тормозами с усилием находящемся на грани блокировки. Сделать это достаточно сложно из-за возможности ошибки в оценке коэффициента сцепления грунта, и по этому всё равно приходится тормозить с запасом. Поэтому для таких случаев существует такой способ как - прерывистое торможение.
Прерывистое торможение.
Способ очень широко используется в автоспорте, но, к сожалению, без некоторой модификации его в велосипеде применить нельзя. Способ основывается на здравом замечании, что не всякая блокировка колеса ведёт к падению. Выше уже было рассмотрено, почему блокировка заднего колеса чаще всего не ведёт к падению. Более того, в этом способе риск заноса ещё более уменьшается за счёт кратковременности блокирования колеса. Суть способа заключается в кратковременной блокировке ЗАДНЕГО колеса. В этом режиме выполняется кратковременная блокировка 2-3 раза в секунду с немедленным отпусканием тормоза при остановке колеса. Отпускание тормоза производится не до конца, а всего настолько, чтобы колесо начало вращаться.
На рис. 8 именно это вы и видите. Прошу обратить внимание, что предельная сила вызывающая блокирование колеса (а она зависит от коэффициента сцепления трасы) в данном случае меняется от 120% до 90%, но усилие на заднем тормозе тоже отслеживает её изменение. При таком режиме можно выполнять даже плавное изменение направления движения велосипеда, что для заблокированного колеса в принципе невозможно.
Рис. 8. Усилия при прерывистом торможении
в условиях экстренного торможения
Сложность может представлять только первое проскальзывание колеса (выполняемое с заведомо большим усилием для нахождения того предела, когда грунт перестаёт "держать"), а затем достаточно просто производить периодическое усилие в небольшом диапазоне. За 100% усилия блокирующего колеса принято усилие, блокирующее колесо в момент начала торможения
Теперь надо сказать и об ограничениях данного способа. Самое главное, что прерывисто тормозить можно только ЗАДНИМ тормозом. Если вы попробуете так тормозить передним тормозом, то рывки неизбежные при прерывистом торможении позаботятся о том, чтобы переднее колесо ушло с траектории движения. Ну а чем это грозит, я вам повторять не буду.
Во всяком случае, прерывистое торможение в любом случае безопаснее случайной блокировки. При случайной блокировке колеса действует фактор неожиданности появления события, а при прерывистом торможении блокировка ожидаема и практически сразу уменьшаемое усилие на тормозной ручке прекращает блокировку, не дав развиться заносу.
Конечно, шансов всё же оказаться на земле при неверном использовании прерывистого торможения вполне достаточно, но если не использовать этот режим на очень скользкой трассе и не блокировать долго колесо, этот способ вполне безопасный и эффективный. Ещё более эффективен он будет, когда Вы переместите центр тяжести назад, увеличив сцепление заднего колеса, а значит, увеличите часть тормозного усилия приходящегося на задний тормоз.
Действия при заносе.
Вот я уже какую страницу пишу и почти на каждой не один раз повторяю: "занос, занос …занос". Тут и то, что занос переднего колеса опасен и механизм его возникновения, и то, что если допустить занос переднего колеса на повороте, то вы упадёте. Но вот незадача, периодически занос всё равно возникает. Поэтому попробуем разобраться, какие действия надо предпринять, чтобы остаться в седле.
С самого начала определимся, что такое занос. Занос - это поперечное перемещение одного или обоих колёс велосипеда относительно грунта не совпадающее с направлением движения. Суть этого явления такая. Ваш центр тяжести (и Вы соответственно) движетесь вперёд, а Ваше колесо (или оба колеса) начинают скользить, куда то в бок относительно первоначального движения.
Это я уточнил не зря. Не стоит путать занос с проскальзыванием колеса, а тем более с блокировкой. При проскальзывании колеса нет поперечного перемещения, и падение Вам не угрожает. Например, при прерывистом торможении блокировка и проскальзывание заднего колеса наблюдается в среднем 2 раза в секунду, но кратковременность этих состояний не позволяет развиться заносу. В случае же заноса, если не предпринять некоторых действий, в седле не удержаться. Вообще то занос может быть и не вызван торможением, а вызываться просто малым сцеплением с грунтом, или боковым усилием приложенным к колесу. Но действия при заносе всё равно схожи во всех ситуациях.
Рис. 9. Направления сил при заносе.
Последовательность действий при заносе заднего колеса достаточно простая и сводится к следующему:
1. Отпустить тормоз заблокированного колеса (если занос был во время торможения). Нелишне добавить, что если занесло заднее колесо, всё равно надо ослабить тормозное усилие на переднее колесо. Это определяется тем, что при выходе из заноса обычно требуется выполнить поворот руля, а это безопаснее сделать, когда переднее колесо не тормозит.
2. Повернуть руль на угол несколько меньший угла заноса в ту же сторону, что и занос.
3. Повернуть руль обратно для выдерживания первоначального направления движения. В сложных случаях, особенно если по каким-то причинам заблокированное колесо не разблокировалось, требуется ещё и небольшой поворот руля в другую сторону, т.к. продолжить движение точно по ранее выбранному маршруту бывает затруднительно.
Я сознательно не стал описывать занос переднего колеса, так как в этом случае определяющим является не поворот руля, а время, через которое колесо было разблокировано. Дальнейшие действия те же. Если занос переднего колеса не был вызван его блокировкой, то основным является правильный (на нужный угол и быстрый) поворот руля.
Главное при заносе вызванным торможением не паниковать, отпускать тормоз заблокированного колеса и не забывать работать рулём.
Торможение падением
Есть ещё один, ну очень экстремальный способ торможения - торможение падением. Я сразу не собирался о нём писать, но, поразмыслив, пришёл к выводу, что всё же падение не столь редкая ситуация и лишними знания о нём не будут.
Падение бывает 2-х типов:
1. По желанию велосипедиста в ситуациях, когда это единственный способ избежать ещё более тяжких последствий (достаточно редкая ситуация).
2. Без всякого желания велосипедиста (к сожалению, достаточно частая ситуация).
Первое о чём надо помнить при падении - сражаться за право остаться в седле надо до конца. Любое падение, или даже соскок с велосипеда на скорости более 10 км/час несёт достаточно большую долю риска получить травму.
Второе - в зависимости от того на шоссе Вы или на грунтовой трассе вести себя надо при падении по-разному.
Падения различаются на падения вместе с велосипедом и падения без велосипеда. Хотя считается, что падение без велосипеда более безопасно, из-за меньшей возможности получить травму об велосипед, например звёздами системы, но падение с велосипедом часто предохраняет от ещё более тяжёлых травм от дорожного покрытия (классический пример падение на гравий).
К сожалению, в большей части вид падения определяет не велосипедист, а его ошибки. Но всё же некоторые рекомендации есть.
Общие рекомендации такие:
1. Всегда безопаснее падать набок, а не через руль.
2. Наличие шлема при падении во много раз снижает вероятность получения серьёзной травмы (чуть ли не 80% смертельных случаев у велосипедистов происходит из-за травмы головы).
3. Если Вы уже в полете, то первое, что вы должны сделать это собрать вместе руки, ноги, голову (по возможности). Выставленная рука или предплечье - самый короткий путь в гипс, как минимум со сломанной ключицей.
Теперь некоторые рекомендации для конкретных ситуаций.
Шоссе
Если Вы не воткнулись в поребрик, или в неподвижное препятствие, а укладываетесь вбок на скорости более 15 км/час, лучше не отстёгиваетесь от контактных педалей, и не снимайте рук с руля. В этом случае велосипедист скользит с велосипедом по покрытию, используя как точки опоры две боковые поверхности покрышек, педаль и руль. Если в этот момент он не выставит дополнительной точки опоры в виде, например, локтя, предплечья, ноги, то вообще может отделаться только лёгким испугом. На всякий случай напоминаю - шлем всё равно поможет т.к. почему-то голова сама собой обычно, (несмотря на Ваше желание) умудряется "достать" до асфальта.
Несколько обрадую любителей быстрой езды. Если Вы всё же вылетели с велосипеда, то на шоссе при падении на большой скорости переломов меньше, т.к. сталкиваетесь вы с дорогой по касательной, и вас обычно начинает "катить" по шоссе. Правда, ссадин и синяков обычно много.
Грунт
К сожалению падения, на нём чаще происходят через руль. Перечитайте пункт 2 общих рекомендаций. И помните - Лучше при падении отделаться Crash-тестом (тестом на разрушение) шлема, чем головы.
На грунте, к сожалению, из-за множества условий падения давать рекомендации затруднительно, но надо помнить о пункте №3 общих рекомендаций. Хотя на все случаи жизни есть всё же универсальный совет - Не уверен, что проедешь - уменьши скорость. Именно уменьши скорость и сделай это заранее, а не спрыгивай с велосипеда, т.к. спрыгнуть с велосипеда на приличной скорости, это почти то же, что и упасть. На умеренной скорости этот номер проходит, но только если Вы спрыгиваете назад.
Чем тормозить-то?
В этой главе я постараюсь кратко рассмотреть вопросы торможения связанные с использованием различных видов тормозов и покрышек. Я не собираюсь рассказывать о технических тонкостях различных тормозных систем, и тем более сравнивать продукцию разных производителей. Я остановлюсь только на влиянии составных частей тормозной системы велосипеда на процесс торможения.
Тормоза держат!
При торможении не всегда тормозной путь определяется усилием, приложенным к тормозной ручке. В торможении участвуют тормозные ручки - к ним велосипедист прикладывает усилие. Тормозные тросы - они передают усилие на тормоза. В тормозах торможение зависит от их типа, а так же материала тормозных колодок. Усилие через тормозные колодки передаётся на обода или тормозной диск. Покрышки на ободах взаимодействуют с грунтом, и реальное замедление велосипеда определяется именно силой сцепления с грунтом направленной против силы инерции системы велосипед-велосипедист. Фух!!! … Ну, кажется, все основные (но только основные) составные части велосипеда участвующие в торможении перечислил!
Пишу я не для того, что бы подробно рассказывать о влиянии на процесс торможения каждой составной части, а для Вашего осознания, что процесс торможения в большой мере зависит не только от навыков велосипедиста, а и от состояния (или правильного выбора) составных частей большого числа деталей влияющих на процесс торможения.
Конечно, если подробно описывать требования и характер влияния на процесс торможения каждой составной части, то этот скромный материал разрастется до размеров тома Большой Советской Энциклопедии, что делать не хочется. Я постараюсь вкратце рассказать о наиболее существенных моментах и развеять некоторые из заблуждений применения так сказать "аппаратных средств" при торможении.
Тормозные ручки, тросы.
В принципе требование к тормозным ручкам отсутствуют. Каждый может выбирать то, что ему по душе. Единственное замечание - тормозные ручки под V-BRAKE и кантеливерные (клещевые) тормоза различны и тормозные ручки должны быть предназначены на выбранный тип тормозов (на SRAM 9.0 для применения с различными типами тормозов служат специальные вставки).
С тросами несколько сложнее. Если у вас используется именно тросики (ту же функцию может выполнять гидравлическая система), то смазка рубашек и удаление из неё грязи может существенно улучшить работу тормозов. В принципе выпускаются тормозные троса в оболочке из тефлона, проблем, с которыми меньше.
Конечно, лучше всех ведут себя гидравлические системы, у них и засоряться нечему и усилие передаётся без потерь. 50% тех преимуществ, что приносит применение гидравлических дисковых тормозов, это именно вклад гидравлики. Кто ездил на дисковых тормозах с передачей усилия посредством тормозных тросов, с этим согласятся.
Тормоза и колодки.
Существуют 3 основных типа тормозов, 2 механических (V-BRAKE и кантеливерные) и дисковые.
Сейчас значительно больше распространены тормоза V-BRAKE, но надо понимать, что кантеливерные тормоза на самом деле им не в чём не уступают (кое-кто и на Кубках Мира ездит на кантиливерах). Главное не система тормозов, а их уровень.
Дисковые тормоза имеют ещё один дополнительный элемент - тормозной диск. Его применение позволяет увеличить мощность торможения, из-за увеличения площади контакта с тормозными колодками, увеличить отвод тепла при торможении, что сказывается на сроке службы колодок и сцеплении колодок с диском. Есть ещё одно полезное свойство у дисковых тормозов. Они не подвержены влиянию "восьмёрок" и загрязнению, а значит свободный ход тормозных колодок можно устанавливать минимальный, да и трётся прочный диск, а не облегчённый борт алюминиевого обода. Но есть и существенные минусы. Дисковые тормоза всегда тяжелее механических, обычно дисковые тормоза и дороже механических того же класса. Если Вы ездите по очень сложным трассам на большой скорости, то применение дисковых тормозов может быть оправдано.
Переходя к колодкам надо сразу же заметить, что дешёвых тормозных колодок для дисковых тормозов нет, и, несмотря на то, что колодки для дисковых тормозов живут дольше, обычно расходы на колодки для механических тормозов меньше. При выборе тормозных колодок надо учитывать условия эксплуатации и материал покрытия ободов (есть специальные колодки для торможения в очень "мокрых" условиях, а так же колодки для стальных ободов и ободов с керамическим покрытием).
Обода
Конечно, обода можно было бы описать чуть выше (что я частично и сделал, упомянув, что тормозные колодки надо выбирать учитывая материал и покрытие ободов), но я специально выделил их. Всё это было сделано с одной целью - донести до вашего сознания тот факт, что приличная "восьмёрка" на колесе - и статьи по торможению можно не читать, так как нет и самого торможения. Конечно при использовании дисковых тормозов "восьмёрки" колеса на процесс торможения практически не влияют (кроме случаев, когда "восьмёрка" или "яйцо" на колесе нарушает сцепление с грунтом, или колесо начинает тереться о другие детали велосипеда).
Есть ещё одна особенность ободов, которую нужно учитывать. Обода бывают различной ширины, а на узкие лёгкие обода нельзя устанавливать широкие покрышки (они просто могут не удержаться на них при резком торможении, да и камера пробивается рёбрами обода значительно чаще). Конечно, можно накачать колесо посильнее и покрышка никуда не денется, но тогда теряется смысл применения широких покрышек. В этом случае сопротивление качению всё равно больше, чем у более узких покрышек, а той мягкости при преодолении неровностей нет. Поэтому, например на Mavic 517 нельзя устанавливать покрышки диаметром 2,5". Правда это касается покрышек только более 2,1", обычно по 2,1" включительно покрышки на всех горных велосипедах можно устанавливать. Но если у Вас гибрид (велосипед с колёсами в 700-мм), то перед установкой колеса более 2" надо узнать о возможности их установки на сайта изготовителя ободов.
НУ ОЧЕНЬ СКОЛЬЗКО... (РЕЗИНА НА КАЖДЫЙ ДЕНЬ)
Теперь поговорим о ещё одной важной составляющей торможения, такой как правильный выбор покрышек, а так же связанный с этим вопрос, "а что такое скользкая трасса?".
Влияние правильно, или неверно выбранных покрышек соизмеримо с влиянием применения полностью сношенных или новых тормозных колодок. И в том и в другом случае влияние неверного выбора может полностью испортить Вам настроение после экстренного торможения. И хорошо если только настроение...
Покрышки взаимодействуют с трассой, по которой движется велосипедист, и именно от их в большинстве случаев зависит, занесёт или нет Вас в сложной ситуации или на скользкой дороге.
Вначале попробуем понять смысл термина "скользкая дорога". Скользкая дорога - это дорога когда уменьшено сцепление с грунтом по сравнению с обычными условиями и повышается вероятность заноса.Вначале попробуем понять смысл термина "скользкая дорога". Скользкая дорога - это дорога когда уменьшено сцепление с грунтом по сравнению с обычными условиями и повышается вероятность заноса.
Факторы, уменьшающие сцепление с грунтом - вода и другие жидкости, а так же материал или скользкий тип покрытия. О том, что на мокрой дороге скользко конечно все знают, но не все учитывают насколько.
Поэтому начнём с советов велосипедистам на
мокром шоссе.
1. Самое скользкое шоссе бывает, не когда дождь в полном разгаре, а в самый первый момент. Объясняется это просто. Вода как бы образует смазку для плёнки из пыли и грязи на шоссе. Правда при сильном дожде эта плёнка быстро смывается.
2. Во время дождя сцепление с дорогой падает на 25-50%.
3. Во время дождя линии разметки обычно более скользкие, чем шоссе.
4. У съездов с шоссе на грунтовку надо быть особенно внимательным, мокрая грязь на дороге очень скользкая.
Выбор резины.
Выбор покрышки может основываться на многих параметрах: диаметре - (обычно с этим не кто не ошибается), цвете - (для эстетов, но ошибка здесь точно не внесёт сложностей при торможении), по типу протектора - это достойная тема для раздумий и стоит остановиться на вопросе выбора покрышки с подходящим протектором подробнее.
Что бы разобраться в вопросе, с каким протектором выбирать покрышки, надо понять основные требования к протекторам заднего и переднего колёс. Требования вообще то разные. Передняя покрышка: основное требование это держать велосипед от бокового проскальзывания переднего колеса. Протектор задней покрышки больше ориентирован на передачу усилия велосипедиста, т.е. основная задача протектора - большая сила сцепления в плоскости вращения колеса.
На разную трассу существует свой тип покрышек. Обычно выделяют три типа покрышек:
1. Слики - гладкая покрышка 1- 1,5" (хотя выпускаются слики и в 2"). Основное назначение езда по шоссейным дорогам. Обычно вообще в месте контакта с дорогой не имеют выступов. Хорошее сцепление обеспечивают с покрытием шоссе. На просёлочной дороге бесполезны.
2. Полуслики - покрышка с минимальными выступами в точке контакта с грунтом. Все зацепы, обязательно имеющиеся на покрышке, при езде по шоссе с дорогой не соприкасаются, что и обеспечивает малое сопротивление. При езде по мягкому грунту они начинают работать. Применяются в не очень сложных походах и на жёстких трассах.
3. Покрышки с "зацепистым" протектором. Применение их оправдано на снегу зимой, и на мягком грунте летом. При езде по шоссе издают громкий звук и имеют большое сопротивление качению.
Несколько обособленно стоят шипованные покрышки, предназначенные для езды по насту и скользких трассах зимой. Увеличение сцепления на леденистых трассах обеспечивается специальными металлическими шипами. Эти покрышки не предназначены для езды летом (шипы быстро снашиваются) и запрещены в соревнованиях по кросс-кантри. Кроме того, на гладком асфальте у шипованных покрышек тормозной путь больше, чем у покрышек без шипов. Специально подчёркиваю, что на льду надёжно себя чувствуют себя только гонщики на спидвейных мотоциклах. Шипованная велосипедная покрышка, конечно, держит трассу существенно лучше, чем покрышка без шипов, но всё равно на них надо ездить аккуратно, особенно на гладком льду. При использовании покрышек без шипов на леденистых трассах надо помнить, что все действия на велосипеде надо выполнять по возможности "мягко" не допуская проскальзывания колёс. Езда по льду, к сожалению, характеризуется одной особенностью - пока колесо крутится оно вроде бы "держит", но стоит только проскользнуть ему по любой причине, прекратить скольжение очень сложно. Это свойство заметно на гладком льду и не очень низких температурах. Про то, что по льду во время оттепели покрытой плёнкой воды лучше кататься на шипованной резине я распространяться не буду. Кто любит крутой экстрим пусть пробует покататься на простой резине в этих условиях, но лучше это делать в защите.
Для увеличения эффективности сцепления с грунтом надо ещё и правильно установить покрышки. Принцип здесь такой - во всех случаях (кроме гонки в гору) требуется устанавливать покрышки так, чтобы в месте контакта с грунтом рисунок более эффективно работал при торможении, т.к. требования к обеспечению высокого сцепления с грунтом при торможении по сравнению с разгоном значительно выше из-за большей интенсивности торможения и более серьёзных последствий при проскальзывании. Для передних колёс, из-за их ведущей роли при экстренном торможении, это правило исполняется всегда, а для задних колёс иногда (особенно на покрышках для мягкого грунта) нарушается, из-за желания обеспечить лучшее продвижение велосипедиста вперёд.
Несколько практических рекомендаций по выбору покрышек.
1. При любом наборе покрышек более внимательно надо подходить к выбору передних покрышек (кроме покрышек для езды по шоссе, где именно задние покрышки вносят большую часть сопротивления качанию). На грунте всегда более актуально исключение заноса переднего колеса. Рисунок протектора переднего колеса может выглядеть как, например этот нестареющий хит от Panaracer. Недаром после периода увлечения модными рисунками протектора в большинстве своём фирмы опять стали возвращаться к классическому рисунку.
2. При выборе покрышки на заднее колесо надо не забыть о том, что именно заднее колесо является основным при подъёмах. И основное требование к ней это большое сопротивление в продольной плоскости.
3. Если у Вас покрышки разные, то вперёд ставится та покрышка, у которой устойчивость от бокового проскальзывания больше. В случае наличия только одной шипованной покрышки есть смысл поставить вперёд зимой именно её.
4. Более широкую покрышку лучше ставить вперёд (особенно при отсутствии амортизационной вилки).
5. На мягком грунте качать покрышки надо до меньшего давления (увеличивается площадь сцепления с грунтом) и наоборот. В общем, выбирайте покрышки с умом (особенно переднюю).
ВСЕГДА ЛИ НАДО ТОРМОЗИТЬ?
Ну, кажется, основную информацию по торможению я изложил. Теперь осталось рассмотреть один единственный вопрос: "А всегда ли надо тормозить?". За этим скрывается не только желание поберечь Ваши тормозные колодки, а и то, что в некоторых ситуациях торможение может быть не только нерационально, но и опасно. Основные ситуации, в которых надо избежать торможения вообще, либо ограничить применение одного из тормозов подробно рассматривались выше. В этой главе я кратко перечислю эти случаи все вместе и добавлю к ним ещё несколько.
Если Вы хотите снизить скорость, то всегда рациональнее сделать это заранее, избежав экстренного торможения. Кроме того, лучше, если удастся, вообще не пользоваться тормозами, а обеспечить торможение за счёт прекращения педалирования (что, к сожалению не всегда возможно).
Не рекомендуется тормозить:
Никогда:
1. С блокировкой переднего колеса (на скорости более 5 км/час);
2. "Резко" на льду и скользком грунте;
3. На скорости во время прохождения коротких (до метра) участков мягкого грунта;
4. Руками, ногами (и головой) в случае падения.
Передним тормозом:
1. В момент перехода с крутого наклонного на горизонтальный участок;
2. В крутом повороте на скорости;
3. На мягком грунте (глубокий снег, песок).
ВМЕСТО ЗАКЛЮЧЕНИЯ
Конечно, эта скромная статья не даёт алгоритма действия при всех сложных ситуациях возникающих при торможении, но я постарался рассказать о причинах возникновения этих сложных ситуаций. Поняв, почему они возникают, значительно проще найти способ борьбы с ними. К сожалению, тормозить не научишься по книге. Только тренировка может помочь Вам в этом. Поэтому я надеюсь, что после прочтения статьи Вы сможете более рационально выполнять такое сложное техническое действие, как торможение. Если Вы уже много лет катаетесь, часто участвовали в соревнованиях, то может Вы и не нашли здесь очень уж много нового, но надеюсь, что чтение Вам тоже было не бесполезно. Всем остальным советую вне зависимости от времени года поработать над техникой торможения, обычно это лучше делать с периода октября по май т.к. терять тёплое летнее время на улучшение технических навыков не хочется, да и сама езда зимой обычно сильно улучшает технику владения велосипедом. Если Вы на велосипеде серьёзно не катаетесь, советую немедленно открыть для себя эту увлекательнейшую среду жизни, как Велосипедный Мир.