Тормоз с «эффектом вбитого клина»

Итак, спонсор сегодняшнего выпуска — чёртова ангина. Поскольку ничего умного голова делать не может, а руки делать что‑то точное отказываются — на арене нашего цирка очередная велосипедная чушь. А поскольку я сейчас тормоз — речь тоже сейчас буду вести о себе подобных.
Хорошо, когда у тормозных колодок большой ход! Даже после не самых удачных приземлений ничего не начинает затирать и не требует срочно ловить миллиметры в условиях нанотехнологической мастерской, которые так часто встречаются в лесах. Но большой ход означает большое плечо рычага. А большое плечо рычага означает, что для их сжатия потребуется сверхчеловеческое усилие на ручке. Нет, хорошо, когда у тормозных колодок маленький ход! Вот, например, дисковые тормоза… гидравлика… погнутые ди… ой, стоп, это уже лишнее. Что ж делать‑то?
Попробуем сделать большой ход, чтобы нам было всё равно, что уж там у нас потеряло заводскую форму после «уборки» в какой‑нибудь пень — ну, а усилие прижима колодок возьмём, собственно, от момента вращения колеса, а не чисто от ручки тормоза.

Первое наивное решение — просто сделать колодки на длинных рычагах, причём оси рычагов расположить так, чтобы возникающее при торможении трение прижимало колодки ещё сильнее. Увы, первая же попытка отрегулировать это чучело‑дрючело наглядно продемонстрирует нам носом об асфальт бесплодность этого подхода. Сделать оси не слишком далеко от колеса? Ну, тогда мы вряд ли заметим какой‑то выигрыш. Сделать далеко? После малейшего касания система с характерным «БДЫМНЬ!» затормозит мёртвой, наглухо клинящей бульдожьей хваткой (особенно это будет интересно на переднем колесе, наверное…) Отрегулировать? Нуууу, тогда в дождь система выродится в первый вариант, а попадание любого липкого предмета (например, тополёвой почки) вызовет ВЗДРЪЖНИ ЭФФЕКТ из второго варианта.
Что ж, зайдём с другой стороны. Пусть оси, вокруг которых поворачиваются рычаги, будут «обуты» в какие‑нибудь ролики. Заставим эти ролики катиться по каким‑нибудь там пазам, меняя «коэффициент заклинивания». Более того — нам тогда и сжимать колодки не потребуется! Просто поставим маленькую пружинку, которая заставит их легонечко коснуться колеса, и пару упоров, которые не дают им лежать на нём постоянно (правда, потребуется какой‑то дополнительный параллелограмм, заставляющий колодки двигаться строго синхронно — тут не ви‑брейки, тут шаляй‑валяй «одна коснулась первой, вторая — через полчаса» совершенно неприемлем! Как минимум, движение их осей (роликов) должно быть строго симметричным).

Увы! Как только колодки коснутся колеса, их ролики без всякой нашей помощи разлетятся в крайние положения, создавая максимальное усилие торможения — ну а дальше снова разлетимся мы.

Если же мы сделаем пазы наискосок — мы опять получаем огромное усилие на ручке, потому что ролики теперь пытаются «съехаться» и отпустить колесо, а мы героически раздираем их обратно в рабочее положение.
Ну наконец‑то стало ясно, в какую сторону нужно было думать!

Снабдим, наконец, нашу бедную колодку собственным шарниром! Пусть она при любом наклоне рычага будет параллельна «тормозимой части» колеса. Теперь у нас появилась простая и понятная точка, вокруг которой вращается рычаг. Очертим вторым концом, на котором ролик, дугу окружности — вот это и будет паз, соответствующий нулевому усилию. Момент колеса передаётся на колодку, та стремится сдвинуться по схеме вверх, создавая «пыряющее» усилие своим роликом, но поскольку оно строго радиально — никакого желания сдвинуться у ролика оно не вызывает (пока колодка не изношена и центр окружности не сместился ближе к колесу. С учётом этой проблемы придётся всё‑таки немножко отойти от строгой дуги, чтобы тормоз возвращал часть усилия и требовал всё‑таки его прижимать, а не просто намекать одним мизинцем). Естественно, как и во всех предыдущих вариантах — на ролик действует реакция опоры (края паза), и чем он дальше от колеса — тем большая её часть идёт на усиление прижима. Ура, тормоза начали слушаться! Чем сильнее нажимаем — тем шире расходятся ролики, пока колесо не начинает затормаживать само себя. Некоторая фиксированная долька этого усилия (определяемая тем, насколько далеко мы провели зелёную «практическую» дугу от чёрной «теоретической») возвращается нам на ручку, причём это не доля от усилия прижима — это доля от усилия торможения! То есть мы чётко ощущаем, с какой именно силой мы сдерживаем в данный момент колесо. Не силу, приложенную к колодкам, а момент торможения на колесе! Ай да мы, правда? Независимо от степени укаканности матчасти и трения между колодкой и колесом, мы можем точно дозировать усилие торможения сообразно ситуации и покрытию (правда, на неподвижном велосипеде тормоз провалится практически без усилия — момента торможения‑то нет! А против отката «задним ходом» с какой‑нибудь горки этот тормоз вообще бессилен — он тупо не сработает).
Но осталась проблема: как же Кржемелику и Вахмурке сдвинуть теперь велосипед, на котором стоят двое таких часов с кукушками? Может быть, им поможешь ты, читатель?
В комментарии приглашаются все желающие добиться такого же эффекта без громоздкой конструкции — какими‑нибудь роликами, шариками, тузиками или кулачками. Излагайте свои варианты 🙂