NIEUWS

Wat betekent 'naloop'.



Zelf experimenteren met ‘zelfrijdende’ fiets

De bijzondere eigenschappen van de fiets worden duidelijk als hij wordt vergeleken met een hoepel of een los wiel. Een los wiel dat een zetje krijgt en vrij kan wegrollen blijft dankzij het gyroscopisch effect een tijdje overeind maar weet zich niet te herstellen van een verstoring in de vorm van een zijdelingse duw. Die leidt tot fatale slingeringen en een snelle val.

De fiets (zonder berijder) die na een voorwaartse zet vrij kan uitrijden heeft wél het vermogen zo’n verstoring op te vangen. Een zijdelings stoot brengt hem weliswaar aan het slingeren, waarbij het frame flink kan overhellen, maar de slingeringen dempen uit en de fiets verheft zich weer snel. Dat is de zelfstabiliteit.

Hij komt alleen tot stand als het voorwiel zó kan bewegen dat hij de lijn tussen de contactpunten van de wielen met de weg onder het zwaartepunt van de fiets brengt. Een fiets waarvan het stuur is vastgezet, bijvoorbeeld door de handvatten aan het zadel vast te binden, valt na een voorwaartse zet subiet om. Ook een fiets die een zet in achterwaartse richting krijgt valt direct om.

Anderzijds is een fiets waarvan het stuur achterstevoren is gezet, en die aldus een extra grote naloop kreeg, wel zelfstabiel. Dat de fiets in deze configuratie heel andere eigenschappen heeft blijkt als je er een rondje op rijdt. Voor het gewone bochtenwerk moet harder aan het stuur worden getrokken dan anders. Dat wordt extra duidelijk als je, rechtuit fietsend, extreem naar rechts uithangt. Het frame helt dan automatisch sterk naar links en het voorwiel wil zich in de stand voor een linkerbocht zetten. Het stuur moet ongewoon zwaar rechtsom worden getrokken om de fiets op het rechte spoor te houden. Een fiets zonder naloop heeft dat niet.

Wie een fiets aan de hand meevoert zal hem daarbij meestal aan het stuur vasthouden. Maar de fiets is ook met de hand aan het zadel te besturen door hem naar links of rechts te laten overhellen. Het voorwiel draait dan ‘vanzelf’ de juiste kant op. Dit is in essentie ook hoe het rijden ‘zonder handen’ gaat. In dit geval ontvangt het zadel de sturing van de billen. Hoe die hun kracht of koppel overdragen is niet helemaal duidelijk; kan het zadel erg makkelijk draaien dan is het rijden zonder handen praktisch onmogelijk.

De theorie leert dat de zelfstabiele fiets die zich, rijdend en aan zichzelf overgelaten, herstelt van een slingering de slingerenergie weer omzet in voorwaartse beweging. Dat heet ‘energieconservatief’. Sachin Chitta van de University of Pennsylvania heeft aangetoond dat een wielrijder dit effect kan gebruiken om vooruit te komen zonder de pedalen te gebruiken, gewoon door heel hard heen en weer te schudden. ‘Biking without pedaling’, heet dat.