Велосипедист на тренажёре: велостанок из WeDo 2.0

Мотор вставлен в торец подставки и смотрит вдоль неё. В его гнездо воткнута чёрная ось, и на этой же оси сидит первый каток. Между ними больше ничего: сколько оборотов сделает мотор, столько же сделает каток. Шестерён в модели нет ни одной.

Катков три, мотор один. До двух других вращение доходит через резину. На внешнем конце каждой оси, снаружи рамы, надет прозрачно-голубой шкив с клиновой канавкой, и на все три шкива накинуто жёлтое резиновое кольцо.

Тянет оно за крайние: кольцо охватывает их почти на полкруга. Канавка на шкиве книзу сужается, ремень проваливается в неё и оказывается зажат с двух сторон — чем сильнее натянут, тем крепче держит. Средний шкив кольцо толком не обхватывает. Верхняя ветвь ремня ложится ему на макушку, нижняя подпирает снизу, и идут они навстречу друг другу — крутить средний каток им нечем.

Зачем вообще ремень, если бывают шестерни? Крайние оси стоят в разных концах рамы, и зубчатую цепочку между ними пришлось бы набирать из промежуточных колёс — кольцо делает то же самое одной деталью. А ещё оно умеет проскальзывать. Придержите каток пальцем на работающем моторе: ремень проедет по шкиву, и мотор продолжит крутиться как ни в чём не бывало. У зубьев так не выходит — зуб упирается в зуб, и застрявший каток останавливает мотор вместе с собой.

Катки лежат в ряд, и между соседними остаётся ложбина. В эти две ложбины и опускаются колёса велосипеда: заднее — между первым катком и вторым, переднее — между вторым и третьим. Каждое колесо держат сразу два катка. Скатиться некуда.

Шина катка и шина велосипеда одного диаметра — 30,4 миллиметра. Значит, оборот катка даёт оборот колеса, один к одному. Разная только ширина: у катка почти полтора сантиметра резины с крупным протектором, у велосипеда — три миллиметра.

Самое красивое здесь — направление. Катки и колёса стоят цепочкой: каток — колесо — каток — колесо — каток. Каждое следующее звено такой цепочки крутится наоборот, и через четыре смены знака крайние катки оказываются в одну сторону. Ровно это направление задаёт им ремень. Перекрути кольцо восьмёркой — и крайние катки пойдут навстречу друг другу, а колёса окажутся зажаты между двумя встречными дорогами.

Средний каток раскручивают сами колёса — они лежат на нём с двух сторон.

На настоящем велостанке всё наоборот. Там двигатель — человек: он крутит педали, колесо гонит барабан, барабан сопротивляется и изображает дорогу. Здесь мотор спрятан под дорогу, и дорога крутит велосипед. Педалей и цепи у модели нет — вращать колёса ими всё равно некому.

И равновесие модель с себя сняла. Под велосипедом на раме стоит белая пластина, и он надет на неё шипами — это единственное, что его держит.

Схему с тремя катками до конструктора придумали велосипедисты. Роллеры — это велостанок, на котором велосипед стоит целиком. Барабанов там тоже три: задним колесом велосипед становится в ложбину между двумя задними, переднее кладут на третий, а со среднего барабана на передний перекинут ремень, иначе переднее колесо просто стояло бы. Барабаны делают диаметром от 57 до 114 миллиметров.

Держать велосипед раме нечем. Он на ней стоит, и первые минуты на роллерах уходят на то, чтобы не съехать вбок. Фокус старый: Чарли «Милю-в-минуту» Мёрфи снимали на роллерах ещё в 1901 году, а в Британии пятидесятых на них устраивали гонки — в кинотеатре перед сеансом и в танцевальном зале между танцами.

Ту же геометрию забрали себе автомобилисты. Машину загоняют на беговые барабаны и меряют мощность прямо на колёсах; в старых стендах колесо ставили между двумя роликами — точно так же, как здесь лежит колесо велосипеда. На колёсах всегда намеряют меньше, чем выдал двигатель: пятнадцать-двадцать процентов съедает трение по пути от мотора к колёсам.

А вот та же пара «шина — ролик», только энергия течёт в обратную сторону. Динамка-бутылочка: ролик прижат к боковине покрышки, колесо крутит его, а с ним и генератор — тот даёт ток на фару. В дождь ролик проскальзывает по мокрой резине, и фара мигает. На модели то же самое: придержите колесо велосипеда пальцем — каток провернётся под ним вхолостую.

Собирают снизу вверх и с торца. Первыми ложатся две чёрные пластины 2×16 — длина модели задана сразу. На седьмом шаге в раму встаёт первый каток, к девятому стоят все три. Балок с отверстиями три: две лаймовые 1×12 и одна 1×16. Сквозь них продеты оси, а сверху балки закрыты гладкими плитками 1×8, без шипов. Пятнадцатый шаг — ремень, семнадцатый — мотор.

Резиновых колец в наборе два размера. Здесь нужно большое, жёлтое: ремню идти с крайнего шкива на крайний, через всю раму. Маленькие красные остаются для пролётов покороче — такие, например, стоят в «Кассе с конвейерной лентой».

Пока велосипеда сверху нет, прокрутите катки рукой. Крайние два должны идти вместе: тронешь один — второй пойдёт следом. Средний в этот момент стоит — его раскрутят колёса велосипеда. Идёт туго? Ось задевает балку — сдвиньте её на пару миллиметров, потом из-под велосипеда это делать неудобно.

Сам велосипед собирают отдельно, начиная с восемнадцатого шага, и до конца он живёт в руках. Колёса ему достаются те же прозрачные шкивы, что стоят на катках, только с тонкими шинами и на бежевых осях-штифтах. На двадцать седьмом шаге велосипед надевают на белую пластину между катками. Седок приходит последним, тридцать вторым: шесть деталей, из них печатная одна — плитка с глазом.

Набора хватает одного, и без натяжки. Прозрачных шкивов модель просит пять, в коробке их шесть; остальных деталей тоже с запасом.

Программа собирается в бесплатном приложении WeDo 2.0 и укладывается в три блока: старт, направление, мощность 6.

Блок направления решает, в какую сторону побежит дорога под колёсами — вперёд или назад. Мощность задаёт темп: шкала в WeDo 2.0 идёт от нуля до десяти, так что шесть — чуть выше середины. Попробуйте оба направления: колёса будут крутиться то как при езде вперёд, то как при откате назад.

Блока времени в цепочке нет: мотор включается и крутит, пока программу не остановят. Ни сколько «проехал» велосипед, ни что его сняли с катков, модель не знает. Датчиков в ней нет вовсе — ни наклона, ни движения, оба остаются в коробке.

Дорога бежит, велосипед стоит.