Тя ще изглежда, нищо сложно. Първо - ефектът на Кастория. на второ място - на жироскопичен ефект от колелата се върти.
Въпреки това, американският инженер Анди Разорението успя да създаде колело, което ефекти и че и други офсет механизми. Във всичко това на мотора, губи равновесие не е по-бързо, отколкото просто страхотно. Изводът е, че и двата ефекта, както и Кастор и жироскоп да играят важна роля в баланса на снаряд балансиране, но не са решаващи.
Защо това е, че не попада под наем? Нека да се справят ...
Смята се, че поддържането на баланса на мотора решаваща роля се играе от два механизма. Първо - Автоматично вол: Ако велосипедът е наклонена в някаква посока, предното колело се превръща в един и същ; Той започва да се върти целия мотор, и центробежната сила на волана се връща в първоначалното си положение. Той също така се връща и при шофиране в права линия, след като случайно отклонение към страната. Такъв вол, свързани с дизайна на предната вилка кормилната ос на въртене: ако мислено продължи надолу, тя се пресича със земята преди точката, в която той достига до самото колело - на ъгъла се появи между тях (рициново), осигуряване на стабилизиращ ефект и режисиран от настъпването колело страна сила се стреми да се върне към първоначалната си позиция. Вторият механизъм за връзка sgiroskopicheskim въртящ момент въртящи се колела.
Това е доста проста - но един американски инженер Анди Ruin (Andy Ruina) и колегите му се ангажираха да опровергае двете твърдения. Те построена на велосипед, в които последствията и че и други компенсирани механизми. За разлика от всички "истински" мотор, това предно колело идва в подкрепа на точката на пресичане с предната вилицата си ос, че "анулира" действието на Кастория. И в допълнение, предните и задните колела, свързани с другите две въртящи се в противоположна посока и по този начин resetable жироскопичен ефект.
Разбира се, външно цялата машина изглежда повече като някои поръчка мотоциклети (прочетете за тях: "Не бързай") или дори скутер, а не обикновен велосипед: колелата са малки, седалката не е ... Но все пак, структурно и да е, в крайна сметка, моторът, с която можете да експериментирате. Вземете и натиснете - и вижте колко бързо тя ще падне на страната! Изненадващо - не толкова бързо; в действителност, той държи на баланса не по-лошо в сравнение с конвенционалните велосипед, той дори показва същата авто-бика.
Така че, защо мотора не падна?
За да двуколесното мотоциклети не падна, което трябва постоянно да се поддържа баланс. От велосипед лагер площ е много малка (в случая на две колела велосипед е само една линия, която преминава през две точки, където колелата докосват земята), като велосипед може да бъде само в динамично равновесие. Това се постига с помощта на кормилото: ако мотора опира в колоездач отхвърля волана в същата посока. В резултат на това колелото започва да се върти и центробежната сила се връща на мотора в изправено положение. Този процес е непрекъснат, така двуколесното мотор не може да продължава стриктно право; ако волана, за да се определи, велосипеди непременно падне. Колкото по-висока е скоростта, толкова по-голям центробежната сила и колкото по-малко, което трябва да се отклонява волана, за да запази равновесие.
Когато включите необходимостта да наклоните мотора в началото, така че сумата на гравитацията и центробежната сила преминава през линията на подкрепа. В противен случай, центробежната сила ще разстрои мотора в обратна посока. Как и при шофиране в права линия, идеално място да се запази такъв наклон не е възможно, и вол се извършва по същия начин, само позицията на динамично равновесие е изместен с оглед на центробежната сила, произтичаща. Кормило велосипед дизайн го прави лесно да се поддържа равновесие. Оста на въртене бустер не е вертикално, но наклонена назад. Освен това преминава под оста на въртене на предното колело и в предната част на мястото, където колелото докосва земята.
С този дизайн, постигнат две цели:
- Ако случайно отклонение на предното колело от неутрално положение има момент на триене по отношение на кормилната ос, на колелото, което се връща обратно в неутрално положение.
- Ако наклоните мотора, има въртящ момент, който се върти предното колело в посока на наклона. Тази точка се нарича земна реакция сила. То се прилага до точката, където колелото докосне земята и нагоре. Поради факта, че оста на волана не преминават през този етап, когато велосипедът е наклонена под силата на реакция спрямо оста на завиване се измества.
По този начин, автоматична биче, помага да се поддържа баланс. Ако мотора е случайно наклони, предното колело се превръща в една и съща посока, докато колелото се започва да се върти, центробежната сила се връща във вертикално положение, и сила на триене на задната предното колело обратно в неутрално положение. Поради това, че е възможно да карам колело "свободни ръце". Самата Bike поддържа баланс. Преместването на центъра на тежестта на една страна, можете да се поддържа постоянна наклон на велосипеда и да направи завой.
Може да се отбележи, че способността да се запази мотора сами по себе си динамичен баланс зависи от дизайна на волана вилица. Определяне на пода реакция рамо колело, т.е. перпендикулярно дължина спадна докосва земята колелата на вилица оста на въртене; или това, което е равностойно, но по-лесно да се измери - разстоянието от колелото до точката на докосване пресечна точка на оста на въртене вилица до земята. По този начин, за едно и също колело, произтичащи момента ще бъде по-висока, толкова по-голям наклонът на оста на въртене на тапа. Въпреки това, за да се постигне оптимална динамика не се нуждае от максималния въртящ момент, както и добре дефинирана: ". Шими" - ако е прекалено малко време, ще доведе до затруднения запазва равновесие, твърде много - да вибрационно нестабилност, по-специално Следователно, положението на оста на колелото по отношение на оста на тапа е внимателно избран за проектиране; Много вилици велосипеди имат огъване или изместване на оста на колелото, за да се намали излишната напред компенсиране на въртящия момент.
Общото мнение на съществени последици от жироскопичен момент на въртящото се колело при запазване на баланса не е наред. При високи скорости (в границите от около 30 km / h) на предното колело може да изпита г. Н. скорост на отклонение (скорост колебания), или "шими" - явление, което е добре известно в авиационната индустрия. Когато това явление спонтанно, махайки с правото на колело и ляво. Yaw скорост са най-опасни, когато шофирате, "свободни ръце" (т.е., когато водачът язди, без да държите кормилото). Причина waggings ускоряване - не в лош монтаж или слаб закрепване на предното колело, те са причинени от резонанс. Ускоряване клатеха лесно се отплати, като намали скоростта или промяна в положението, но ако не го направят, те могат да бъдат смъртоносни.
Дори и да не обръща внимание на въздействието върху стабилността на ездача, мотора по време на пътуването много по-стабилна, отколкото по време на спиране. Тя може да се контролира по различни начини, а не само завъртете волана. Ако си спомняте в надпреварата "без ръце", става ясно, че факторите, които гарантират стабилността на велосипеда, някои от тях. Помислете за основните. Но първо, още една кратка бележка: мотора, има две стабилни и една контрола. Първият съпротивление - е вертикална, а вторият - на надлъжната или посока стабилността и манипулации - само надлъжното (курса). Разбира се, по-добре надлъжна стабилност, по-лошо контролиране, и обратно. Трудността се състои в отношението на тези три важни параметри. Един се отразява на другия, а другият до третото и разговори, да речем, около вертикалната стабилност, да не говорим за надлъжна, трудно. Но във всеки случай, всеки практикуващ колоездач е важно да се поддържа баланс или равновесие и ролка в правилната посока.
Равновесие на ниска скорост или дори стои на мястото си като смел шоу някои занаятчии геометрия помага вилица и кормилната колона. Чрез завъртане на колелото, ние се измести от централната линия на мотора, минаваща през точката на контакт с повърхността на предните и задните колела. Така че ние го регулирате силата Преместен леко към центъра на тежестта на ездача и верният му двуколесно кон. Балансиране на сайта е добре известен и познат - щанд на песен. Подробности за полезните свойства на контакти и тяхното влияние върху стабилността могат да бъдат намерени по-долу.
Изглед от горе показва как може да бъде преместен автобусна линия
в посока на завъртане на волана наляво-надясно. Това е много важно
за баланс на ниска скорост. (1. оста на въртене на нивото на земята,
2. Линията през кръпки за контакт на гумите, 3. Централна Line
1. Идете 2. оста на кормилната колона на нивото на земята,
3. страничната сила поради ъгъла на приплъзване, 4. наклона,
5. Spot контакта на гумите с пътната колело 6. отклонява
1 1/2 инча, 2 колона ос на нивото на земята,
3. Предна Return, 4. 7-10 grudusov, 5. Задният катастрофата,
6 1/2 градуса, 7. Предложение Line
Какво скорост, за да бъде малък, а някои - по-голям? Това е не-тривиално. Но това все още е възможно да се получи приблизителна оценка на минималната ставка на устойчивото придвижването с велосипед. Тя помага на тази теория трудно движение диск (обръч колело) на самолет без приплъзване. Според него, за да се гарантира стабилността на диска близо до диаметъра на велосипедно колело, достатъчна скорост около 1 м / сек или 3.6 km / h.
Speed под минимума - това е изкуството на балансиране, или песен стои на пистата. Системата се състои от велосипеда и велосипедиста, разбира се, е далеч от обикновен диск или подвижен обръч, но тази стойност показва от порядъка на минималната ставка, необходима за стабилно провеждане на велосипед. И както всеки знае много добре, той има приблизителна споразумение с всекидневния опит.
Но мотора - това не е някаква "Харли". Велосипедистът тежи много повече, отколкото на велосипед, на който седи. Следователно, за да запази равновесие на мотора, в някои ситуации, например, на тясната писта, пътека, ски-център на тежестта може да се мести и двете от дясно и от ляво, промяна на позицията на тялото на велосипедиста по отношение на велосипеда. Това е необходимо, тъй като ако го бутане в противоположна на посоката на първоначалното отхвърляне, за да се поддържа баланс, продължавайки да постоянно се движат напред. В този случай, по-висок център на тежестта на ездача силно се отразява на общия баланс на колоездач на системата - велосипед и дава по-голям контрол над положението и движението на велосипеда. Друг полезен метод на движение на тялото по време на рулиране обсъдени по-долу.
Представете си по обичайния случай: един колоездач се превръща със скорост V в окръжност с радиус R. За да се поддържа един колоездач баланс трябва да се опре на ъгъл # 945; от вертикалата или, еквивалентно, ъгъл # 966 = 90 ° - # 945; от хоризонталата, за компенсиране на центробежната сила (виж фигура горе). Състоянието на силите между половете води до добре познатите тъй като начално училище уравнение CTG # 945 = (v2 / GR) = TG # 966; ≤ # 956; (1), където # 956; - максималната възможна в момента коефициент на триене с гуми на пътя. За действителната оценка трябва да се намалява с 20 - 25% в сравнение с множество таблични стойности, G - земно ускорение, равно на 9.81 m / сек. Велосипедистът се върти поради силите на триене между пътя и предното колело. Ако пътят е покрита с лед или хлъзгави, контролираното въртенето става трудно или невъзможно. Вместо да се превръща може да се появи поднасяне на предното колело, загуба на равновесие и падане.
Сега предполагам, че велосипедистът, спокойно подвижен в права линия, дори и гладка път и се възхищавах на платната покрай природа, случайно се отклонява от вертикалата от малък ъгъл # 945; л. За да не се падне, колоездачът се опитва да завъртете волана в посока на наклона на мотора # 946;. Въпросът е в какъв ъгъл е необходимо да се завъртете волана, за да не падне? За да отговорите само да погледнете фигурата по-горе, и не забравяйте вашия любим задължително теорема G = 2R2sin # 946; (2), където G - разстоянието между осите на колелата (велосипеди базови), R2 - радиус на която колелото започва да се движи след завъртането на предното колело. Тя трябва да бъде по-малък от радиуса на която се върти на спокоен и уверен колоездач, отклонение от вертикалата ъгъл # 945; л, съгласно формула (1). В противен случай, балансът няма да бъде в състояние да се изправи. Сега заменен с формула (2) в формула (1). И ние получаваме: грях # 946 = (gGtg # 945; л / 2v2) (3). Това е много проста формула може да ни каже много полезна информация.
Първо. Велосипедистът подвижен при скорост V и се отклонява от вертикалата под ъгъл # 945; л, трябва да се завърти колелото на ъгъл по-голям или равен на ъгъла # 946;, който лесно се изчислява от формула (3).
На второ място. Колкото по-голяма от скоростта на велосипедиста, толкова по-малък ъгъл, необходима за завъртане на волана на и за възстановяване на баланса и за преминаване на един завой. От това следва, че под наем е много по-лесно да карам с висока скорост от малка. И това е добре позната на всеки, който ще седне на мотора.
На трето място. По-голямата база данни мотоциклети - Г, толкова по-голям ъгъл, необходима за завъртане на волана на, за да се възстанови баланса или се вписват в ротацията. И само интуитивно ясно, че тесните криволичещи пътеки горски толкова по-лесно да се търкалят велосипед с малка база.
Четвърто. Умения правилния волан бързо се превръща в автоматичен, подсъзнание, както и много велосипедисти не осъзнават, че дори и с безразсъдно шофиране в права линия, е необходимо постоянно да завъртете волана. Само погледнете в следата, оставена от колелата на велосипеда. Лесно е да се види, че сравнително права отсечка, лявата задна гума, през цялото време пресича предната ликвидация пътека. Това означава, че на предното колело е в движение постоянно се върти наляво-надясно, мотора през цялото време "влиза" редовно колоездач падане и по този начин, поддържа баланс.
И накрая, пето. Ако колелото не се върти, когато на кормилната колона, да речем, по някакви причини задръстване, се возят почти невъзможно (в съвременния смисъл на думата). Двуколесни скутери началото на XIX век, не са имали усилвател на волана, може да се търкаля по права линия.
По подобен начин се държи всеки продукт: колкото по-високо е, толкова по-голямо разстояние от оста на центърът на тежестта (център на тежестта), толкова по-бавно то се отклонява от вертикалата от малък ъгъл, и по-лесно те запазват баланс или равновесие тях. И тогава от конкуренцията мотоциклети "Spider", чийто център на масата се намира на височина около два метра. Но падането от такава височина е болезнено и опасно, и "Spider" не оцелее. Затова namozolil очи израз "поддържа нисък силует" е валидна само за три или четириколесно превозно средство. Ако това се говори за двуколесни велосипеди или мотоциклети, това е глупост и техническа неграмотност.
Свързани статии