Los operadores de vehículos de vía única , como ciclistas y motociclistas , utilizan el contraviraje para iniciar un giro en una dirección determinada girando momentáneamente en sentido contrario a la dirección deseada ("girar a la izquierda para girar a la derecha"). Para realizar una curva con éxito, el centro de masa combinado del conductor y del vehículo de vía única debe inclinarse primero en la dirección de la curva, y girar brevemente en la dirección opuesta provoca esa inclinación. [1] La acción de contraviraje del piloto a veces se denomina "dar una orden de dirección". [2] [3] : 15
La literatura científica no proporciona una definición clara y completa de contraviraje. De hecho, "no siempre se hace una distinción adecuada entre par de dirección y ángulo de dirección". [4]
Al contravirar para girar a la derecha, se realiza lo siguiente: [5] [6]
Si bien esto parece ser una secuencia compleja de movimientos, todos los niños que andan en bicicleta la realizan. Toda la secuencia pasa prácticamente desapercibida para la mayoría de los ciclistas, por lo que algunos afirman que no lo hacen. [6]
También es importante distinguir el par de dirección necesario para iniciar la inclinación requerida para un giro determinado del par de dirección sostenido y el ángulo de dirección necesarios para mantener un radio y un ángulo de inclinación constantes hasta que llegue el momento de salir del giro.
Una bicicleta puede tomar una curva sólo cuando el centro de masa combinado de la bicicleta y el ciclista se inclina hacia el interior de la curva en un ángulo apropiado para la velocidad y el radio de la curva:
donde es la velocidad de avance, es el radio de giro y es la aceleración de la gravedad . [8]
Las velocidades más altas y los giros más cerrados requieren mayores ángulos de inclinación. Si la masa no se inclina primero en la curva, la inercia del ciclista y la bicicleta hará que continúen en línea recta a medida que los neumáticos se salgan de debajo de ellos a lo largo de la curva. La transición de andar en línea recta a negociar una curva es un proceso de inclinar la bicicleta en la curva, y la forma más práctica de provocar esa inclinación (del centro de masa combinado de la bicicleta y el ciclista) es mover los puntos de apoyo. primero en la dirección opuesta. [9]
A medida que se acerca al ángulo deseado, la rueda delantera generalmente debe girarse hacia la curva para mantener ese ángulo o la bicicleta continuará inclinándose con la gravedad, aumentando en velocidad, hasta que el costado entre en contacto con el suelo. Este proceso a menudo requiere poco o ningún esfuerzo físico, porque la geometría del sistema de dirección de la mayoría de las bicicletas está diseñada de tal manera que la rueda delantera tiene una fuerte tendencia a girar en la dirección de una inclinación.
El par real que el ciclista debe aplicar al manillar para mantener un giro estable es una función compleja de la geometría de la bicicleta, la distribución de masa, la posición del ciclista, las propiedades de los neumáticos, el radio de giro y la velocidad de avance. A bajas velocidades, el par de dirección necesario por parte del conductor suele ser negativo, es decir, opuesto al sentido del giro, incluso cuando el ángulo de dirección es en el sentido del giro. A velocidades más altas, la dirección del par de entrada necesario suele ser positiva, es decir, en la misma dirección que el giro. [7] [10]
A bajas velocidades el contraviraje es igualmente necesario, pero el contraviraje es entonces tan sutil que queda oculto por las continuas correcciones que se hacen al equilibrar la moto, cayendo a menudo por debajo de una diferencia o umbral de percepción apenas perceptible del piloto. El contraviraje a baja velocidad puede quedar aún más oculto por el consiguiente ángulo de dirección mucho mayor posible en la dirección del giro. [ cita necesaria ]
Un efecto de girar la rueda delantera es un momento de balanceo causado por la precesión giroscópica . La magnitud de este momento es proporcional al momento de inercia de la rueda delantera, su velocidad de giro (movimiento hacia adelante), la velocidad a la que el ciclista gira la rueda delantera aplicando un par al manillar y el coseno del ángulo entre los eje de dirección y la vertical. [10]
Para una motocicleta de muestra que se mueve a 22 m/s (50 mph) y tiene una rueda delantera con un momento de inercia de 0,6 kgm 2 , girar la rueda delantera un grado en medio segundo genera un momento de balanceo de 3,5 Nm. En comparación, la fuerza lateral sobre el neumático delantero cuando sale de debajo de la motocicleta alcanza un máximo de 50 N. Esto, actuando sobre la altura de 0,6 m (2 pies) del centro de masa, genera un momento de balanceo de 30 Nm. . [10]
Si bien el momento de las fuerzas giroscópicas es solo el 12% de esto, puede desempeñar un papel importante porque comienza a actuar tan pronto como el ciclista aplica el torque, en lugar de acumularse más lentamente a medida que la rueda se desvía. Esto puede resultar especialmente útil en las carreras de motos . [10]
Contravirar deliberadamente es esencial para conducir una motocicleta de forma segura y, como resultado, generalmente forma parte de los cursos de conducción segura impartidos por organizaciones como la Motorcycle Safety Foundation , el Canada Safety Council o los proveedores australianos de Q-Ride. Contravirar deliberadamente una motocicleta es una forma mucho más eficiente de girar que simplemente inclinarse. [3] : 15 A velocidades más altas, la propiedad de autoequilibrio de la bicicleta se vuelve más rígida, y una fuerza de entrada dada aplicada al manillar produce cambios más pequeños en el ángulo de inclinación. [3] : 16
Gran parte del arte de tomar curvas en motocicleta consiste en aprender cómo empujar eficazmente los puños en las curvas y cómo mantener los ángulos de inclinación adecuados durante la curva. Cuando surge repentinamente la necesidad de un viraje rápido hacia un lado en una emergencia, es esencial saber, a través de la práctica previa, que el contraviraje es la forma más eficiente de cambiar el rumbo de la motocicleta. [3] : 16 Muchos accidentes ocurren cuando ciclistas experimentados que nunca han desarrollado cuidadosamente esta habilidad encuentran un obstáculo inesperado.
Para fomentar la comprensión de los fenómenos relacionados con el contraviraje, a veces se utiliza la frase dirección positiva . [11] [12] Otras frases son "PRESIONAR - Para girar, la motocicleta debe inclinarse", "Para inclinar la motocicleta, presione la empuñadura en la dirección del giro" o "Presione hacia la izquierda - inclínese hacia la izquierda - vaya hacia la izquierda". [13]
La Motorcycle Safety Foundation enseña contraviraje a todos los estudiantes en todas sus escuelas, al igual que todas las escuelas de carreras de motos. El contraviraje está incluido en los manuales y pruebas de operadores de motocicletas estatales de los Estados Unidos, como Washington, [14] Nueva Jersey, [15] California, [16] y Missouri. [17]
Según el Hurt Report , la mayoría de los motociclistas en los Estados Unidos frenaban demasiado y patinaban la rueda trasera y frenaban demasiado la delantera cuando intentaban con todas sus fuerzas evitar una colisión. La capacidad de contravirar y desviarse estaba esencialmente ausente en muchos conductores de motocicletas. [18] La cantidad a menudo pequeña de contraviraje inicial necesaria para que la bicicleta se incline, que puede ser tan solo 0,125 segundos, mantiene a muchos ciclistas inconscientes del concepto. [19]
Las motocicletas de tres ruedas que no tienen la capacidad de inclinarse no necesitan ser contraviradas, y un par de dirección inicial en una dirección no resulta automáticamente en un giro en la otra dirección. Esto incluye plataformas de sidecar donde el automóvil está montado rígidamente en la bicicleta. El BRP Can-Am Spyder Roadster de tres ruedas utiliza dos ruedas delanteras que no se inclinan, por lo que gira como un coche. [20]
Algunos sidecars permiten que la motocicleta se incline independientemente del sidecar y, en algunos casos, el sidecar incluso se inclina en paralelo con la motocicleta. Estos vehículos deben contravirarse del mismo modo que una motocicleta en solitario. [21] El Piaggio MP3 de tres ruedas utiliza varillajes mecánicos para inclinar las dos ruedas delanteras en paralelo con el bastidor trasero, y para que se contravire de la misma manera que una motocicleta de dos ruedas. [20]
Los vehículos multivía inclinados deben equilibrarse contravirando antes de girar. Los vehículos inclinados de múltiples vías con inclinación forzada, como el Carver , se inclinan sin contravirar el control y el operador no los equilibra. Las versiones posteriores del Carver introdujeron el contraviraje automático para aumentar la velocidad de inclinación y reducir la fuerza necesaria para inclinar el vehículo. Otros vehículos de inclinación forzada pueden incorporar contraviraje automático. [22] En 1984 se desarrolló un prototipo de vehículo inclinable de múltiples vías que emplea contraviraje automático y no requiere ninguna habilidad de equilibrio. [23]
Con una bicicleta suficientemente liviana (especialmente una bicicleta ), el ciclista puede iniciar una inclinación y girar sin usar el manillar cambiando el peso del cuerpo, lo que algunos autores llaman contrainclinación . [8] [24] [25] [26] La experimentación física documentada muestra que en bicicletas pesadas (muchas motocicletas ) cambiar el peso corporal es menos efectivo para iniciar la inclinación. [27]
Lo siguiente se hace al contravirar usando el cambio de peso para girar a la izquierda:
La cantidad de dirección hacia la izquierda necesaria para equilibrar la inclinación hacia la izquierda adecuada para la velocidad de avance y el radio de giro está controlada por el par generado por el ciclista, nuevamente en el asiento o en el torso.
Para enderezarse al salir de la curva, el ciclista simplemente invierte el procedimiento para entrar en ella: hacer que la bicicleta se incline más hacia la izquierda; esto hace que gire más hacia la izquierda, lo que mueve las zonas de contacto de las ruedas más hacia la izquierda, lo que finalmente reduce la inclinación hacia la izquierda y sale de la curva.
Un estudio de la Administración Nacional de Seguridad del Tráfico en Carreteras demostró que la inclinación del conductor tiene una mayor influencia en una motocicleta más liviana que en una más pesada, [29] lo que ayuda a explicar por qué la dirección sin manos es menos efectiva en motocicletas pesadas. Inclinar el torso con respecto a la bicicleta no hace que la bicicleta se incline lo suficiente como para generar algo más que giros superficiales. Los ciclistas sin manos pueden mantener una bicicleta pesada centrada en un carril y realizar giros poco profundos en la carretera, pero no mucho más.
No es posible realizar maniobras complejas utilizando únicamente el cambio de peso, porque incluso para una máquina ligera la autoridad de control es insuficiente. [24] Aunque en una bicicleta suficientemente liviana (especialmente una bicicleta ), el ciclista puede iniciar una inclinación y girar cambiando el peso corporal, [8] no hay evidencia de que se puedan realizar maniobras complejas solo con el peso corporal. [27]
Algunos autores también utilizan el término contraviraje para referirse a la necesidad de las bicicletas de girar en la dirección opuesta al giro (ángulo de dirección negativo) para mantener el control en respuesta a un deslizamiento significativo de la rueda trasera. [10] Las carreras de motos se llevan a cabo en una pista ovalada con una superficie suelta de tierra, cenizas o esquisto. Los ciclistas deslizan sus máquinas hacia los lados, deslizándose o deslizándose en las curvas, utilizando una forma extrema de este tipo de contraviraje que se mantiene durante toda la curva. Esto también funciona, sin energía, para bicicletas en superficies sueltas o resbaladizas, aunque es una técnica avanzada.
El término también se utiliza en la discusión de la técnica de conducción de automóviles llamada deriva .
Wilbur Wright explicó el contraviraje de esta manera:
He preguntado a decenas de ciclistas cómo giran a la izquierda. Nunca he encontrado una sola persona que expusiera todos los hechos correctamente cuando se le preguntó por primera vez. Casi invariablemente decían que para girar a la izquierda giraban el manillar hacia la izquierda y como resultado giraban a la izquierda. Pero al interrogarlos más a fondo, algunos estarían de acuerdo en que primero giraron el manillar un poco hacia la derecha, y luego, cuando la máquina se inclinaba hacia la izquierda, giraron el manillar hacia la izquierda y como resultado hicieron el círculo, inclinándose hacia adentro. [30] [31]
"Contraviraje" se refiere al movimiento momentáneo del manillar en la dirección opuesta al giro deseado.
Un par positivo hacia la derecha conduce a ángulos de dirección y balanceo negativos, correspondientes a un giro a la izquierda. Este comportamiento a menudo se denomina contraviraje y parece que se conocía desde los primeros días del ciclismo, aunque no siempre se hace una distinción adecuada entre el par de dirección y el ángulo de dirección.
[Una] motocicleta tiene que inclinarse para girar, y el contraviraje hacia la izquierda saca la rueda delantera de debajo de la motocicleta, lo que hace que la motocicleta se incline hacia la derecha. Entonces, la secuencia básica para girar a la derecha es la siguiente: gire las barras hacia la izquierda para comenzar el giro y luego déjelas girar hacia la derecha a medida que adopta una actitud constante en las curvas. Muchos (si no la mayoría) de los motociclistas no son conscientes de esta secuencia y la encuentran un poco increíble... [pero] es la única manera de hacer que una motocicleta gire rápidamente.
