Почему мотоцикл движется

Однажды на занятиях в кружке юных мотоциклистов ребята спросили:

— Почему мотоцикл движется?

Давайте ответим на этот вопрос. Посмотрите внимательно на пешехода. Он попеременно упирается то одной, то другой ногой в пол. Он толкает ногою пол. Но по законам физики действие равно противодействию. Если пешеход толкает пол назад, то с такой же силой пол толкает ногу пешехода вперед.

Приходилось ли вам взбираться на подъем? В одном случае вы уверенно шагаете, подвигаясь все выше и выше. Ноги ваши чувствуют надежную опору. В другом же случае, особенно когда дорога оледенела, ноги не находят опоры, скользят. Вам трудно преодолеть подъем. Почему это происходит? Ваши ноги не имеют сцепления с дорогой. Между подошвами обуви и дорогой нет трения или оно настолько незначительно, что нога не может удержаться на дороге и скользит. А раз так, то нога не может толкать дорогу, а дорога — ногу. Попробуйте посыпать дорогу песком и золой — подъем будет преодолен без особого труда. Примерно то же самое можно сказать и о движении мотоцикла. В гололедицу, на грязной дороге и плотном снегу иногда можно наблюдать, как колесо беспомощно вращается на одном месте, пытаясь оттолкнуться от дороги. Но достаточно подложить под колесо ветки, доску или просто бросить несколько горстей песку, как мотоцикл пойдет вперед.

Чем больше вес, приходящийся на заднее ведущее колесо (сцепной вес), тем лучше мотоцикл сцепляется с дорогой. Но не только от сцепного веса зависит сцепление с дорогой. Важное значение имеют шины. Новая шина с четким рисунком даст лучшее сцепление, чем шина изношенная. Более широкие шины дадут лучшее сцепление по сравнению с узкими шинами. Играет роль и давление в шинах. Большое значение для сцепления имеют также род и состояние дороги. Сухой бетон, асфальт, щебенка дают хорошее сцепление. Но для того, чтобы человек мог идти, одного сцепления с дорогой недостаточно. Нужна еще и сила. То же самое требуется и для движения мотоцикла. А какой величины должна быть эта сила? Сила действует на дорогу и создает равную ей, но направленную в противоположную сторону силу. Она называется движущей силой, или силой тяги. Сила тяги должна быть настолько велика, чтобы преодолеть все сопротивления, которые мотоцикл встречает при движении. Мало того, эта сила не должна превышать силы сцепления колеса с дорогой. В противном случае мотоцикл будет буксовать. Вот и получается, что колесо толкает дорогу. Но дорогу сдвинуть невозможно, а поэтому дорога толкает мотоцикл — и он движется вперед.

 

Почему мотоцикл не падает

Почему мотоцикл не падает при езде? Говорят, потому, что он движется. Правда ли это? Нет, неправда. Представьте себе, что нам удалось пустить мотоцикл с большой скоростью по совершенно ровному шоссе. Вы думаете, он долго проедет? Нет, очень быстро упадет. Но можно сделать такой мотоцикл, который без водителя будет двигаться по каким угодно закруглениям и не упадет.

В 1914 году на улицах Лондона появился диковинный автомобиль. Он имел только два колеса: переднее и заднее. За рулем автомобиля сидел русский инженер Шидловский. Вот диковинный автомобиль, замедлив ход, остановился. В его кузове спокойно сидели пассажиры. Двигатель замолк. Автомобиль стоял как вкопанный, хотя никаких боковых упоров не было видно.

— Скажите, что это за странная машина, — обращались прохожие к сидевшему за рулем Шидловскому. — Почему она не падает? Ведь любой велосипед, как только остановится, сразу же валится набок.

— Мой автомобиль, — начал говорить Шидловский, — не падает потому, что он автоматически приобретает равновесие. Он снабжен особым устройством — гироскопом. Кто из вас не интересовался в детстве быстро вращающимся волчком? Вы обращали, видимо, внимание, что волчок проделывает замысловатые зигзаги, но никогда не падает, даже если вы его слегка наклонили. Ось снова возвращается в вертикальное положение. В физике все тела, которые быстро вращаются вокруг своей оси, называются гироскопическими. В моем автомобиле тоже помещен тяжелый гироскоп. Он вращается в тяжелой раме, которая может перемещаться на оси, установленной поперек автомобиля. Малейший толчок извне вызывает движение рамы гироскопа. В результате этого возникает сила, уравновешивающая внешние толчки. Автомобиль стоит горизонтально, словно ничего не изменяется. Это изобретение имеет большое значение. Четырехколесные экипажи могут стать двухколесными. Какая огромная экономия материалов! Не надо будет строить широченные шоссейные дороги: узкая лента асфальта окажется совершенно достаточной, чтобы обеспечить движение двухколесных автомобилей, для поездов будет нужен один рельс.

Но вернемся к мотоциклу. Что уравновешивает его при движении? Роль гироскопа играет мотоциклист. Когда за рулем сидит опытный водитель, мотоцикл не падает. Обратите внимание на след шин. След переднего колеса все время пересекается следом заднего. Мотоцикл не движется строго по прямой линии. Мотоциклист, наклоняясь то влево, то вправо, поддерживает равновесие.

 

На ровной дороге

По широкой шоссейной дороге как будто без всяких усилий стремительно движется мотоцикл. Но легкость движения мотоцикла — только кажущаяся. Для того чтобы он мог двигаться даже по совершенно ровной дороге, надо преодолеть много препятствий.

Первое препятствие для мотоцикла — сопротивление дороги. Сопротивление оказывает всякая дорога, будь то асфальтированное шоссе, булыжная мостовая или неровный проселок. Одни дороги оказывают больше сопротивления, другие — меньше.

Дело в том, что между колесами и дорогой происходит трение. Шина сжимается, деформируется, как бы упирается в дорогу. Это создает трение.

Обратите внимание, как движется колесо по песчаной дороге или другому мягкому грунту. Оно врезается в него. Перед колесом все время «бегут» небольшие горки. Сопротивление на такой дороге огромно. Такое препятствие называется сопротивлением качения. От чего оно зависит?

В первую очередь от рода и состояния дороги. Самое малое сопротивление качению будет на твердой ровной дороге. Если сравнивать сопротивление на разных дорогах, то на булыжной или гравийной дороге оно будет в полтора раза больше, чем на асфальтовой, на проселке — в два раза больше, а на песчаной дороге — в десять раз!

Большое значение для величины сопротивления имеют шины. Если шина слабо накачана, то с дорогой будет соприкасаться большая ее поверхность. Сопротивление дороги будет больше. Шина с глубокими канавками на протекторе вызывает значительное сопротивление. Само собою разумеется, что у мотоцикла с коляской сопротивление будет гораздо больше, чем у мотоцикла-одиночки. А какой мотоцикл будет встречать большее сопротивление качения — тяжелый или легкий? Конечно, тяжелый: такой мотоцикл будет глубже вдавливаться в грунт, шины его станут деформироваться.

Наконец, важное значение имеет скорость движения мотоцикла. Чем быстрее движется мотоцикл, тем больше между ним и дорогой трение. Правда, увеличение трения качения заметно возрастает лишь на больших скоростях. Если мотоцикл движется со скоростью 50–70 километров в час, сопротивление качению остается почти неизменным. Но когда скорость достигает 150 километров в час, сопротивление резко увеличивается. На преодоление трения качения расходуется значительная часть мощности, которую развивает двигатель.

 

Навстречу ветру

Главное преимущество мотоцикла — скорость. Водители мотоциклов и мотороллеров, двигаясь вперед, как бы врезаются в стену воздуха.

В тихую, безветренную погоду, медленно идя по дороге, вы совершенно не замечаете сопротивления воздуха. Но попробуйте побежать, и вы сразу почувствуете, как воздух начнет трепать волосы и платье. Чем быстрее вы будете бежать, тем сильнее будет сопротивляться воздух. Само собой разумеется, что если при этом ветер дует навстречу, сопротивление воздуха возрастет еще больше.

Надо сказать, что человеку низкого роста, с узкой грудной клеткой воздух будет оказывать меньше сопротивления, чем человеку высокого роста, с широким телосложением. Как говорят, у высокого и плечистого человека будет большая лобовая поверхность сопротивления. Обычно при ходьбе мы мало обращаем внимания на сопротивление воздуха. Это и понятно: здесь мы имеем дело с небольшими скоростями движения. Даже самый лучший бегун не достигает скорости больше 30 километров в час. Сопротивление воздуха остается сравнительно небольшим.

Другое дело — мотоцикл. Его обычная скорость — 80-100 километров в час, а гоночный мотоцикл может двигаться со скоростью больше 200 километров в час. Вот здесь-то с сопротивлением воздуха приходится считаться. Как уменьшить сопротивление воздуха? Конечно, можно просто-напросто избежать высоких скоростей движения. Но абсурдность этого очевидна. Значит, надо пойти по другому пути — уменьшить лобовую поверхность мотоцикла. На гоночных мотоциклах стали применять обтекатели.

Это легкий металлический чехол, который закрывает весь мотоцикл. Потоки воздуха без большого трения обтекают мотоцикл.

Мотоциклист-спортсмен не сидит за рулем так, как это обычно принято. Гонщик ложится на бак и скрывается за стенками обтекателя.

 

Инерция

Вы повернули ручку управления дроссельным золотником. Мотоцикл сразу же замедлил ход. Но не сразу он остановился. Мотоцикл движется по инерции. Вы знаете, что инерция — это способность тела сохранять положение равномерного движения или покоя. Поэтому и сдвинуть с места какое-то тело труднее, чем поддерживать его движение.

Попробуйте теперь разогнать мотоцикл. Для этого надо преодолеть сопротивление трения колес, сопротивление воздуха. Но этого мало! Надо еще преодолеть сопротивление инерции мотоцикла. То же самое происходит и тогда, когда мы, двигаясь с некоторой скоростью, решаем увеличить ее. И здесь надо преодолеть «нежелание» мотоцикла увеличить скорость.

Каждый раз при изменении скорости дают себя знать силы инерции.

Двигатель должен обладать такой мощностью, которой хватило бы для преодоления сопротивления дороги, воздуха и сил инерции при ускорении движения.

И этого оказывается мало. Есть еще и другие силы. Например, трение механизмом мотоцикла.

Значит, мотоцикл должен обладать таким двигателем, который мог бы развивать мощность, достаточную для преодоления всех этих сопротивлений, и даже должен обладать запасом мощности, иначе он не сможет двигаться.

 

Приказ: остановиться!

Мотоцикл набрал скорость. Мелькают по сторонам деревья, столбы, строения. Вдруг водитель заметил препятствие: мост через ручей не в порядке. Водитель решительно нажимает на педаль и рычаг тормозов. Мотоцикл заметно снижает скорость и через несколько секунд останавливается.

Путь, который прошел мотоцикл с того времени, когда мотоциклист нажал на педаль до полной остановки мотоцикла, называется тормозным путем. Длина его зависит от скорости движения. Чем больше скорость, тем больше расстояние пройдет мотоцикл с начала торможения до полной остановки. Большое значение имеет состояние шин и тормозов. Когда протектор шины слишком изношен или она сильно накачана, тормозной путь будет больше. Важно и состояние дороги. На сухом асфальте мотоцикл можно остановить быстрее, чем на мокром. Тормозной путь на обледенелой дороге гораздо больше, чем на асфальте. Когда мотоцикл движется со скоростью 20 километров в час, величина тормозного пути на сухом асфальте составит 0,9 метра, на мокром асфальте — 1,3 метра, на обледенелой дороге — 3,6 метра. А если скорость движения 30 километров в час, тормозной путь на сухом асфальте — 7,9 метра, на мокром — 11,8, а на обледенелой дороге 32 метра!

Тормозной путь надо твердо знать — от его величины зависит безопасность движения.

На каком расстоянии должен двигаться мотоцикл от впереди идущего транспорта? Вам, видимо, так и хочется ответить: на расстоянии не менее тормозного пути. Такой ответ был бы ошибочным. Мотоцикл должен находиться от впереди идущего транспорта на расстоянии дистанции торможения. А что такое дистанция торможения? Поясним на примере.

Мотоцикл движется. Вдруг мотоциклист заметил препятствие. В его сознании возникла мысль, что надо тормозить. Он нажал на рычаг. Механизм тормозного привода начал действовать. С момента, когда водитель заметил препятствие, до начала торможения прошло некоторое время. За это время мотоцикл успел продвинуться вперед. Может быть, этот путь небольшой и считаться с ним не стоит? Посудите сами. При скорости 30 километров в час за каждую секунду мотоцикл проходит 8,3 метра. Время, прошедшее с момента, когда водитель заметил препятствие, и до начала торможения, называется реакцией водителя. Оно составляет от 0,7–0,5 секунды. За это время мотоцикл может пройти до 4–5 метров! Расстояние, которое пройдет мотоцикл от момента, когда водитель заметил препятствие, до полной остановки, называется дистанцией торможения. Когда по улице движется транспорт, каждый водитель не должен подъезжать к машине на расстояние, меньшее дистанции торможения.

 

Прежде чем выехать

Само собою разумеется, что отправляться в путь можно только на исправном мотоцикле. Прежде чем выехать, надо все хорошо проверить, тщательно осмотреть. Опрятный вид мотоцикла — тоже не мелочь.

Как таблицу умножения, должен запомнить каждый мотоциклист, что надо делать перед выездом из гаража. Прежде всего — заправить топливом бак, проверить уровень масла.

Посмотреть, хорошо ли укреплен государственный номерной знак, чистый ли он. Проверить освещение: фару и задний фонарь — свет их должен быть достаточной силы. Световой поток ближнего света при включении надо отрегулировать так, чтобы он освещал дорогу не далее чем на 30 метров. Когда же будет включен дальний свет, световой поток должен освещать дорогу на 100 метров. Задний фонарь считается нормальным, если его хорошо видно не менее чем за 20 метров. С неисправным освещением вечером выезжать на линию запрещено.

Проверить состояние шин. Нельзя допускать никаких повреждений, давление в шинах при поездке может быть только нормальным. С пониженным давлением выезжать из гаража нельзя.

Проверить состояние бензопровода. Если в нем обнаружена течь, то на линию выезд запрещен.

Особое внимание обратить на состояние рулевого управления и тормозов. Нельзя и думать о поездке, если в рулевой колонке есть большой люфт, руль плохо укреплен или сильно затянут. Тут же следует проверить, закреплены ли хорошо колеса, исправно ли сцепление. Исправные тормоза оберегают водителя от многих неприятностей, нельзя забывать и о них.

Только проверив все эти механизмы, можно пускаться в путь.

Осталось еще проверить свой костюм. Летом удобнее всего ехать в комбинезоне. Обувь необходимо надевать плотную, лучше сапоги. Позаботьтесь об очках. Они предохранят глаза от пыли. Руки лучше защитить перчатками с крагами.

Но мало проверить все механизмы — надо еще научиться сидеть на мотоцикле. Правильная посадка не утомляет, позволяет действовать рычагами управления свободно, без напряжения. Слегка наклонитесь вперед, но спину не сгибайте. Голову держите прямо, локти не расставляйте в стороны. Ноги поставьте на подножку, колени прижмите к баку.

 

Как трогаться с места

Вот все проверено. Пора ехать. Сначала надо убедиться, что рычаг коробки передач находится в нейтральном положении. Затем откройте бензокраник. Если двигатель холодный, сначала нажмите на утолитель, чтобы в поплавковой камере оказалось бы достаточно топлива.

После этого прикройте воздушную заслонку. Сделать это нужно для того, чтобы обогатить смесь. Когда все это сделано, надо подать смесь в цилиндр. Поверните примерно на одну четверть рукоятку дроссельного золотника, а затем раза три-четыре плавно нажмите на педаль пускового механизма. Поставьте зажигание на позднее у тех мотоциклов, у которых имеются для этого приспособления. Включите зажигание. Подготовка к пуску закончена. Теперь педаль пускового механизма плавно нажмите. Как только пусковой механизм войдет в зацепление с коленчатым валом — нажим должен быть резким, — двигатель заработает. В течение 3–4 минут прогрейте двигатель, а затем откройте воздушную заслонку.

Можно начинать движение. Снимите мотоцикл с подставки и садитесь в седло. Нажмите рычаг сцепления, включите первую передачу. Увеличьте немного открытие дроссельного золотника и вместе с этим постепенно опускайте плавно рычаг сцепления. Мотоцикл начинает двигаться и набирать скорость.