Те из вас, у кого хорошая память, вспомнят, что в предыдущем выпуске я обсуждал некоторые особенности нового «байка будущего» Suzuki “Rusty Falcon”. Со времени написания всплыли некоторые новые детали в отношении этого новорожденного.

Вместо полностью автоматической трансмиссии, похоже, требуется некоторое человеческое вмешательство. Прорисовки ручных органов управления показывают, что на левой ручке есть две кнопки с метками SIFT UP и SIFT DOWN (дословно: ФИЛЬТРОВАТЬ ВВЕРХ/ВНИЗ - прим. пер.). Возможно опрометчиво, но я предполагаю, что на японском английском это означает SHIFT UP/DOWN (ПЕРЕКЛЮЧЕНИЕ ВВЕРХ/ВНИЗ), как при переключении передач. Но что это - один из способов изменять передаточное число или просто устройство включения ручного переключения передач? Другой вопрос, на который у меня нет ответа, касается метода оперирования. Меняется ли передаточное число ступенчато каждый раз, как на обычной КПП, или следует держать кнопку нажатой, пока желаемое передаточное число не будет достигнуто механизмом бесступенчатого вариатора? Определенно нет рычага сцепления, но ручное переключение все же как-то выходит за рамки технологического контекста этой машины. В прошлом месяце я предположил, что возможно давление для переднего тормоза отбирается от трансмиссионного насоса, хотя это вряд ли так, ибо Suzuki заявляет, что передний тормоз - электромагнитный. Как и многие другие особенности, предлагаемые для будущего поколения мотоциклов, эта система применяется в других областях, а принципы давно известны. Но это не умаляет достоинства, которые могут предлагаться нововведением. Если Suzuki успешно разработала такую систему для применения на байке, то АБС становится потрясающе простой, а существующие гидравлические системы вскоре станут устаревшими. Но не будет ли означать разряженный аккумулятор или перегоревший предохранитель возврат к почетному тормозному механизму «ногой-в-спицы» (Что? – Никаких спиц!)? Заявляется, что подвеска контролируется электроникой, но это может подразумевать что угодно. Это может быть самовыравнивающая система с приводом от насоса или просто изменяемое демпфирование для соответствия разным нагрузкам. Или может они собираются пройти весь путь с байком версии «Активной Подвески» Lotus с управляемым компьютером, интерактивным движением подвески. Ну да ладно, история прошлого месяца, похоже, завершилась, давайте перейдем к месяцу нынешнему.

Так как прогресс в любой области часто идет путем приспособления, а потом и принятия идей из других областей, кажется вполне разумным следить за разработками в мире автомобилей и искать, что они могут нам предложить. Две таких актуальных особенности, на которые стоит посмотреть – 4 ведущих колеса и 4 поворачиваемых колеса, а в нашем случае – 2 ведущих (2WD) и 2 поворачиваемых (2WS). Но перед тем, как читать дальше, имеет смысл найти выпуск от декабря 85 г. и перечитать статью о балансе и рулевом управлении.

Давайте сначала рассмотрим 2WS: Если у автомобиля четыре управляемых колеса, то задние колеса можно поворачивать двумя способами, т.е. в ту же сторону, что и передние или в противоположную.

Рисунок показывает преимущества поворота всех колес в одну сторону при парковке в ограниченном пространстве, но это вряд ли принесет какую-либо пользу на байке (если только у вас не какое-нибудь перегруженное туристическое суперчудовище). На малой скорости такая шустрая боковая работа действительно может помочь в удержании баланса. Но если мы будем поворачивать наш 2WS байк таким образом на более высокой скорости, то в какой-то момент может оказаться, что мы едем по прямой как краб, с обоими колесами отклоненными от прямого положения.

Следовательно, тенденция к удержанию колес на одной линии с рамой байка будет довольно слабой. Однако при повороте руля гироскопическая и центробежная силы будут все равно действовать и давать эффект наклона (см. декабрьский выпуск). Так как эти силы теперь будут гармонично действовать с обоих концов байка, наклонная реакция станет очень быстрой. Мне кажется, что на скорости свыше 20 миль/час или около того байк по поведению станет очень странным зверем. Ужимки машины при попытке устранения заноса, возможно, станут очень интересными. Добровольцы есть?

Странность не означает невозможность, механизмы самобалансировки все равно будут действовать, так что для освоения аппарата потребуется всего лишь практика.

Те из вас, кто посещал основные мотошоу (британские) за последние несколько лет, наверняка видели «Родео Билла» (или как там его зовут) с его байком BMX с рулем обратного действия. При повороте руля вправо, колесо поворачивается влево. За плату в 50 фунтов он предлагает шанс выиграть 1000. Все, что от вас просят – проехать на этом байке по прямой траектории всего несколько ярдов длиной. Я наблюдал, как, примерно, 100 человек пытались это сделать, и не видел ни одного, кто проехал бы дальше одного корпуса машины. Опираясь на это, можно очень легко ошибочно заключить, что на таком байке ездить вообще невозможно, но лишь до того, как видишь старого Билла, забирающегося на него и уверенно и устойчиво разъезжающего с крутыми поворотами и восьмерками. Смысл рассказа – показать, что, несмотря на причудливое ощущение, сам байк все равно был стабилен, для управления он требовал всего лишь противоположной координации рук/глаз/мозга. Само по себе изменение действия руля никак не изменило встроенных механизмов самостабилизации. А пока что вечно улыбающийся ковбой будет собирать свои 50 фунтов и от случая к случаю выплачивать нерегулярную 1000 подвыпившей бабуле, которая не может нормально проехать на обычном байке, но смогла справиться с этим.

Давайте рассмотрим, может ли что-либо предложить 2WS с поворотом в разные стороны. Еще в шестидесятых (точно до моего рождения) в попытке уйти от туннельного зрения, которое поражает любого, с энтузиазмом поглощенного своими интересами, я действительно рассматривал возможность постройки байка с задним управляемым колесом. Ведь некоторые грузоподъемники это использую, не так ли? К счастью для меня, я потратил время на обдумывание последствий и решил так не делать. Если управляется только заднее колесо, тогда оно должно поворачиваться в «неправильную» сторону, т.е. направо, если мне нужно повернуть налево.

Не путайте это с кратковременным противорулением, необходимым для начала поворота при обычном рулевом управлении. Если бы я тогда построил такой байк, вряд ли бы я писал сейчас об эффектах, так как автоматические механизмы балансировки, описанные в декабрьском выпуске 85 г. работали бы в сторону разбаланса. Представьте, что вы едете по прямой, как вдруг некое внешнее разбалансирующее воздействие заставляет байк наклониться влево. Тогда силы прецессии повернут заднее колесо налево, заставляя машину поворачивать направо. Возникшая от этого центробежная сила усилит начальное воздействие, а не исправит его, как при переднем управляемом колесе. Допустим, что, прилагая большое умение и силу, мы смогли бы все же ездить на таком звере, но тут появляется другой интересный эффект, а именно – противоруление для начала поворота МОЖЕТ оказаться ненужным, так как заднее колесо в любом случае поворачивается в противоположную повороту сторону. Я сознательно использую слово МОЖЕТ, так как является ли это правильной техникой, зависит от разных параметров. В отличие от случая с передним управляемым колесом, где центробежная и гироскопическая силы действуют в унисон, при заднем управляемом колесе эти силы противостоят друг другу. Доминирующая зависит от таких факторов, как вес, высота ЦТ, размер и вес заднего колеса. Например, легкий байк с очень низким ЦТ и тяжелым задним колесом, возможно не потребует противоруления, в то время как высокой и мощной машине с широкими колесами это может и понадобиться. Причина отдельно рассматривать заднее рулевое управление в том, что теперь мы можем отчетливо комбинировать эффекты управления обоими колесами в системе 2WS с поворотом в разные стороны.

Допустим, что у нашей машины одинаковые колеса спереди и сзади, и рулевое управление организовано так, что оба колеса поворачиваются на равные углы относительно оси машины, и допустим также (для пуристов), что вес распределен поровну. Значит, любые силы прецессии от колес будут одинаковой величины спереди и сзади, но будут работать в противоположных направлениях. Следовательно самобалансирующий эффект переднего колеса будет нейтрализоваться РАЗбалансирующей тенденцией заднего. Но значит ли это, что байк вообще нельзя будет сбалансировать на высоких скоростях, когда обычно мы полагаемся на самобаланс? В общем то, нет – так как мы могли бы использовать центробежную силу, получаемую от поворота налево (эта сила действует в правую сторону) для противодействия любой разбалансирующей тенденции влево, и наоборот (фактически). Это аналогично нашему нынешнему методу поддержания баланса на малой скорости, а значит не должно быть много проблем, за исключением тех, что вызываются вилянием по дороге. Другая проблема с балансом становится очевидной, когда мы рассматриваем случай очень низкой скорости. Обычно если машина начинает заваливаться, скажем, направо, мы можем повернуть руль направо, чтобы совместить линию, соединяющую два пятна контакта шин с вертикалью от ЦТ, и восстановить равновесие. К сожалению, в случае с 2WS - когда мы поворачиваем направо, задняя часть выходит налево при движении переда направо. Результат - линия шин просто скручивается и ее невозможно подвести под ЦТ. Единственным способом остаться на машине будет выставление ноги или довольно сильный наклон тела. Давайте забудем о проблемах баланса и рассмотрим действие в повороте. Мы видели, что гироскопические силы переда и зада аннулируют друг друга, так что от них не стоит ждать помощи. Предположим, мы хотим сделать поворот налево – если при приближении мы немного повернем руль налево, байк очевидно изменит курс влево, но это создаст центробежную силу, заставляющую машину наклониться вправо, как в случае с автомобилем. Но в отличие от автомобиля, у которого есть второй ряд колес для сохранения баланса, мы просто упадем. Отряхнув грязь, можем попробовать снова. На этот раз применим небольшое противоруление – байк наклонится влево. Хорошо, но нам придется повернуть руль обратно, чтобы избежать правого поворота и дать байку возможность двигаться по кривой налево. Итак, с некоторыми сложностями на машине с 2WS с поворотом в разные стороны можно ездить, но ощущение будет совершенно отличаться от того, к чему мы привыкли. Другим недостатком такой схемы является то, что в момент противодействия сил прецессии от колес рама испытывает довольно сильные скручивающие моменты. Так что если рама недостаточно жесткая, могут запуститься все виды кругового движения, а это основа раскачки на больших скоростях, которая поражает некоторые мотоциклы.

Все это касается также обычного мотоцикла, ибо он представляет собой особый случай 2WS. Оба колеса могут поворачиваться вокруг рулевой колонки или оси руления. Чтобы посмотреть на это с другой точки зрения, представьте, что две отдельные оси руления двух колес пересекаются на продолжении передней оси. Это значит, что для поворота заднего колеса вся машина также должна повернуться. Инерция такого поворота ограничивает степень влияния заднего колеса при нормальных условиях, и поэтому мы обычно рассматриваем наши байки как имеющие только переднее рулевое управление.

Ну что ж, похоже 2WS не может много нам предложить, так что давайте перейдем к проверке 2WD. Насколько мне известно, очень мало было попыток построить 2WD байки. Возможно это из-за трудностей механики привода управляемого колеса. Представьте множество требуемых цепей и звездочек. Тем не менее, эта проблема легко решается, если мы применим гидростатический привод, который обсуждался в прошлом месяце. Если мы это сделаем, будут ли какие-либо достоинства? Наиболее очевидным кажется то, что увеличивается тяга – привод на оба колеса должен дать возможность приложить больше силы тяги, но давайте рассмотрим все это несколько более детально. Бум вокруг SuperBike как высшего воплощения стрит байка, похоже, показывает применение всех приспособлений, дающих увеличенную тягу, но как мы можем получить помощь от переднего колеса, если при ускорении оно, скорее всего, находится в паре футов над землей? Это высвечивает главное отличие между автомобилем и байком при рассмотрении полного привода – перенос веса. Автомобили также страдают от этого, но в меньшей степени из-за их более благоприятного «отношения колесной базы к высоте ЦТ». В конце концов, когда вы в последний раз видели автомобиль, встающий на задние колеса? Поэтому не является неожиданностью, что любые достоинства повышенной тяги больше проявляют себя в скользких условиях, когда возможно лишь ограниченное ускорение, лимитирующее перенос веса. Любой, кто ездил по грязи или песку, может легко представить, что могло бы дать тянущее переднее колесо. Как я помню, несколько лет назад канадская фирма “Rokon” сделала 2WD вездеход с шинами низкого давления. Я полагаю, он предназначался для лесных хозяйств или аналогичных служб. Подозреваю, что езда по выступающим корням и т.д. стала гораздо легче. Конечно, умелые кроссовики также могут легко это проделать, но средний лесоруб куда скорее улетит с тропы. Несмотря на преимущества такого типа использования, есть проблема, которая, как мне кажется, может сделать 2WD неприменимыми и определенно опасными для обычных дорог или гонок. А именно, влияния сил тяги на управление. Эти силы действуют и на автомобиль до определенной степени, но нам нужно наклоняться в повороте, и мы зависим от руления для поддержания баланса, что выделяет любое двухколесное транспортное средство (байк) в отдельный собственный класс. Для иллюстрации проблемы, о которой я говорю, просто подумайте об эффектах во время применения переднего тормоза в повороте. Машина обычно стремится выпрямиться, и в меньшей степени это часто случается, когда просто сбрасывается газ. В случае ведущего переднего колеса увеличение газа будет стремиться положить машину еще больше. Дороги скоро бы были окружены дырами в ограждениях с внутренней стороны поворотов. Чтобы понять, почему, боюсь снова придется вернуться к гироскопическим силам. Когда мы наклоняемся внутрь кривой поворота, пятно контакта сдвигается по шине в сторону внутренней стороны обода, уходя от оси руления. Любые силы на шине теперь создают поворачивающий момент, действующий вокруг оси руления, а эти моменты действуют на оба колеса, но при управляемом только переднем колесе эффект переда куда выше, так что мы будем рассматривать лишь перёд. Момент, создаваемый силой тяги, действует так, что выпрямляет движение байка. Например, если мы увеличим тягу при повороте налево, этот момент будет поворачивать руль направо, так что и центробежная сила и сила прецессии заставят байк еще больше наклониться влево, в то время как поворот руля пытается сдвинуть его направо. Сами попробуйте представить, каково будет управлять такой машиной.

Но не только эти эффекты станут очевидным при изменении газа, но устойчивый поворачивающий момент будет ощущаться даже при постоянной скорости. Нам потребуется применить компенсирующую силу на руле. Эта сила будет варьироваться в зависимости от уровня используемой мощности. При наращивании мощности потребуется подруливание в сторону, противоположную повороту, и обратное действие потребуется для ситуации с постоянной мощностью. Количество этих огорчающих моментов может быть снижено при торможении. Обычно мы можем избежать необходимости тормозить в повороте, однако мы не можем избежать использования разной мощности в наклоне, так что чувство байка будет противоречивым. Современная тенденция к более широким шинам только ухудшит эту проблему, так как пятно контакта сможет сдвинуться еще дальше от оси руления, создавая увеличенный расстраивающий поворачивающий момент. Только представьте себе проблемы, если использовать 2WS и 2WD в сочетании - поворачивающие силы, вызываемые тягой, смогут действовать на обоих колесах с весьма драматическим результатом.

РЕЗЮМЕ

Итак вывод: очевидно, что не все пути прогресса автомобилей дадут свои преимущества будущему поколению мотоциклов. Из двух рассмотренных здесь идей 2WD могла бы получить какое-то стоящее применение в ограниченной сфере внедорожных машин. Характеристики управления делают обычное использование довольно опасным. И я совсем не вижу применения 2WS. 2WS с поворотом в разные стороны убирает нормальную способность самобаланса, а 2WS с поворотом в одну сторону вряд ли даст точную стабильность направления. Эффект характеристик раскачки и виляния также не пойдет в плюс. Только подумайте о вилянии, которое может возникнуть, если задняя и передняя рулевые системы совпадут по резонансной частоте. Я не вижу компенсирующих достоинств, чтобы превзойти эти проблемы, и в любом случае 2WS и 2WD обязательно увеличат вес, а я просто терпеть не могу тяжелые байки.

(добавление 1997 г.) Недавно я услышал о внедорожном байке, построенном Яном Дрисдейлом (Ian Drysdale) в Австралии, который использует гидростатический 2WD и гидравлически контролируемый 2WS. По общим отзывам он работает очень хорошо. В этом очень грамотно сконструированном байке использованы некоторые особенности, не рассмотренные в предыдущем тексте. Система 2WS - с поворотом в разные стороны - смогла обойти некоторые из проблем, упомянутых выше, путем разрешения переднему колесу поворачиваться на +/- 5 градусов до того, как включается в работу заднее рулевое управление. Таким образом, при нормальной езде, когда большие углы поворота руля не используются, байк ведет себя как обычная машина с передним рулением, но на песчаном грунте, когда байк начинает терять способность входить в повороты, 2WS и 2WD работают вместе и удерживают байк на траектории. Нескольких тестов показали, что байк может поворачивать круче и на б’ольшей скорости, чем другие внедорожные машины.

(добавление 1999 г.) Вышеупомянутая машина недавно была приобретена для Коллекции Доннингтона (Donnington Collection).