Moje objevené “Ameriky”

V tomto příspěvku opustíme obecný svět jednostopých vozidel, kterému jsme se zatím věnovali (proč jednostopé vozidlo při jízdě neupadne, a potom, jak se chová jednostopé vozidlo při pomalé jízdě a v zatáčce) a budeme se věnovat pouze RC modelům motocyklů, a to především konstrukci a zákonitostem ovládání jejich směru jízdy.

 
Ve své modelářské praxi jsem se zatím setkal se dvěma způsoby ovládání směru jízdy modelu.

• natáčením přední vidlice
• naklápěním přední vidlice

 
 
Ovládání směru jízdy RC modelů motocyklů s sebou nese některé zdánlivé nelogičností. Pokusím se tu vysvětlit, proč jsou jen zdánlivé.

Tou první je skutečnost, že oproti předpokladu se přední kolo nenatáčí do požadovaného směru jízdy, ale naopak se natáčí do protisměru, tj. při natočení volantu na vysílači např. doprava, se přední kolo modelu natočí doleva.

Ten, kdo pozorně četl předchozí popis chování modelu RC motocyklu při nízkých rychlostech a v zatáčce, to již tuší, nebo dokonce ví - vysvětlení je totiž prosté a vlastně vychází z praxe “dospělých” motocyklů.

Podobně, jako do rejstříku dovedností automobilového závodníka patří umění urychlit přechod automobilu do řízeného smyku pro rychlejší průjezd zatáčkou pomocí zablokování zadních kol krátkým zatažením ruční brzdy, stejně tak řidiči závodních motocyklů ovládají “podtržení” motocyklu před zatáčkou krátkým natočením předního kola do protisměru, kdy setrvačná síla způsobí, že se motocykl rychleji naklopí do potřebného úhlu pro průjezd zatáčkou.

Pro RC model motocyklu neexistuje vpodstatě jiný způsob, jak model naklopit do náklonu nezbytného pro zatáčení modelu v požadovaném směru, než právě natočit přední kolo do protisměru.

 
S tím souvisí další zdánlivý, tentokráte konstrukční “nesmysl”.

Nejprve se ale podívejme na obrázek. Je z něj zřejmé, že v ustáleném stavu, kdy kolmé složky odstředivé síly a gravitační síly jsou v rovnováze, je při zatáčení hostejné, kde se na ose vozidla nachází jeho těžiště.

Jiná situace nastane v okamžiku, kdy dojde k porušení této rovnováhy a v těžišti začne působit síla naznačená šipkou červené barvy, která je důsledkem nějaké změny - např. akcelerace vozidla v zatáčce. V tu chvíli vstupuje do hry i poloha těžiště - čím výše je těžiště umístěno, tím větší je klopný moment této síly, který je dán jejím součinem s délkou kolmého ramene (R) jejího působiště. Obecně pak platí, že tato změna může být jak kladná, tak i záporná. A protože se jedná vlastně o jev prostorový, může se to týkat vlivu změny jakéhokoli vektoru působícího v těžišti. Tedy nejenom odstředivé síly jako na obrázku, ale třeba i setrvačné síly.

Dá se říci, že v podvědomí každého řidiče (i konstruktéra) je uložena informace, že je důležité pro stabilitu vozidla mít jeho těžiště umístěno co nejníže a tak např. pro jeho co nejrychlejší možný průjezd zatáčkou eliminovat na minimum např. právě klopný moment změny odstředivé síly, který nám posloužil jako příklad. Přesto, když se podíváte na závodní model RC motocyklu na přiloženém obrázku, je patrná očividná snaha tvůrců umístit těžiště co nejvýše.

Kupodivu, příčinou je právě snaha docílit co nejrychlejšího průjezdu modelu zatáčkami, přičemž vysvětlení je obsaženo právě v předchozím obrázku s ukázkou vlivu polohy těžiště na účinek změny některého z vektorů působícího v těžišti.

Jak jsem zdůraznil na začátku bloku o RC modelech motocyklů s přímým ovládáním natáčení přední vidlice, neexistuje vpodstatě jiný způsob, jak model naklopit do náklonu nezbytného pro zatáčení modelu v požadovaném směru, než právě natočit přední kolo do protisměru a využít setrvačné síly k tomu, aby model naklopila do požadovaného náklonu.

Pokud vyšší poloha těžistě mého modelu, díky delšímu ramenu působení setrvačné síly, vytvoří větší klopný moment této síly, pak můj model začne prakticky zatáčet (dostane se do potřebného náklonu) dříve, než model s níže položeným těžištěm (menším ramenem působení setrvačné síly, menším klopným momentem a tudíž pomalejším naklápěním modelu). Ale nejenom to! Pokud si připomeneme chování naklopeného modelu při akceleraci, kterým jsme si v povídání o tom, proč při jízdě neupadne (nejenom) model RC motocyklu dokladovali samostabilizující vliv třecí síly mezi koly a vozovkou,

 
pak si lze snadno představit, že větší klopný moment odstředivé síly, díky výše umístěnému těžišti modelu, způsobí, že se opět můj model napřímí dříve a na menším poloměru, než model s níže umístěným těžištěm.
 

Optimální zvýšení polohy těžiště RC modelu motocyklu, a tomu odpovídající prodloužení ramene působení setrvačné síly, mírně zvyšuje nestabilitu jízdy modelu pomalou rychlostí v přímém směru, ale výrazně zvyšuje jeho citlivost, a tím i ovladatelnost při zatáčení, mj. proto, že:   umožňuje naklopit model rychleji do náklonu nezbytného pro zatáčení modelu v požadovaném směru umožňuje rychlejší vzpřímení modelu pomocí akcelerace při výjezdu ze zatáčky a to vše, je-li to třeba, na menším poloměru zatáčení

 
Z tohoto videa můžeme ale vytěžit z hlediska konstrukce mechanismu ovládání úhlu natočení předního kola modelu u řízení natáčením přední vidlice ještě jednu důležitou informaci.
 

Mechanismus ovládání úhlu natočení předního kola modelu by měl umožnit na počátku manévru co nejrychlejší “podtržení” modelu (tj. co nejrychlejší natočení předního kola do protisměru požadovaného zatočení modelu), ale pak by měl co nejméně bránit samostabilizujícím vlivům působícím při akcelaraci na model, a to včetně využití samonatáčecího vlivu závleku předního kola.   Z tohoto úhlu pohledu proto není vhodné přímé (míněno tuhé, bez vůle) spojení páky serva s přední vidlicí.

 
 

Sečteno a podtrženo:   Obecně platí, že pro zatáčení jednostopého vozidla požadovaným směrem je nezbytné ho naklopit bokem směrem ke středu zatáčky a že u RC modelů motocyklů se toho dociluje “podtržením” modelu pomocí krátkého natočení předního kola modelu do opačného směru.   Každé z možných řešení ovládání směru jízdy RC modelu motocyklu, tj. natáčením nebo naklápěním přední vidlice, má své výhody i nevýhody, Mé malé praktické zkušenosti (z mého pohledu jsem toho zatím moc nenajezdil) mě neopravňují k zásadním závěrům, a tak vám tu nabízím, jen své subjektivní pocity.   Z hlediska rekreačního ježdění, zvláště máte-li k dispozici dostatečnou plochu (např. rozlehlejší parkoviště) a ne závodní dráhu, je z mého pohledu lhostejné, pro jaké řešení se rozhodnete. Snad jen, že s modelem řízeným naklápěním přední vidlice můžete díky snazšímu balancování s těžištěm modelu více vychutnat jízdu pomalou rychlostí.   Pokud vám ale přináší větší radost rychlá jízda modelu, a to i v zatáčkách, ev. máte ambici závodit, pak vám doporučuji dát přednost modelu, jehož směr jízdy je ovládán přímo, pomocí natáčení přední vidlice, neboť musím dát za pravdu mému RC motocyklovému guru Pavlu Holubovi, který když si před ním občas postesknu, že mě můj RC model motocyklu Thunder Tiger Ducati 999R neposlouchá tak, jak bych chtěl, vždy zvolá: “Ty jezdíš POMALU! NESMÍŠ jezdit pomalu!”:-D   Nicméně, po té, co jsem si zajezdil s tímto jeho modelem, musím říci, že jsem při tom měl pocit, že model naslouchá mým pokynům při pomalé jízdě zatáčkou snad ještě vstřícněji, než můj bývalý RC model motocyklu KYOSHO Honda NSR 500, řízený naklápěním přední vidlice.   Je to dáno semozřejmě tím, že Pavlův model je oproti mému Thunder Tiger Ducati 999R konstrukčně i stavebně lépe vybaven. Má kvalitní pneumatiky i odpružení podvozku. Díky použitému materiálu má výrazně nižší hmotnost, která je navíc optimálně rozložena. tj. těžiště leží na svislé rovině procházející podélnou osou modelu, a to výše, než u mého modelu. Hmota modelu je symetricky rozdělena vůči této rovině, a je rozložena u ní blíže, než u mého modelu. Svou nemalou roli v tom hraje i vyladěné zpřevodování pák a táhel řízení, a to včetně optimalizace předpětí pružin přenášejících prostřednictvím zarážek reakci páky serva na táhlo a s vhodného tlumení rotačního pohybu přední vidlice.   Z toho plyne poslední můj závěr, že i zde se vyplatí investovat do kvality.

 

29.7.2007