Над цим питанням мало хто задумується, а тим паче ті, для кого катання на велосипеді стало звичною, буденною справою. Бо навчитися їздити на двох колесах напрочуд легко: кілька порад досвідченого — і ти, вважай, уже велосипедист. Це на практиці, а в теорії велоїзди, хоч як це дивно, поки що повної ясності немає. Тож питання, чому їдучий велосипед не падає на двох опорах, — залишається відкритим.
Існує кілька теорій руху велосипеда, але кожна лише трохи відхиляє завісу таємниці його перекочення. Наприклад, найстарша з них доводить, що велосипед утримує рівновагу завдяки діям свого "вершника". Як тільки той відчуває, що "екіпаж" хилиться набік, він інстинктивно повертає кермо в напрямі падіння. І велосипед тоді рухається по кривій. Згідно із законами фізики, в ньому виникає центробіжна сила, спрямована протилежно нахилу, що й випрямляє велосипед. Начебто резонно, бо й велосипед сам по собі не стоїть вертикально, більше того, як би переднє колесо не поверталося, далеко теж не поїдеш. Тоді як розтлумачити те, що чим більшу швидкість розвиває велосипед, тим стійкіший він у русі?
Велосипедисти знають, що на значній швидкості уміння тримати рівновагу зайве, воно відпадає мимоволі. І якщо б ви поривалися впасти на швидкості понад 30 кілометрів за годину, спроба була б марною, бо відчуєте сильну протидію Стійкість велосипедних коліс, яку спричиняє сам рух, взялася витлумачити теорія, в основу якої покладено гіроскопічний ефект.
У всякого тіла, що обертається, виникають сили, які "намагаються" утримати його в площині обертання. Пригадайте вертку дзигу, якою забавлялися в дитинстві. Хоча гіроскопічну силу можна відчути, так би мовити, на дотик. Візьміться обома руками за вісь велосипедного колеса, розкрутіть і спробуйте повернути його в будь-який бік. Колесо "покаже" свою впертість. То пручатимуться сили, які фізики назвали гіроскопічними. Дослідники виявили, що в ідеалі велосипед зберігає рівновагу, коли центр його ваги припадає на лінію, що сполучає точки дотику землі обома колесами. Якщо ж центр ваги виступає за умовну пряму, а це буває в момент нахилу велосипеда, то він починає падати. Аби утриматися від падіння, велосипедист вмить повертає центр ваги на лінію між опорами. Власне, до такого "автоматичного" уміння утримувати рівновагу і зводиться навчання їзди на велосипеді.
Здавалося б, поєднання цих двох теорій цілком пояснює феномен велосипедної стійкості. Однак допитливі голови наполягають визнати й інші причини стабілізації веломашини по вертикалі. Так, одні стверджують, що вона "стоїть на ходу" завдяки товщині своїх шин подібно вузькому асфальтовому котку. Згідно з доведеннями других, у момент нахилу шина переднього колеса зчіплюється із землею не серединою, а боковиною, і внаслідок тертя спрацьовує сила, яка начебто повертає колесо вбік. І тоді велосипед котить по кривій за теорією, названою першою.
Треті вбачають стабілізуючу силу в геометрії керма: його вісь нахилена дещо назад, а кінців'я передньої вилки — навпаки, вигнуті вперед. Якщо подумки подовжити вісь керма до перетину із землею, то точка доторку переднього колеса опиниться позаду. На думку спеціалістів, така будова керма теж "продукує" силу, яка працює на чіткість руху. До речі, сам принцип підвіски переднього велоколеса широко застосовується в техніці, зокрема в авіаційній — в конструкції шасі літаків.
Як повідомляє журнал "Наука и жизнь", перевірити існуючі теорії велосипедної стійкості взявся кілька років тому англійський учений Девід Джонс. Сконструювавши кілька експериментальних моделей велосипеда, він дійшов висновку, що теорія про шини несерйозна, про тертя боковинами — сумнівна, оскільки його сила незначна, а решта — мають рацію. Його ж особисті симпатії на боці гіпотези, яка проголошує самовиставляючі властивості переднього колеса.
Американські інженери Уїтт і Вілсон, автори книги "Велосипедна наука", називають значно більше факторів (близько 15!), що зумовлюють стійкість велосипеда. Окрім реакції велосипедиста, гіроскопічного ефекту та геометрії передньої вилки, вони долучають ще масу веломашини, відношення її ваги до ваги велосипедиста, відстань між колесами (якщо коротка — висока маневреність, але мала стабільність; більша, як у тандемів, — навпаки), пружність рами, зв'язок їздця з веломашиною (чи є на педалях затискачі для ніг — тукліпси), наявність підпружиненого сідла тощо. Як математично звести усі чинники в єдину узагальнюючу "формулу велосипеда", на жаль, поки що ніхто не спромігся зробити це. Отже, велосипед можна порівняти з тією жар-птицею, яка лише частково підкоряється людині, залишаючи на відстані невловиму таємницю своїх крил…