Donderdagmiddag ritje / Thursday ride

Mooi weer weer, zonnetje schijnt maar het is toch fris en er staat een hardere wind dan ik dacht. De Quest wordt af en toe naar de zijkant van de weg geblazen en meer dan een beetje tegensturen kan ik niet doen. Zo meteen maar de luwte opzoeken, ik koop er niks voor als ik straks met Quest en al de dijk afgeblazen ga worden.

Met dank aan Hans -themoviemaker- Fransen voor het lenen van zijn action cam.

   For English please scroll down.

Bij het oversteken in Zoetermeer moest ik even op wat auto's wachten. 2 Mannen met hond keken geinteresseerd naar de Quest en eentje vroeg zich hardop af hoe of dat ik daar nou in zou komen. (hij had waarschijnlijk niet in de gaten dat het schuimdeksel los kan).

'Nou', zei ik, terwijl ik mijn schoen demonstratief door het voetgat stak, 'Kijk, hier aan de onderkant zit een ..., oh, we kunnen oversteken, nou tot ziens dan maar !'


Jammer genoeg kon ik hun gezichten niet goed zien in m'n spiegels ...


Hierbij de link naar de route op Strava.

  
Nice weather today, the sun is shining but it's chilly outside and there's more wind than I expected. During the ride the Quest is sometimes blown to the side and there's nothing else I can do except a little steering.
The next part of the ride shall be in the less windy area. I don't want to be blown off the dike. (cuts and brushes will heel by themselfes, but not the carbon one's ...)

Special thanks to Hans -themoviemaker- Fransen for the use of his action cam.

At a road crossing in the city of Zoetermeer I had to wait for some cars. Next to me there were 2 men with dogs also waiting to cross the road and one of them was wondering how I ever got into this 'thing'.
(he probabely didn't realise the foam cover could be removed)

'Well', I said, while wiggeling my shoe through the foothole, 'You see , here, underneath at the bottom there is a small ... , oh, look, it's free, we can cross the road, well, nice to meet you, goodbye !'

It's a pity I couldn't see their faces in my mirrors ...


This is the link of the route on Strava.

Het geheim van de sprint / The secret of the sprint.

Eindelijk, de combinatie van zon, droog en weinig wind. Te lang heb ik nu binnen gezeten, tijd om het stof er af te rijden.

Zebra Quest ?

Quest 783

   For English please scroll down.

Brrr, toch fris, de start. Bij het wegrijden gelijk al koude handen. Mwah, misschien dat deze straks vanzelf warm worden als het bloed weer begint te stromen.

Nee dus. Zonder schuimdeksel slaat de rijwind naar binnen op m'n handen, het blijft erg fris.
Af en toe, in de schaduw, ligt er  hier en daar plakken ijs en soms voel ik de Kojak doorslippen.

Gelukkig rij ik het grootste gedeelte in de zon en dan is het goed toeven. Ik heb niet echt een route in m'n hoofd, ik zie wel waar ik uitkom. Het eerste stuk maar tegen wind in, zodat ik op de terugweg wind mee heb.
Midden in Zoetermeer merk ik dat de kou toch zo z'n invloed heeft op mijn lichaam. Tja, bomen genoeg hier maar om nou midden in de stad ....
Ach, het zal wel meevallen, voor het begin van de rit nog de laatste druppels eruit gewrongen. Even later rij ik weer buiten Zoetermeer en heb ik nergens meer last van.

Een bukker haalt me in terwijl ik aan het olfen ben.
Hmm. Ik geef gas en ga erachter aan. Het is druk met wandelaars en honden op het fietspad, maar de meeste baasjes houden hun honden goed in bedwang, zodat we er zonder problemen langs kunnen. Op een rustig stuk geef ik wat meer gas en ga er voorbij. Al snel verdwijnt hij in m'n spiegel.
 Ik sla af richting het Bentwoud en zie dat de bukker mij achterna komt. Geef hem eens ongelijk, het is mooi fietsen daar. Eenmaal op het rechte stuk gaat het gas er weer op en ik raak hem kwijt.

Via via kom ik uit in Moerkapelle en ja hoor, wederom doet de kou zijn werk. Nee he, niet hier. Nog een klein stukje en dan ben ik weer bij de Rotte, den nog een klein stukje en dan ben ik thuis. Ik geef wat meer gas en voor ik het weet zit ik weer in de polder.

Zevenhuizen nadert al snel en ik besluit om via de Rotte terug naar huis te gaan. Door Zevenhuizen en dan over de dijk had ook gekund, echter langs de Rotte vind ik mooier.
Naarmate Rotterdam dichterbij komt, wordt de nood ook hoger. Tempo iets verhogen om sneller thuis te zijn dan ? Het schijnt te werken.

Bij de Zevenhuizer plas aangekomen, nog zo'n 10 minuten tot aan huis, zie ik een fotograaf z'n toestel op mij richten. Ik heb net een haakse bocht gemaakt dus mijn snelheid is niet hoog. Dichterbij gekomen spreekt hij mij aan, stelt wat algemene vragen en vraagt of hij nog een foto mag maken. Tuurlijk.
Een paar meter doorrijden om goed in het zonlicht te komen, even wachten tot de tegenliggers gepasseerd zijn en 'klllll...ik', de fotograaf is tevreden. Hij geeft zijn kaartje en we nemen afscheid.
(voor het resultaat zie de foto's hierboven)

Nog een klein stukje boven de plas, mooi met wat flauwe bochten erin en we komen weer in de bewoonde wereld. Oei, nu moet ik toch echt gas geven.
Ik sla de lastige kruispunten over en kies de route waar je goed kan doorrijden.
Uiteindelijk sta ik achter op de parkeerplaats en sta in een recordtijd naast de Quest. Ik gun mezelf niet eens de tijd om Strava af te sluiten, pak de velomobiel tas en ren naar binnen.
Pfew, gered!

En nu weet je dus ook waar die enorme eindsprint op de Strava route vandaan komt ...
Jan, hartelijk bedankt nog voor de foto's.

  At last, a combination of sun, no rain and almost no wind. For too long I've been inside the house, now it's time to ride and get rid of all the dust on the Quest.

Zebra Quest ?

Quest 783

Brrr, chilly at the start. My hands are cold right at the start, well, perhaps they'll get warm when the blood begins to circulate again.

Not quite. Without the foam cover the wind is blowing directly on my hands, keeping them cold. And in the shade there are some patches of ice on which the Kojak sometimes skids.

Most of the time I ride in the sunshine, lovely. I don't have a plan for the route, just start with headwind.
In the middle of the town of Zoetermeer I notice the effect of the cold on my body. Well, plenty of trees here but I couldn't do it right here in the middle of the town ...
I think it's just imagination, just before I start the ride I wrug out the last few drops.
A few moments later I leave Zoetermeer behind and carry on riding.


A guy on a diamond frame racing bike came from behind and overtakes me. Hmm. I couldn't let that happen to me, so I start to chase him. It's quite busy with lost of other people and dogs, luckely most dog owners keep their dogs close to them, so passing them is no problem..
On a straight spot where there's plenty of room, I accelerate and overtake him. Soon he's just a small spot in my mirror.
I take the turn to Bentwoud and on the fly-over I noticed the guy is following me. Perhaps he too likes to ride in the Bentwoud. On the straight road I accelerate and now he disappears completely in my mirror.

Via via I ended up in the town of Moerkapelle and again I notice the effects of the cold on my body. Oh no, not again, not here. Just a few kilometers an then I come to the river Rotte and then I'm almost home.
I accelerate and before I knew it I'm out of Moerkapelle.

The town of Zevenhuizen comes into sight and I decide to go right to the river Rotte instead of going straight through the town. And as Rotterdam comes nearer and nearer, the need to answer natures call gets higher and higher.
Again the tempo goes up, it seems to work. (for now)

Reaching the Zevenhuizer lake, only 10 minutes till home, I see a fotographer pointing his camera at the Quest. I just did a 90 degree turn, so I'm not at full speed and he start asking some general questions about the Quest and he wants to take another picture of teh Quest. Sure, of course.
So I ride out of the shade into the sun were he can take his picture. I just have to wait for oncoming traffic to pass by and 'clll..ick', the photographer is satisfied. He gives me his business card and we say goodbye. (fot the results, see the pictures above)

Just a few more kilometers along the lake and I'm almost home. Hmm, time to speed up again !
I skip the difficult crossings and choose the straight sections where I can ride at maximum speed.
Eventually I reached the parking lot behind my house and in a new record time I'm out of the Quest. No time to close Strava, I just grab the velomobile pannier and run inside.
Pfew, just in time !

So now you kow the secret of the enormous speed at the end of the Strava route ...
And Jan, thank you very much for the pictures.

De Kantel-Quest deel 3, berekening / Tilting Quest part 3, calculations

Helaas ontkomen we niet aan wat cijferwerk om de maximale snelheid bij de kleinst mogelijke bocht te bepalen.

Bron: Youtube, Velomobile Mango #87 Strutz crash

Om het leed enigszins te verzachten is een en ander in een spreadsheet gezet.
Op het eerste blad kan je in de blauwe vakken jou eigen variabelen invoeren.
Het 2e blad is een onbeveiligde kopie van het eerste blad, hier kan je ook de gebruikte formules zien.

  For English please scroll down.

Voor de juiste invoer hebben we nodig :

= wielbasis
= spoorbreedte
= draaicirkel, is per definitie de diameter van een cirkel, gemaakt door het buitenste sturende wiel
   bij maximale stuuruitslag
= gewicht op het wiel achter, incl. berijder en bagage, Quest horizontaal
= gewicht op het wiel links voor, incl. berijder en bagage, Quest horizontaal
= gewicht op het wiel rechts voor, incl. berijder en bagage, Quest horizontaal
= verlaging als gevolg van lagere veren, andere banden.
= hoogte achterwiel - grond na optillen
= gewicht op het wiel achter, incl. berijder en bagage, Quest onder een hoek.

Als output krijgen we dan de maximale snelheid en de hoogte van het berekende zwaartepunt.

Met behulp van een personenweegschaal kan je het gewicht onder ieder wiel apart bepalen. (en dan is het handig als je met meer personen bent). Zorg ervoor dat de Quest horizontaal staat.

Het kan zijn dat je geen gelijke resultaten krijgt bij het meten aan de voorwielen. Dat houdt dus in dat het massa middelpunt niet op de hartlijn ligt en dat je dus uiteindelijk 2 verschillende uitkomsten krijgt.
Om het mezelf makkelijk te maken ben ik voor de berekening ervan uitgegaan dat beide gewichten op de voorwielen wel gelijk zijn.  (de verschillen zullen niet groot zijn, door wat meer of minder water in de bidon te doen  kan je een beetje smokkelen, zie vbs en vbs-ma)

Om de positie van een massa middelpunt te bepalen, kan je een lichaam op 2 verschillende manieren ophangen. Neem de loodlijn vanuit het ophangpunt van beide situaties, daar waar ze elkaar snijden ligt het massa middelpunt.
(neem bijvoorbeeld een baksteen, hang deze op aan de punt en daarna aan het midden, de loodlijnen zullen elkaar in het midden snijden)
Helaas roept deze beproefde methode nogal wat weerstand op. Heftig tegenstribbelen van de berijder terwijl de Quest op verschillende manieren wordt opgehangen zorgt voor onbruikbare meetresultaten.

Gelukkig is er ook een andere manier. Door het achterwiel van de Quest (incl. berijder en bagage) iets op te tillen en dan het gewicht op het achterwiel te meten kan je met wat goniometrie (zit verwerkt in de sheet) ook de hoogte van het massa middelpunt bepalen.
Let er wel op dat de neus van de Quest vrij van de grond blijft. (in de berekeningen wordt ervan uitgegaan dat de Quest op de voorwielen steunt en niet op de neus)

In de Excel sheet kan je ook spelen met lagere veren en of lagere banden. Heb je standaard veren en wil je kijken wat het effect is van bijvoorbeeld 5 centimeter kortere veren, vul dan 0,05 in. (deze berekening is een benadering, laat het massa middelpunt dan 5 centimeter zakken)

Er is geen rekening gehouden met het inveren van de veerpoten. Door het inveren zal het massa middelpunt iets zakken (= gunstig tegen kantelen) en dichter tegen de kantellijn komen te liggen (= ongunstig tegen kantelen).
Als Theo met zijn volle gewicht op een standaard veerpoot leunt,  veert deze ca. 2,5 cm in. (zie filmpje van Velomobiel.nl, suspention struts comparison) In de Quest zal bij kantelen de buitenste veerpoot naar schatting maximaal 2 centimeter inveren, het massa middelpunt zal dan hooguit 1 centimeter dalen. (binnenste veerpoot zal dan niet ingeveerd zijn)
Om te kijken wat het effect is van 1 centimeter verschil in hoogte van het massa middelpunt, vul dan 0,01 in bij 'verlaging als gevolg van lagere veren, andere banden'.

Zodra een velomobiel begint te kantelen, zal het massa middelpunt een cirkelbeweging maken om de kantellijn. Het kantelmoment zal groter worden (arm wordt groter), het moment door het gewicht zal kleiner worden (arm wordt kleiner). Dat betekend dus dat als 'ie gaat kantelen, dit steeds sneller zal gaan.


Unfortunately we have to do some maths to get to the maximum speed at the smallest turning circle.
But don't worry, I've put some formulas in this Excel spreadsheet.

Source: Youtube, Velomobile Mango #87 Strutz crash

On the first sheet you can put in you own variabels in the blue fields.
The second sheet is a copie of the first, here you can see the used formulas.

For input we need :

= wheel base
= track width
= turning circle (diameter of the circle, made by the outside wheel at max. steering angle)
= weight wheel aft, incl. rider and luggage, Quest horizontal
= weight wheel front left, incl. rider and luggage, Quest horizontal
= weight wheel front right, incl. rider and luggage, Quest horizontal
= reduction due to smaller springs and/or tires
= height back wheel- ground when lifted
= weight on back wheel when lifted, rider and luggage, Quest at an angle.


Output is the maximum speed and the height of the center of mass.

By using a scale you can measure the weight exerted by each wheel. (easier done with two persons)
Make sure the Quest is horizontal.

Two different measurements on the front wheels are no problem, this simply means the center of mass is not positioned exactly in the middle or center line.
In order to make the calculations not too complicated (for me, that is), I assumed the weight on both front wheels are equal. The differences should be easely eliminated by adding some water in the bidon and / or removing or adding stuff in the pannier on the other side. (see also vbs and vbs-ma)

To get the position of the center of mass, one could hang an object in two different ways. Draw a line perpendicular to the ground and through the point of hanging for each situation. Where these lines cross, is the center of mass.
Unfortunately this excellent methode will not work for us. Due to the heavy struggeling of the rider while trying to hang the Quest these measurements will be highly inaccurate.

Fortunately for us there is another way. By lifting the back wheel of the Quest (incl. rider and luggage) and measuring the weight again we can calculate the height of the center of mass.
Be sure the nose of the Quest is not touching the ground.

It's also possible to play with lower suspention in the sheet. Suppose you use springs 5 centimeter smaller just fill in 0.05 meter in the Excel sheet. (this is an approximation, the output is the calculated height minus the 5 centimeters)

In the calculations, the springs are considered rigid. In practice, the spring on the outside will shorten and this will move the center of mass slightly. It will be lower (this means more satbility) but also it will move towards the tilting axle (less torque to kep the Quest with both wheels on the ground)
When Theo pushes the sping using his whole weight, it'll shorten by apporoximately 2,5 cm. (see film, suspention struts comparison by Velomobiel.nl).
Suppose when tilting the outer spring will be compressed by 2 centimeters and the inner spring is not compressed, the center of mass on the center line will be 1 centimeter lower.
To see the effect of 1 centimeter, just fill in 0,01 meter in the sheet at 'reduction due to smaller springs and/or tires'

When a velomobile starts to tilt, its center of mass shall make a circular motion around the tilting axle. So it moves up (tilting torque shall increase) and towards the tilting axle (torque preventing the Quest from tilting will decrease !)
So when it starts tilting, you better act fast ! (decreasing speed and steer straight)

VBS en VBS ma / VBS and VBS ma

Ziehier het VBS (links op de foto) en VBS ma (rechts op de foto), oftwel het Velomobiel Balans Systeem en Velomobiel Balans Systeem micro afstelling.

  For English please scroll down.

VBS en VBSma direct achter de wielkasten.

De leek ziet hier alleen een Velomobiel tas en een bidon met bidonhouder, maar er is meer aan de hand.
Zodra je gaat meten aan de velomobiel zal blijken dat het gewicht op de voorwielen niet altijd is. Door nu gewicht toe te voegen in de velomobiel tas kan je dit grofweg gelijk trekken, door de bidon te vullen met vloeistof kan je dit evenwicht op de druppel nauwkeurig afstellen !
Ja, dat hebben die jongens in Dronten slim bedacht !

VBS in detail.

VBSma in detail

  Behold the VBS (left)en VBS ma (right), in other words the Velomobilel Balance System and the Velomobilel Balance System micro adjustment.

VBS en VBSma directly placed behind the front wheelarches.

A novice only sees a pannier and a bottle cage holder, but there is more than meets the eye !
As soon as you take measurements at the velomobile, you'll could notice a slight difference in weight on the left and right front wheel.
By adding weight in the velomobile pannier you can roughly adjust the balance and with adding liquid in the bottle you can adjust it by the drop !
What an ingenious system they created, those boys from Dronten !

VBS in detail.

VBSma in detail

 

De Kantel-Quest deel 2 / Tilting Quest part 2

Heel soms vind je een pijnlijk stuk waarin een crash van een Velomobiel beschreven wordt. Vaak wordt dan als oorzaak de snelheid genoemd of wordt de schuld gegeven aan een stoeprand of de te scherpe genomen bocht. Maar waar ligt het nou precies aan ?

  For English please scroll down.

We hebben in deel 1 al gezien dat als we stilstaan (of rechtuit rijden met constante snelheid) er een kracht naar beneden werkt (vanuit het massa middelpunt) en drie krachten omhoog (vanaf de plek waar de wielen de grond raken.)
Maar er komt een tijd dat we een bocht moeten gaan maken, eens kijken wat er dan qua krachten gaat gebeuren.

Zodra we aan het stuur draaien staan de voorwielen niet meer in 1 lijn met de lengte as van de Quest en werken de rechtlijnige beweging tegen. (tja, dat is nou ook net de bedoeling).
De totale massa, geconcentreerd in het massa middelpunt, wil echter rechtdoor.
Er ontstaat nu een extra kracht op het massa middelpunt die de Quest 'uit de bocht' wil trekken, die de Quest op het rechte pad wil houden.

Deze kracht, de middelpuntvliedende kracht, is gericht vanuit het draaipunt naar het massa middelpunt en is afhankelijk van de totale massa, snelheid en de grootte van de te nemen bocht.

Middelpunt vliedende kracht bij het nemen van een bocht (niet op schaal)
Bron : Eva Navratilova, Velomobiel.nl

De middelpunt vliedende kracht kan je samengesteld denken uit een component loodrecht op de kantellijn en een component evenwijdig aan de kantellijn.
Je raadt het al, het is de component haaks op de kantellijn die een moment veroorzaakt.

Nu is daar op zich verder niks mis mee, dit gebeurt in iedere bocht die je maakt.
Zolang het moment, veroorzaakt door de kracht naar de grond door het massa middelpunt, groter is dan het moment veroorzaakt door de middelpunt vliedende kracht is er niets aan de hand.

Het wordt pas een probleem zodra deze groter begint te worden, dan begint het echte kantelen !

De middelpunt vliedende kracht is recht evenredig met de massa, het kwadraat van de snelheid en omgekeerd evenredig met de bochtenstraal (van het massa middelpunt !).
Dus hoe groter de massa, hoe groter de kracht.
Bij een 2x zo grote snelheid is de kracht 4x zo groot.
En hoe groter de bochtenstraal, hoe kleiner de kracht.

Blauw: middelpunt vliedende kracht. Oranje: gewicht. dunne blauwe lijn is de kantellijn.

Hoe kunnen we er nu voor zorgen dat we niet omslaan in de bocht ?
We hebben gezien dat de krachten aangrijpen in het massa middelpunt en deze een moment veroorzaken ten opzichte van de kantellijn. Het moment veroozaakt door de middelpunt vliedende kracht moet dus kleiner zijn dan het moment veroorzaakt door de totale massa.

Dit kan bewerkstelligd worden door ervoor te zorgen dat voor de middelpunt vliedende kracht:
- de arm van het moment zo klein mogelijk is, dus een zo laag mogelijk massa middelpunt.
- de middelpunt vliedende kracht zo klein mogelijk is, dus
  - de massa klein is
  - de snelheid laag is
  - de bochtenstraal groot is.

Tevens kunnen we ervoor zorgen dat het moment, die ervoor zorgt dat de Quest stabiel blijft bij stilstand, zo groot mogelijk is.
Dan hebben we 2 opties, te weten meer massa en/of een grotere arm, dus meer afstand tussen het massa middelpunt en de kantellijn.

En wat als je per ongeluk met je voorwiel over een stoeprand gaat ? Je kan je voorstellen dat het massa middelpunt dichter naar de kantellijn gaat terwijl door de hoogte van de stoep het massa middelpunt ook iets omhoog gaat. Deze twee effecten zorgen ervoor dat het moment om de Quest stabiel te houden kleiner wordt (de kracht blijft hetzelfde maar de arm wordt korter) en het moment veroorzaakt door de middelpunt vliedende kracht wordt groter (hier ook weer de arm, kracht blijft gelijk). Dus remmen en hoop voor het beste !

Hmm, zo te zien zijn onze opties in de praktijk wat beperkt.
Aangezien de berijder meer massa heeft dan de Quest en de positie van de berijder grotendeels vast ligt, ligt het massa middelpunt ook grotendeels vast. Snelheid omlaag en/of bochtenstraal vergroten  dan ? Maar we willen niet de bocht om sukkelen, we willen toch minstens een beetje sportief de bocht om !

Maar niet getreurd, in deel 3 zullen wat mogelijkheden aan bod komen !

Na wat meet- rekenwerk blijkt dat voor mij bij een draaicirkel van 11 meter mijn maximale snelheid bijna 25 km/u bedraagt. Als ik kijk naar het filmpje van Velomobiel.nl (zoek maar eens op slalom test Quest, Strada & Q4W - fourwheeler) zie ik dat daar ook de Quest begint te kantelen bij ongeveer dezelfde snelheid.

p.s. mocht je geïnteresseerd zijn in jou eigen maximale bochtensnelheid, laat het me weten. Ik heb e.e.a. in een Excel sheet gezet.


  Sometimes you read a article about a crash with a Velomobile. Mostly they blame the speed, or a curbstone or the corner was taken too sharp. But what is the real cause of a crash ?

As we have seen in part 1 there is one force pointing down from the center of mass and three forces pointing up where the wheels touch the ground.
Let's see what happens with the forces when we make a turn.

When making a turn, the front wheels are no longer in line with the center line of the Quest and act against the forward motion. (duh, that's what suppose to happen.)
The total mass, concentrated in the center of mass, wants to go straight ahead.
An extra force appears and this force wants to pull the Quest out of the corner, wants to keep the Quest on a straight line.
This force, the centrifugal force, is pointed from the center of the turning circle through the center of mass. The size of this force depends on the total mass, the speed and the radius of the turn.

Centrifugal force when making a turn. (not to scale)
Source : Eva Navratilova, Velomobiel.nl

This centrifugal force can be substituted by a component perpendiculat to the tilting axle and one parallel to the tilting axle. And you're right, it's the perpendicular component which causes the torque responsible for tilting.

Well, so far, so good. This happens at every corner you take. As long as the torque by the centrifugal force is less than the torque created bij the mass you can corner without any problem. (as you do most of the time)

Only when this torque is equal or greater than the torque created bij the mass, then the sh.t hits the fan and tilting occurs !

The centrifugal force is directly proportional with the mass, the square of the speed and
inversely proportional to the radius (of the curve, made by the center of mass!)
So, the bigger the force, the greater the force.
Twice the speed means four times the force.
The bigger the radius, the lesser the force.

Blue: centrifugal force. Orange: weight. Thin blue line: tilting axle.

What can we do to prevent tilting ?
We've seen the forces acting on the center of mass create 2 torque with each a different direction and size.
As long as the torque created by the centrifugal force is less than the other torque, we're save from tilting.

This save state can be accomplished by:
- a low center of mass.
- keeping the centrifugal force small by:
 - a small total mass.
 - low speed.
 - a large turning circle.

We can also choose to enlarge the torque created by the total mass, by increasing the mass and making the distance between the center of mass and the tilting axle as great as possible.

And what about accidently hitting a curbstone with the front wheel ? The center of mass moves upwards and closer to the tipping axle. The forces will not change in size, but both of the torque will change, and not in our benefit. So brake and hope for the best !

Hmm, it's nice in theory but difficult in practice, we have limited possibilities.
The rider of the Quest is responsible for more than 50 % of the total mass and has a sort of fixed position, so the center of mass is also almost fixed.
Slowing down and/or a wider angle is no popular solution, we don't want to crawl around the corner,
we want speed and a sporty style !

Don't worry, I'll present some options in part 3 !

After taking some mesurements and doing some math I found out my maximum speed should be less than 25 km/hour in the tightest turn (with a turning diameter of 11 meters). And when I look at the film made by Velomobiel.nl (search on Youtube for 'slalom test Quest, Strada & Q4W - fourwheeler') you'll see this other Quest lifting its front wheel at approximate the same speed in tight corners.

p.s. If you're interested in in your own max. cornering speed, I could send you an Excel spreadsheet, just let me know.

De Kantel-Quest deel 1 / Tilting Quest part 1

Waarom valt een Quest of velomobiel niet om ? Vaak krijgt men dan als antwoord dat 'ie drie wielen heeft en daarom stabiel is.

   For English please scroll down.

Even de proef op de som, deze skeeler heeft 4 wielen en kan toch niet blijven staan. Er moet dus meer aan de hand zijn !
Laten we het eens van de natuurkundige kant bekijken.

Stabiel op z'n zijkant, niet op z'n wielen ...

Lang, heel lang geleden in een land hier niet eens zo gek ver vandaan leefde er eens een wetenschapper genaamd Isaac Newton. Hij bestudeerde de krachten in de natuur en kwam er uiteindelijk achter dat hij dit alles kon beschrijven in drie zogenaamde wetten, de wetten van Newton. (Pas veel later kwam men erachter dat het toch iets anders in elkaar steekt, echter deze drie wetten zijn voldoende om mensen mee naar de maan te sturen, dus is het voor ons gebruik ook goed genoeg)
We gaan nu gebruik maken van zijn eerste wet, die stelt dat een voorwerp in rust is (of eenparig beweegt) als er geen resulterende kracht op werkt.
En laat dit nou net het geval zijn bij een stilstaande Quest !

De Quest heeft, inclusief berijder en bagage, een bepaalde massa. Deze massa kunnen wij samengebald denken in één punt, het zogenaamde massa-middelpunt.
Dit punt ligt ruwweg gezegd ter hoogte van de navel van de berijder.

Bron : Eva Navratilova, Velomobiel.nl

Deze totale massa wordt dus door de aarde aangetrokken vanuit dit punt met een bepaalde kracht; de aarde duwt met dezelfde kracht terug via de wielen.
En voor wie het niet geloofd, vraag maar eens aan een bevriende rijder of hij/zij de Quest op je hand wil parkeren, dan voel je deze kracht duidelijk !

We hebben dus 1 kracht vanuit het massa middelpunt naar beneden gericht en 3 krachten vanuit de wielen omhoog gericht. En dit is allemaal mooi in evenwicht.

Als een Quest of andere driewieler gaat kantelen, dan kan dat op drie manieren. Je kan je voorstellen dat als je tegen de Quest duwt of aan een zijde optilt, deze zal kantelen over een lijn die loopt op de grond tussen de andere 2 wielen, de zogenaamde kantellijn.

Bron : Eva Navratilova, Velomobiel.nl

Kijken we nu naar een stilstaande Quest, dan zie je dat de kracht vanuit het massa middelpunt een moment (= kracht maal arm, vergelijk een hefboom) veroorzaakt ten opzichte van die kantellijn. Aangezien de Quest stil staat is er dus evenwicht en moet het moment veroorzaakt door de kracht op het derde wiel ten opzichte van diezelfde kantellijn even groot zijn.

Even terug naar het plaatje, kracht op het achterwiel maal de wielbasis is gelijk aan de kracht vanuit het massa middelpunt maal de afstand van dat punt tot aan de voorwielen. De kantellijn is hier dan de lijn tussen de voorwielen. (de krachten op de andere 2 wielen doet er nu niet toe, zij veroorzaken geen moment omdat de arm nul is)

Een stilstaande Quest inclusief berijder en bagage is dus van nature stabiel omdat het moment, veroorzaakt door de kracht door het massa middelpunt ten opzichte van de kantellijn even groot is als het moment , veroorzaakt door de kracht (op het punt waar het 3^e wiel de grond raakt) ten opzichte van diezelfde kantellijn.

Alles leuk en aardig, maar wat kunnen we nu met deze wetenschap ?

Als we er maar voor zorgen dat het zwaartepunt binnen de kantellijnen blijft, zal een stilstaande Quest niet kantelen.

Desnoods hang je de bagage buiten de Quest, kan allemaal, zolang dit maar geen moment veroorzaakt die groter is dan het oorspronkelijke moment (dus zonder bagage buitenboord). 

Maar het wordt pas echt leuk als we ook het bochtenwerk erbij gaan betrekken, daarover later meer in deel 2.

Let op:

Bovenstaande is zuiver theoretisch.
Laat dus NIET een Quest op je hand parkeren om de kracht te ervaren.

In de praktijk zal je altijd te maken krijgen met een niet zuiver horizontaal oppervlak, extra kracht als gevolg van zijwind etc.

Tevens is er geen rekening gehouden met het inveren van de schokbrekers (dan verplaatst het massa middelpunt zich namelijk iets)

Aangezien de mens geen star lichaam is (zoals bijvoorbeeld een baksteen dat mechanisch gezien wel is), ligt het zwaartepunt niet vast.

De tekeningen zijn geknipt uit de illustraties van Eva Navratilova, Velomobiel.nl

  Why doesn't a Quest or Velomobile tip over ? The answer is often: 'Because it has three wheels.'
Let's check this out, this skeeler has four wheels and still turns on its side. So there must be something else !
Let's look at it in a physical way.

Stable on its side, not on its wheels ...

A long, long  time ago in a country not so far away there once lived a scientist called Isaac Newton. He studied the forces of nature and he found out he could descibe all this in three laws, the laws of Newton. (Only much later one discovered it's not the complete truth, but because we can send people to the moon and back with the use of these laws they will be sufficient for our use)
We're going to use his first law, which stated that an object is stationary (or moves with a constant speed) when all forces are in equilibruim.
And fortunately for us that's the case with our parked Quest !


The Quest has, including cyclist and luggage, a certain mass. We can imagine this mass being concentrated in one point, the so called center of mass.
Roughly speaking this center of mass is situated at the belly button of the cyclist.

Source : Eva Navratilova, Velomobiel.nl

The total mass is pulled by the earth with a certain force, the earth pushes back with the same force via the three wheels.
And for those who don't believe it, ask a frendly Quest owner to park his or her Quest on your hand so you can experience the force youself !
So we have one force acting downwards from the center of mass and three forces pointing upright, where the wheels contact the road. And all in one nice, happy equilibrium state.

When you tip over a Quest, it can be done in three different ways. Imagine if you push or lift a Quest at one side, it 'll rotate around a line running on the ground between the two other wheels, the so called tilt line.

Source : Eva Navratilova, Velomobiel.nl

Looking at a Quest, you can see the force acting on the center of mass creates a torque towards the tilt line. Because the Quest is stationary, there must be an equilibrium and the torque created by the force on the wheel towards the tilt line must be equal in seize. (the torque, not the forces)

Back to the picture, the force on the backwheel multiplied by the wheelbase (torque) equals the force on the center of mass multiplied by the distance between the center of mass and the tilt line. (The forces acting on the other two wheels is irrelevant, they create no torque because the distance is zero.)

So a Quest, with cyclist and luggage, standing still is stable because all the torque with regard to the tiltline are in equilibrium.

Well, that's all very nice, but does all this knowlegde has any use ?
As long as we keep the center of mass between the tilt lines, a stationary Quest shall not turn over.
Even if you hang your luggage on the outside, no problem als long as this outside luggage doesn't create a torque bigger than the original torque by the center of mass (so without the external luggage)

But it's gonna be a lot of fun when we consider cornering, you can read more in part two. (soon in a blog near you)

Note:
This article is pure theoretical.
So DON'T park a Quest on your hand to experience the force.
The road is not perfectly horizontal.
Out in the open, the wind creates a force wich will effect the theoretical equilibrium. 

The human body is not a solid body (like a brik), so the center of mass is not a fixed point.
Different forces will act differently on the springs in the shock absorbers, the Quest will move and the center of mass moves as well (so the torque will get larger or smaller)
All drawings are clipped form illustrations made by Eva Navratiliva, Velomobiel.nl

Mijn eerste keer / My first time

Rit ! Sorry, dit had 'Mijn eerste rit' moeten heten. Maar goed.

   For English please scroll down.

Iedereen kan zijn of haar eerste rit nog wel herinneren.
Na eerst jaren op een open ligger te hebben gereden, kon ik de verleiding van de snelheid van een velomobiel niet langer weerstaan. Een nieuwe vond ik erg aan de prijs en tweedehands was er bijna niet. Uiteindelijk toch eentje kunnen vinden en vol goede moed een kijk-afspraak gemaakt.

Kijk 'ie eens glimmen!

Helaas was voor mij was een proefrit onmogelijk, mijn benen waren veel langer dan die van de oorspronkelijke eigenaar.
Gelukkig voor mij was m'n maat mee gekomen en aangezien hij veel kleiner is heeft hij een stukje gereden.
Hij had al gauw door hoe het werkte en stoof de straat uit, gevolgd door de eigenaar op zijn fiets en ik mocht daar weer achteraan op de oude boodschappenfiets van zijn (ook al niet te grote) vrouw.
'Zadelpijn is een keuze.' Jaja, ik weet het weer ...
Na dik een half uur fietsen waren we weer terug en werd de deal gemaakt.

In Dronten zou de Quest op maat gesteld worden. Mocht het niet passen, dan zou de koop niet door gaan.

Een paar weken later was het dan zover, wij arriveerden met de Quest in Dronten. Eerst werd door Theo een inschatting gemaakt hoeveel verder de trapas naar voren gezet moest worden en hoeveel extra kettinglengte er nodig was. Na wat gesleutel kon het feest dan eindelijk beginnen. Het bleek echter niet zo makkelijk als het lijkt.

Dat begon al bij het instappen. Alleen daar mocht ik staan, alleen daar mijn handen plaatsen en dan alleen daar zitten. Hmm, nou, vooruit dan maar. Voorzichtig liet ik mij in het instapgat zakken en nam plaats. De roldeur werd geopend en ik werd door Theo op pad gestuurd. 'Zo, rij eerst maar eens een rondje om te kijken hoe of het gaat.'

Tjonge, dat viel nog niet mee. Ik bleef soms haken met m'n schoenen in de voetengaten en/of kwam met m'n knieën tegen de bovenkant. Gauw maar weer terug.
En toen kwam het uitstappen. Voet op de tunnel (en alleen op de tunnel !) plaatsen en prompt zat ik met mijn knie klem tegen de bovenkant. Dus dan maar op pure armkracht mezelf eruit gedrukt.

Vervolgens zijn alle variabelen aan bod geweest. Stoeltje iets hoger/lager, wat meer naar voren/achter, cranckstel naar voren/achter, een ritje met stoelkussen, met 2 stuks en eentje helemaal zonder en dat natuurlijk in combinatie met het verschuiven van de trapas.
Op zich prima en natuurlijk nodig, alleen het probleem van uitstappen bleef.
Na de 2e keer al voelde ik dat ik niet genoeg kracht in m'n armen had en met het schaamrood op de kaken moest ik iedere keer Theo vragen om mij uit de Quest te hijsen.

Uiteindelijk hadden alle opties de revue gepasseerd en kon de koop doorgaan. En nu kon Theo ook zo'n handig stukje hoeklijn monteren bij de voetengaten, zodat ik daar m'n hak op kon zetten. Dat scheelt een stuk !

De eerste ritten in 010 werden zorgvuldig gepland. Geen verkeersdrempels, paaltjes etc. en alleen brede overzichtelijke wegen met verkeersluwe kruispunten moesten het zijn.
Terwijl ik genoot van de rit, doemde er ineens een gat in de weg op.
Oh jee, om nu met deze snelheid een flinke draai aan het stuur te geven zou geen goed idee zijn, maar wat nu ? In een split second schoot het me te binnen, 'Ik heb nu toch 2 voorwielen, dat gat past er makkelijk tussen, niets aan het handje !' Zo gezegd, zo gedaan.
In de microseconde die daarna volgde: KA-BANG !
Ik realiseerde me te laat dat ik naast 2 wielen voor er slechts eentje achter had ....

En met gierende hartkleppen kwam ik er zo achter dat de achtervering van de Quest prima in orde was.


    Ride ! Sorry, it should have been 'My first ride'. But let's go on.

Look at this shining piece of perfection !

Everybody can remember his or her first ride in a velomobile.
After riding several years on a Optima Baron I couldn't resist the lure of speed of a velomobile.
A new one is quite expensive and a second hand is hard to find. Eventually I found one and made an appointment to check it out.

What a pity, a test ride was impossible for me. My legs were too long. Fortunately my friend came also and because he is much shorter he could make a test ride.
It didn't take long for him to get the hang of it and off he went, followed by the owner on his regular bike and myself on the old shopping bike of his (not so tall) wife.
'Saddle soreness is a choice' Well, ok, now I know ...
After more than half an hour riding and cycling the deal was made.

In Dronten at Velomobiel.nl the Quest should be adjusted to my measurements. In case that didn't work, the deal was undone.

A few weeks later the big day was there, we arrived at Dronten. At first Theo estimated the amount of extra chain and put the bottom bracket almost half a meter to the front. And after some serious tinkering I was ready for my first ride ! Only it was not as easy as it looks.

It all started with getting in the Quest. I was only allowed to put my feet over there, place my hands over there and only sit over there. Hum, well, ok. Carefully I took place in the Quest. The roller door was opened and Theo send me on my way. 'Well, just paddle along and we'll hear from you later.'

It didn't went that perfect. Sometimes my shoes rubbed against the edge of the foot holes and/or I hit my knees against the top. So I returned after a short ride.
And now came the hard part, getting out. When I placed my foot on the tunnel, my knee got stuck against the top. Well, never mind, I shall only use my arms to push me out of the Quest. 

To get the fitting right was a case of trail and error. Placing the seat a bit higher/lower, or a bit more to the front/back, a ride with a seat cushion, with a double seat cushion and without a seat cusion, all in combination with moving the bottom bracket to the backfront. All needed for the perfect fitting, only it didn't solve my problem with getting out. After only the second time of trying to get out I felt my arms were not strong enough to lift me out of the Quest. It was quite embarrassing for me to ask Theo if he would be so kind to pull me out of the Quest.

Eventually we found the perfect fit and I could call it mine. Only now Theo could mount an extra aluminium angled profile in front of the tunnel where I could place my foot. That gave me some extra centimeters more space so my knee didn't get stuck between the tunnel and the top.

The first rides in Rotterdam were carefully planned. Avoiding speed bumps and only wide roads with little or almost no traffic.
And while I enjoyed the ride , suddenly a pot hole appeared.
Oh dear, jerking the steering column with this speed didn't seem like a good idea, but what else could I do ?
In a split second I had a great idea. I've got two wheels in front, the pot hole will fit easily between the two wheels ! No sooner said than done.
In the next micro second : KA-BOOM !
Too late I realised I had only one wheel at the back ...

And with fluttering heartvalves I discovered the back suspention of the Quest was perfectly all right.