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..pourquoi une direction arrière est instable ? ...

Les « fenwick » utilisent le système de roues arrières directionnelles car il permet une meilleure précision de la partie avant (la fourche) pour la prise des objets (palettes).
Il permet également des virages «sur place», c’est à dire à rayon de virage très court, donc potentiellement très rapides...
L’amplitude réduite de ces virages est une illustration de l’"instabilité" de la direction arrière à grande vitesse : plus le rayon de virage est potentiellement grand, plus la machine est stable.

La stabilité de la direction avant est le fait, entre autre, de l’angle de chasse, c’est à dire l’angle de la colonne de direction par rapport à la verticale. Mais en fait ce n’est que la face cachée de la stabilité.
On s’imagine que la roue avant est «poussée » alors qu’en fait elle est «tirée». Le point de traction théorique (règle de physique) se situe en avant de la roue.
Imaginons un point qui correspond à l’intersection au sol du prolongement de la fourche (en fait la dernière courbure de la fourche), selon l’angle de chasse : ce point est en avant de la roue et c’est le point théorique de traction. La roue «poussée» est en fait « tirée ». Plus ce point est en avant de la verticale de l’axe de la roue, plus la direction est stable. S’il est trop loin (trop de chasse), la direction devient «dure». Plus il est près, plus la direction est maniable au détriment d’une certaine stabilité.

Une roue arrière semble a-priori « tirée » alors que physiquement elle est «poussée» (abus de langage) car sont point théorique de traction est derrière elle par rapport au sens de déplacement. Le manque de «stabilité» se concrétise par du schimi (sinusoïde rapide et très violente) selon certains angles et dans certaines plages de vitesses.

Tout ceci ne concerne que la stabilité de la roue elle-même.

Le véhicule équipé d’une direction arrière devient «instable» à partir du moment ou l’axe qui passe à la perpendiculaire de la roue directrice coupe le rayon de virage du mobile en un point théorique situé entre le centre du cercle du virage du mobile et le mobile lui-même. Plus le rayon de virage est grand, moins on se trouve dans l’instabilité. La machine la plus rapide du monde avait certes une direction arrière mais son débattement était plus que réduit et ne servait qu’à ajuster la trajectoire, pas à la modifier.

Mais je ne me souviens pas suffisamment de mes cours de physique pour tenter de meilleures explications.

Dans la pratique, les trikes à direction arrière sont déclarés instables au-delà de 30 km/h, par leurs utilisateurs.