Нам нужно ввести некоторые основные физики здесь ...
«Угол тяги» - угол между землей и линией, проходящей от точки контакта шины до центра тяжести велосипеда + гонщика, - определяется исключительно скоростью и радиусом поворота. Давление в шинах при движении по неровной дороге будет в точности соответствовать весу велосипеда + гонщика (конечно, поделенным на две шины), а давление наружу - как бы проскальзывает. - будут определены законы центробежной силы. Если вы знаете эти две силы, вы можете использовать скво на бегемоте, чтобы вычислить «тягу» вдоль линии центра тяжести, и вы можете использовать триг, чтобы выяснить, каков угол к горизонтали.
Так что, наклоняется или нет велосипедист, имеет нулевую разницу в тяге (и склонности к скольжению) - это определяется исключительно скоростью и радиусом поворота.
В случае по существу цилиндрического поперечного сечения шины величина трения (чтобы противостоять скольжению) будет в первую очередь определяться коэффициентом трения материала шины и снижающимся весом на шине. Поскольку дорожная шина имеет практически одинаковый коэффициент трения по всей используемой поверхности, «наклон» шины оказывает незначительное влияние на сцепление.
Будет иметь место некоторая степень влияния на тягу в зависимости от того, насколько близко находится обод, и от того, как шина деформируется - можно обоснованно утверждать, что, поскольку шина наклонена и деформируется в боковом направлении, она будет «извиваться» больше, в результате чего в некоторой потере тяги. Но этот эффект будет незначительным на дорожных шинах высокого давления.
Два основных эффекта, которые следует рассмотреть здесь, являются более механическими. Один из них заключается в том, как геометрия велосипеда + наездника изменяется при прохождении велосипеда через небольшие неровности, а другой - в том, как рулевое управление ведет себя.
Что касается неровностей, рассмотрим два случая: 1) Велосипед, по существу, находится в вертикальном положении, когда гонщик наклоняется в поворот, чтобы достичь правильного угла тяги. 2) Наездник пытается оставаться в вертикальном положении, наклоняя велосипед (и обязательно нижнюю часть своего тела) в поворот.
В первом случае, когда встречается удар, мотоцикл будет толкаться вверх, при этом «поворот» тела гонщика изгибается, чтобы поглотить удар. Там будет мало изменений в общей «геометрии» «системы» (хотя могут быть некоторые изменения в геометрии спины гонщика, требующие исправления услуги хиропрактики). Во втором случае гонщик будет оставаться относительно неподвижным, в то время как угол наклона велосипеда к дороге резко меняется. Я думаю, ясно, что при прочих равных условиях второй случай приведет к менее стабильному поведению.
Что касается поведения рулевого управления, подумайте, сколько изменений в направлении происходит при незначительном изменении угла поворота рулевого колеса. У мотоцикла, по существу, вертикального, радиус поворота определяется почти полностью углом поворота рулевого колеса. Для изменения угла поворота требуется относительно значительное изменение угла поворота рулевого колеса.
С другой стороны, при наклоне велосипеда радиус поворота зависит от изгиба шины велосипеда - поскольку угол поворота рулевого колеса увеличивает точку, в которой шина касается дороги, движется вперед по диаметру колеса, так что незначительный изменение угла поворота руля приводит к гораздо более выраженному изменению радиуса поворота. Но интересным побочным эффектом этого является то, что по мере того, как мотоцикл наклоняется больше, он имеет тенденцию поворачиваться более резко, а поворот более резко увеличивает тягу наружу, стремясь направить мотоцикл вправо. Это приводит к относительно стабильной конфигурации рулевого управления.
Сетка этого для меня в том, что на относительно ровной дороге вы хотите наклонить велосипед «естественно», чтобы достичь оптимальной устойчивости (не только для скорости / безопасности, но и для снижения утомляемости водителя). Тем не менее, на менее идеальной поверхности человек может не захотеть наклониться так далеко. (Конечно, относительно осторожный наездник не будет ездить так быстро на плохих поверхностях, так что, естественно, будет меньше наклоняться.)
Но я подозреваю, что многое из того, как люди ездят (включая гонщика в этом видео), имеет больше общего с механикой тела, чем с механикой велосипеда. На длинном спуске наездник пользуется возможностью отдохнуть, но также должен быть очень внимательным, чтобы не потерять сознание. Определенные конфигурации тела позволят больше расслабления / восстановления основных мышц, в то же время оптимизируя управление и способность комфортно «выдерживать» удары, которые испытывают на высоких скоростях даже на «гладкой» дороге.