Зачем нужны передние тормоза?

Большинство историй о велосипедных авариях (без учета столкновений), о которых я слышал, связаны со слишком сильным нажатием на передний тормоз и переворотом, часто при езде на велосипеде по спуску.

Почитайте, например, рассказ этого парня :

Я езжу на работу за несколько миль на велосипеде по городу. Сегодня кто-то вышел передо мной, и я слишком сильно нажал на тормоз и перелетел через руль. Я получил легкий перелом локтя, потому что я выставил руки перед собой, и ладони моих рук были разрушены.

По моему собственному опыту, у меня также были довольно серьезные аварии с передним тормозом:

Я ехал под гору (возможно, слишком быстро) и нажал на передний тормоз. Затем я начал летать в стиле Супермена, краем глаза наблюдая, как мой байк делает как минимум три полных сальто. Не смешно.

Итак, вопрос - зачем нам передние тормоза? После моей аварии я редко (если вообще когда-либо) использовал передний тормоз, и я отлично езжу на велосипеде.

Я также был очень озадачен, когда брал где-нибудь велосипеды напрокат и обнаружил, что у велосипедов были только передние тормоза — на мой взгляд, задние тормоза гораздо безопаснее в использовании.

Итак, для чего нужны передние тормоза?

Передние тормоза намного эффективнее задних. Мне нравится иметь возможность действительно тормозить, если мне нужно. Просто научитесь ими пользоваться, и они спасут вас. Неиспользование передних тормозов означает, что вы не перелетите через решетку, а вместо этого просто врежетесь в препятствие.
Я не могу представить себе езду без использования переднего тормоза. По сути, он делает всю работу, когда-нибудь спуститесь на велосипеде с холма (медленно) и попробуйте разные методы торможения; только спереди (очевидно, делайте это слегка), только сзади, оба. Вы почувствуете разницу.
Нашел аналогичный вопрос здесь , должно быть полезно.
@ W1ll1amvl Обязательно прочитаю. Спасибо!
Короткий ответ - Из-за физики.
Как и со всеми полезными инструментами, с передними тормозами можно сделать что-то не так. Если бы этот класс аргументов имел какую-либо ценность, мы бы давно запретили автомобили, потому что, хотя они и полезны, они чрезвычайно опасны.
Если вы думаете, что сможете быстрее остановиться с задним тормозом, снимите передний тормоз.
Я видел другой вопрос и не верю, что это дубликат; тот спрашивает, как пользоваться передним тормозом; этот спрашивает, почему они являются частью дизайна велосипеда.
Как насчет велосипедов .

Ответы (6)

Я думаю, вам нужно отделить ошибку оператора от оптимального механического функционирования.

Механическое преимущество

Своими собственными анекдотичными свидетельствами вы продемонстрировали, насколько мощными могут быть передние тормоза. Короче говоря, у нас есть передние тормоза, потому что они самые мощные тормоза. Когда велосипед (или любое транспортное средство) замедляется, вес смещается на переднее колесо. Поскольку велосипедные шины работают за счет статического трения, а статическое трение пропорционально приложенной силе, в условиях торможения переднее колесо будет иметь наибольшее сцепление с дорогой (при условии, что дополнительные силы, такие как поворот, не прилагаются). Напротив, чем сильнее вы тормозите, тем меньше силы прикладывается к заднему колесу и уменьшается статическое трение задней шины. В результате, чем сильнее вы тормозите, тем меньше сцепление с задним колесом, что снижает максимальную тормозную силу (здесь происходит что-то вроде петли отрицательной обратной связи).

Проблема, как вы определили, связана не с физикой включения переднего тормоза, а с ошибкой оператора.

Правильная работа

Как свидетельствуют ваши анекдотические рассказы, многим водителям велосипедов незнакомо правильное положение тела при экстренном торможении. Если вы научитесь перемещать свой вес назад (в идеале за седло) во время сильного торможения, то перелезть через руль будет практически невозможно (за исключением очень крутых подъемов). На флэте при правильном положении тела возможен разрыв сцепления с передним колесом до того, как он переедет через руль.

Тогда вопрос становится вопросом образования. По сути, вы спрашиваете, следует ли снять передние тормоза, потому что многим не хватает достаточного образования в том, как управлять велосипедом. Это политический вопрос, и неясно, существует ли «правильный» ответ.

Развлечение с физикой

Даже если колесо катится, тяга регулируется законами статического трения. Когда часть шины касается земли, она не скользит по земле (обычно). С точки зрения физики это можно считать телом «отдыха», как бы странно это ни звучало.

Сила сопротивления, наблюдаемая в покоящемся теле, определяется как

Fsμ * Fn _ _

Где F s — сила сопротивления, μ — коэффициент трения, а F n — нормальная сила. Нормальная сила — это сила, приложенная перпендикулярно измеряемой силе сопротивления, на наклонной поверхности нормальная сила меньше, чем на плоской поверхности. Сила сопротивления ( F s ) может находиться в диапазоне от нуля до максимума μ * F n .

Сила сопротивления - это то, что делает торможение или поворот. Если торможение или поворот превышают силу сопротивления, ваша шина скользит. Коэффициент трения зависит от таких факторов, как состав шин, давление в шинах и дорожное покрытие. Акт торможения не изменит его (если только вы не превысите силу сопротивления).

При торможении Fn увеличивается для переднего колеса и уменьшается для заднего из-за смещения веса. Таким образом, максимальное тормозное усилие, которое может быть приложено, увеличивается для переднего колеса и уменьшается для заднего колеса, чем сильнее вы тормозите.

До тех пор, пока вы не добавляете другие переменные, такие как распределение веса водителя (то есть слишком большой вес впереди), изменение дорожных условий и превышение максимальной силы сопротивления шин (в противном случае вы не попадете в аварию). Переднее колесо — лучшее место для сосредоточения тормозных усилий.

Я не в первый раз думаю, что нам действительно нужен MathJax, который использует Math.Se. По крайней мере, мы могли бы кодировать μ и индексы так, чтобы они хорошо отображались.
@ andt256 ... Можно поспорить, если они вам нужны, вопрос относится к matt.se, поскольку он больше о математике, чем о велосипедах ..... Хотя этот вопрос, вероятно, относится к sceptics.se - предпосылка вопроса - обратная сторона тормоз безопаснее, что противоречит коллективному мнению велосипедного сообщества.
@mattnz - почему у нас не может быть математики и велосипедов? Большая часть математики, связанной с ездой на велосипеде, относительно проста и утомительна для большинства математиков, но может иметь отношение к вопросам, связанным с ездой на велосипеде.
Это F_s max - если нет силы, действующей в направлении, перпендикулярном нормали к поверхности, статическая сила трения равна нулю.
@Batman - я обновил формулу, чтобы она была более технически правильной. Обратите внимание, что я определил ее как «силу сопротивления», а не как «статическую силу трения», что подразумевает максимально возможную силу.

Итак, для чего нужны передние тормоза?

Они нужны нам для максимальной эффективности торможения и лучшего контроля над байком. Ваш вопрос ошибочен в том смысле, что в нем есть только анекдоты от неквалифицированных гонщиков. Давайте посмотрим на некоторые похожие примеры неправильного использования оборудования:

  • зачем нам задние тормоза? Они не эффективны, и в прошлый раз, когда мой друг использовал их, велосипед занесло, он потерял контроль над велосипедом, упал на землю и сломал ногу.
  • зачем нам рычаги переключения передач? В прошлый раз, когда я использовал их (стоя и очень сильно крутя педали), цепь порвалась, и я перелетел через руль, приземлившись зубами на землю.
  • почему у нас есть осевые болты вместо того, чтобы постоянно закреплять ось на вилке и нижних перьях? Мой брат поехал, но его гайки переднего моста были ослаблены. В середине поездки у него оторвалось переднее колесо, и он сильно разбился, повредив нос и солнцезащитные очки Top Gun Aviator.
  • почему звездочки трансмиссии имеют зубья? Моя невеста ехала на моем велосипеде в своем свадебном платье, и он застрял между звездой и цепью, разорвав его на части. Это обошлось мне в 2000 долларов.
  • почему у нас есть... (хорошо, вы поняли) ...

Есть больше факторов, чем просто передний тормоз, которые способствуют аварии с переворотом.

Я сам однажды попал в аварию. Это происходит так быстро, что у вас никогда не будет времени, чтобы отклонить свое тело назад и обеспечить большее сцепление с задним колесом, как заявляли другие.

Я должен перечислить некоторые факторы, которые способствуют несчастным случаям в стиле «переворота»:

  1. Торможение: как уже было сказано, если вы нажмете на передний тормоз, импульс, который вы создали за мгновение до аварии, все еще существует. Этот импульс передается в основном на руль. Существует чистый крутящий момент, который переворачивает велосипед (при условии, что колесо неподвижно в момент переворота, что верно, потому что именно так вы переворачиваете велосипед), горизонтальная сила от вашего импульса к рулю заставляет велосипед вращаться. В здравом смысле вы можете попробовать это, задействовав передний тормоз и толкнув руль горизонтально, и посмотрите, как легко перевернуть велосипед.
  2. Положения для езды на велосипеде: агрессивное положение (гоночное) будет способствовать большему крутящему моменту велосипеда в момент переворота, потому что все ваше тело может быть остановлено только через руль. На горном велосипеде импульс частично передается на сиденье и педали из-за более вертикального положения педалей. Помните, что ваше тело примерно в 3-5 раз превышает вес велосипеда, и они находятся на вершине велосипеда. Так что чем выше вы от земли, тем легче вам свалиться. Примечание: это также имеет какое-то отношение к положению руля.

  3. Положение руля: хотите верьте, хотите нет, но высота и угол наклона руля относительно земли также определяют, насколько легко вы можете перевернуть велосипед. Чем отсталее, тем лучше; чем ниже, тем больше шансов не перевернуть велосипед.

  4. Скорость: очевидно, это связано с импульсом вашего тела.
    Диаграмма силы и крутящего момента на велосипеде при торможении

Итак, вы видите:

  1. Заднее торможение: при торможении только задним тормозом теряется сцепление с дорогой. Причина в том, что когда вы замедляетесь, ваш импульс переносится вперед на руль, слегка приподнимая велосипед (кувыркаясь вперед). Вот почему задняя часть всегда теряет сцепление с дорогой первой, когда вы замедляетесь.
  2. Что дальше? Когда вы теряете торможение на заднем колесе, только торможение на переднем помогает вам избежать катастрофической аварии.
  3. Что вызывает перелистывание? Ваш импульс все еще передается вперед, и ему сопротивляется то, где вы можете держаться за свой велосипед. К сожалению, это в основном руль. Таким образом, когда вы тормозите достаточно сильно (или, точнее, мотоцикл тормозит достаточно), крутящий момент от вашего оставшегося импульса побеждает крутящий момент, создаваемый вашим весом (Примечание: точка опоры находится в месте контакта между землей и передним колесом). Это ваш самый редкий момент, когда вы чувствуете себя суперменом, пролетая над дорогой из криптонита. Оставь себе хорошую память!

Побочная история

Есть и другие основные причины переворота. Например, моя последняя авария, я хорошо тормозил, пока машина все-таки не решила заставить меня вильнуть еще сильнее. Таким образом, торможение с поворотом в значительной степени требует «неудачного аэрофлипа». Вы теряете сцепление с передним колесом, вы теряете баланс всего мотоцикла, вам... ну, почти не за что держаться, кроме как "Отпусти". Подготовьте свое сознание к шоку, проверьте свои пальцы, если вы все еще чувствуете его, затем пальцы ног; поднесите палец и перемещайте свои видения, чтобы убедиться, что у вас нет двойного зрения. Просите помощи! О боже, я просто хочу обнять того, кто попал в аварию с перевернутым велосипедом, если у меня будет шанс.

Спасибо за моральную поддержку в конце вашего ответа; если вам от этого станет легче, тот несчастный случай, о котором я писал в вопросе, произошел как минимум 10 лет назад :)

У нас есть передние тормоза, чтобы остановиться.

При аварийной остановке на заднее колесо почти не действует вес, и заднее колесо имеет очень слабое сцепление с дорогой. В каждом из этих случаев мотоцикл не остановился бы там, где он остановился, и, безусловно, есть ситуации, когда дальнейшее движение было бы более опасным.

Существует правильная техника, которая заключается в том, чтобы откинуться назад и опуститься, опираясь на руки. Это снижает вероятность заголовка.

На асфальте другая хитрость заключается в том, чтобы использовать 90% спереди и 10% сзади. Если задняя часть начинает соскальзывать, значит, вы близки к тому, чтобы перевернуться, и передняя часть должна немного ослабнуть. Не просто нажимайте на передний тормоз, а модулируйте его. Чем больше вы используете переднюю часть, тем больше у вас будет практики в управлении силой торможения.

Помимо других ответов, есть один большой: законность. Например, в Германии требуется две независимые тормозные системы. Самый простой способ добиться этого (особенно на велосипедах с муфтой свободного хода) - поставить один тормоз спереди и один тормоз сзади.

Причиной принятия законов, скорее всего, является избыточность. Если один из тормозных механизмов выйдет из строя, вы должны использовать второй. Представьте, что вы спускаетесь с большого холма, и ваш тормозной трос рвется. Не было бы хорошего способа остановить ваш велосипед. Со вторым тормозом вы можете просто использовать другой. хорошо держать оба тормоза в рабочем состоянии, потому что в экстренной ситуации у вас не будет времени переключиться на исправный, если тот, которым вы пользуетесь, сломается.

Зайдите на YouTube и введите в поиск «основные навыки езды на горном велосипеде». Это лучший учебник по техническим навыкам, который я смотрел. Они также научат вас, как правильно делать перерыв при спуске.

На мое личное мнение? 60% спереди, 40% сзади, и никогда не наклоняйтесь вперед. Держите голову высоко, тело низко, пятки опущены, согните колени, затем медленно нажмите задний тормоз вслед за передним тормозом и оба (снова 60% спереди, 40% сзади). Почувствуйте свой центр тяжести и сбалансируйте его, используя свое тело и тормоза. Всегда расслабляйтесь и дышите, спускаясь по склону, и используйте тормоза ТОЛЬКО при необходимости. Насколько это возможно, развивайте свои технические навыки и смотрите на трассы впереди, спускаясь по склону, чтобы избежать ненужного использования тормозов. Всегда готовьтесь за 3 метра и тормозите только на скатах, обрывах и очень крутых поворотах.