Een publicatie over dit fietsmodel stond onlangs in het wetenschappelijke tijdschrift Proceedings of the Royal Society, en het universiteitsblad Delft Integraal sprak met de onderzoekers.
‘Fietsfabrikanten hebben nooit geweten hoe een fiets precies werkt’, vertelt onderzoeker dr.ir. Arend Schwab daarin. ‘Ze hebben hun fietsen altijd experimenteel moeten verbeteren. Daar is op zichzelf niets mis mee. Maar met ons model kunnen ze alle factoren die van invloed zijn op de besturingseigenschappen in de computer invoeren. Het model rekent vervolgens uit hoe de fiets zich zal gedragen bij verschillende snelheden.’
Volgens veel wiskundigen dankt de fiets zijn stabiliteit vooral aan het feit dat het moeite kost om draaiende massa van richting te doen veranderen: het gyroscopisch effect. ‘Het gyroscopisch effect speelt zeker een rol’, zegt Schwab. ‘Maar wiskundigen die te veel uitgingen van dit principe, zaten er naast. In ons model hebben we het gewicht van wielen verwaarloosd en ook toen nog bleek het mogelijk de fiets stabiel te maken. Dat fietsen met kleine wielen niet stabiel zouden zijn, klopt trouwens ook niet.’
Intuïtief kent iedereen het belangrijkste samenspel van krachten dat ervoor zorgt dat we rechtop blijven fietsen: de combinatie hellen en sturen. Het verklaart waarom we, als we een bocht naar rechts willen maken, eerst ons stuur een beetje naar links draaien. Door dit zogenaamde tegen sturen ontstaat een kracht die de fiets de andere kant op doet hangen: de kant waar we eigenlijk naartoe willen. Het verklaart ook waarom we vallen als we te dicht langs een stoeprand fietsen: we komen er niet meer van weg zonder de stoep te raken, aldus het verslag in Delft Intergaal.
Voor het stuur geldt dat hoe schuiner de voorvork van de fiets naar beneden steekt, hoe stabieler de fiets rechtuit gaat, maar hoe lastiger hij de bocht om gaat. “Maar ook de massaverdeling is ontzettend belangrijk’, vertelt collega onderzoeker Kooijman. ‘Door het zwaartepunt van de fiets wat naar voren te schuiven maak je de fiets ook stabieler.’
Vijfentwintig van dit soort parameters verwerkten de Delftenaren in hun model. ‘Het uiteindelijke doel van dit fietsonderzoek is om het menselijke rijgedrag mee te nemen in het model, zodat ze het samenspel van de fiets en de bestuurder kunnen onderzoeken. Hierdoor kunnen we in principe voor iedereen een fiets op maat maken. Mensen die moeilijk hun evenwicht kunnen houden, hoeven dan niet meer op een driewieler te rijden.’ Fietsfabrikant Batavus heeft aangekondigd de resultaten van het onderzoek te gaan gebruiken bij het ontwikkelen van fietsen.