Jaký je poloměr otáčení a jaký je?

Při studiu kinematiky otáčení automobilu je považován za tuhé těleso. Okamžitý střed otáčení tuhého tělesa lze nalézt, je-li znám směr rychlostí libovolných dvou jeho bodů. Pomocí této polohy najdeme okamžitý střed otáčení vozu. Budeme předpokládat, že směr rychlostí v je znám_A a v_B body A a B, což jsou střední body zadní a přední nápravy vozu (obr. 43). Směr rychlosti v_A a v_B závisí na směru otáček kol příslušných náprav. Pokud by byla kola tuhá, pak by se otáčky obou kol zadní nápravy nacházely v jejich valivých rovinách rovnoběžných s podélnou osou vozu. V tomto případě je směr rychlosti v_A by se shodovala s podélnou osou vozu. V důsledku jevu prokluzu způsobeného přítomností bočních sil, které vždy působí na kola při otáčení automobilu, se směry rychlostí kol odchylují od jejich valivých rovin. V tomto ohledu je směr rychlosti v_A umístěná vzhledem k podélné ose vozu pod určitým úhlem 6_?, kterému budeme říkat úhel skluzu zadní nápravy.

Vzhledem k tomu, že přední kola automobilu, aby se mohla otáčet, jsou instalována v určitém úhlu k podélné ose, pak i s tuhými koly bude vektor rychlosti bodu B umístěn v určitém úhlu 0 k podélné ose auto. Pokud by se obě kola otáčela pod stejným úhlem, pak úhel Obr. 43. Schéma zatáčení vozu s řízením kol: R_n poloměr otáčení vozidla; R — poloměr otáčení těžiště vozidla

• 0 by se rovnalo úhlu natočení kol. Protože jsou však kola navzájem spojena řídicím táhlem, otáčejí se
• 0 + 0

různé úhly. Dá se předpokládat, že 0 = v n, kde 0_В a 0_м – úhly

otáčení dráhy uvnitř a vně vzhledem ke středu otáčení.

V důsledku prokluzu předních kol způsobeného bočními silami, které na ně působí, vektor rychlosti _б se odchyluje od směru, který by měla rychlost bodu B s tuhými koly o určitý úhel 5 (úhel skluzu přední nápravy). Úhel mezi vektorem v_B a podélná osa vozu, s přihlédnutím ke skluzu, je rovna 0 – b,.

Pro určení polohy okamžitého středu otáčení vozu obnovíme v bodech A a B kolmice na směry vektorů rychlosti v._A a v_B.

Průsečíkem těchto kolmiček bude okamžitý střed rotace 0_п auto. Polohu tohoto bodu určíme podle vzdáleností R k podélné ose vozu a k jeho zadní nápravě.

Spusťte kolmici O ze středu otáčení_пB na podélné ose vozu tedy

Sečtením (135) a (136) dostaneme

Poloměr otáčení automobilu je vzdálenost od středu otáčení 0_П na rozchod předního vnějšího kola (obr. 43):

kde В — autodráha.

Pro dostatečně velké R (a tedy nepříliš velká 0) můžeme množství zanedbat IN / 2 ve srovnání s A a uvažujme cos (0 – b) rovné jedné; Pak R_n ~R.

V následujícím, pokud není uvedeno jinak, zanedbáme rozdíl mezi R и R_n, povolání R poloměr otáčení.

Znáte-li vzdálenost od středu otáčení k podélné ose vozu, můžete zjistit úhlovou rychlost otáčení vozu. Úhlová rychlost s_а auto se rovná rychlosti v_B bod B v podélné ose vozidla, vyjádřený v m/s, děleno R:

Vzhledem k tomu, že O_мB je kolmá k podélné ose, pak rychlost g_в směřuje ale k podélné ose vozu, a tedy je to rychlost vozu, pak pokud v. pak v m/s

Pokud lze zanedbat prokluz kol a uvažovat kola jako tuhá, pak pomocí rovnic (135) a (136) získáme:

V důsledku toho při absenci prokluzu leží střed otáčení vždy na prodloužení os zadních kol automobilu. V tomto případě z rovnic (137) a (138).

Nakonec pomocí rovnice (139) získáme:

Porovnání vzorců, ale které byly určeny R a s_а aniž bychom vzali v úvahu (141) a (142) a vzali v úvahu skluz (137) a (139), vidíme, že v prvním případě jsou poloměr otáčení i úhlová rychlost jednoznačně určeny úhlem natočení řízená kola a ve druhém (se stejným úhlem natočení řízených kol) – se mohou lišit v závislosti na rozdílu v úhlech prokluzu

Je-li 6-, – 6, = 0, pak poloměr otáčení a úhlová rychlost vozu, stejně jako vozu s tuhými koly, závisí pouze na úhlu natočení 0.

Tento případ pohybu se nazývá neutrální otáčení – na můstku vozu.

Ačkoli při neutrálním zatáčení jsou poloměr otáčení a úhlová rychlost s přihlédnutím k prokluzu stejné jako u vozu s tuhými koly, trajektorie vozu jsou odlišné, protože, jak je vidět z rovnosti (137), na 5, ^ 0; s F 0 a tedy střed otáčení, s přihlédnutím ke skluzu, a v tomto případě neleží na prodloužení os zadních kol, tj. neshoduje se se středem otáčení vozu s tuhým kola.

Je-li 5,- 5, > 0, pak je poloměr otáčení při zohlednění skluzu při stejné 0 menší než poloměr otáčení automobilu s tuhými koly a úhlová rychlost při zohlednění skluzu je větší než u auta s pevnými koly.

Tento typ pohybu se nazývá nedotáčivost.

Schopnost zatáčení automobilu závisí jak na povaze pohybu (vjezd a výjezd ze zatáčky, kruhový pohyb atd.), tak na jeho konstrukčních vlastnostech. Auta, která mají při jízdě v kruhu neutrál, přetáčivost nebo nedotáčivost, se nazývají neutrální, přetáčivá a nedotáčivá auta.

Aby se zabránilo přetáčivosti, která je nebezpečná, protože vůz se při zatáčení automaticky dostane do „spirály“, jsou všechna auta nedotáčivá. Toho je dosaženo zvýšením tlaku v pneumatikách zadních kol při stejném zatížení kol přední a zadní nápravy, montáží dvojitých pneumatik nebo obou současně nebo snížením zatížení zadní nápravy stejným vzduchem tlak v pneumatikách.

Poloměr otáčení přímo souvisí s úhlovou rychlostí, která, jak bylo ukázáno výše, je funkcí úhlu náklonu a rychlosti vzduchu. Pokud úhel náklonu zůstane stejný a rychlost vzduchu se zvýší, zvýší se i poloměr otáčení. Zvýšená vzdušná rychlost způsobuje, že se letadlo pohybuje v širším oblouku. Letadlo pohybující se rychlostí 220 km/h je schopno popsat 360° v kružnici o menším poloměru než letadlo pohybující se rychlostí 440 km/h. Aby se kompenzovalo zvýšení rychlosti vzduchu, musí být zvětšen úhel náklonu.

Poloměr otáčení (R) lze vypočítat pomocí jednoduchého vzorce. Poloměr otáčení se rovná druhé mocnině rychlosti vzduchu dělené součinem konstanty 126,63 a tečny úhlu náklonu. Pomocí dat z příkladů uvedených na Obr. 4-48 – 4-50, můžete vypočítat poloměr otáčení pro každou ze dvou rychlostí vzduchu.

Všimněte si, že pokud se rychlost zdvojnásobí, poloměr se zčtyřnásobí (obrázky 4-51 a 4-52).

Dalším způsobem, jak určit poloměr otáčení, je použití rychlosti (měřené v m/s), l (3,1415) a úhlové rychlosti. Pomocí příkladu uvedeného v pravém horním sloupci na straně 90 bylo vypočteno, že letadlo s úhlovou rychlostí 5,25 stupně za sekundu potřebovalo 68,6 sekund k dokončení kruhu. Rychlost měřená v km/h lze převést na m/s vydělením konstantou 3,6. Rychlost 220 km/h tedy odpovídá 61,11 m/s. Když známe rychlost v m/s (61,11) a vynásobíme ji časem, který letadlo potřebuje k popisu celého kruhu (68,6 sekund), můžeme určit obvod kruhu: 61D1 x 68,6 = 4192,146 m výslednou hodnotu na l dostaneme průměr kruhu 1351,28 m Po dělení 2 dostaneme poloměr 675,64 m (obr. 4-53), stejnou hodnotu, kterou jsme vypočítali dříve pomocí vzorce znázorněného na obr. 4-51.

Na Obr. Pilot 4-54 se dostane do kaňonu a rozhodne se otočit o 180° a opustit jej. Při zatáčení pilot používá úhel náklonu 30°.

Hmotnost a vyrovnání. Zablokování na křídle nastává v důsledku prudkého poklesu vztlaku způsobeného narušením proudění vzduchu z povrchu křídla při překročení kritické UA. Zablokování může nastat v jakékoli poloze a při jakékoli rychlosti. Přetažení je jedním z nejméně pochopených aerodynamických procesů, protože piloti často předpokládají, že příčinou přetažení je selhání křídla při vytváření vztlaku. Během přetažení křídlo nepřestane produkovat vztlak úplně. Spíše nemůže generovat dostatečný vztlak k udržení vodorovného letu.

Informace o váze a vyvážení letadla jsou pro pilota velmi důležité a musí být neustále aktualizovány. Přestože jsou letadla při certifikaci vážena, nelze tuto hodnotu považovat za platnou na dobu neurčitou. Instalace nové avioniky a další úpravy mohou ovlivnit hmotnost a vyvážení letadla. Piloti příliš často odhadují váhu a rovnováhu pohledem, například: „Když mám tři pasažéry, můžu naložit jen 400 litrů paliva; čtyři cestující – 300 litrů“ atd. Každý předletový briefing musí obsahovat výpočet hmotnosti a vyvážení letadla. Bylo by chybou předpokládat, že tři cestující váží vždy stejně. Je nutné provést úplný výpočet hmotnosti všech předmětů naložených na palubu letadla, včetně zavazadel, a také vzít v úvahu váhu pilotů a cestujících.

Doporučuje se zvážit všechna zavazadla, aby bylo možné provést přesný výpočet polohy těžiště letadla. Důležitost správného určení polohy těžiště byla zdůrazněna již dříve při projednávání otázek stability a ovladatelnosti letadla. Nesprávné rozložení zátěže může vést k nehodě. Zkušený pilot rozumí a pečlivě ovládá všechny aspekty těžiště letadla. Hmotnost a zarovnání jsou kritickými faktory pro zajištění maximální účinnosti v provozu letadla. Pilot si musí být vědom maximální hmotnosti paliva, které lze naložit do letadla bez ztráty rovnováhy, a také hmotnostních limitů pro lety na dlouhé a krátké vzdálenosti s i bez plného obsazení cestujících. Vezměme si například čtyřmístné letadlo s objemem palivové nádrže 230 litrů.

Kolik cestujících může mít takové letadlo na palubě? Je možné vždy vozit na palubě plný počet cestujících bez ohledu na měnící se zásobu paliva? Pokud čtyři cestující váží každý 70 kg, vytváří to úplně jiný obrázek o rozložení hmotnosti a vyrovnání, než když každý váží 90 kg. V druhém případě se užitečné zatížení zvýší o 80 kg, což odpovídá přibližně 105 litrům paliva. Vlivem dodatečné hmotnosti se může těžiště letadla přesunout za oblast těžiště a i když se tak nestane, může být překročena maximální vzletová hmotnost. Nadměrná hmotnost může přetížit letadlo a zhoršit jeho výkon. Letadla jsou certifikována podle hmotnosti a vyvážení ze dvou důvodů:
1) vliv hmotnosti na výkonovou strukturu letadla a jeho letový výkon;
2) vliv rozložení hmotnosti na letové vlastnosti, zejména na zotavení z režimu pádu a vývrtky, jakož i na stabilitu.

Letadla, jako jsou balony s volným řízením a vozidla řízená přenosem hmotnosti, nevyžadují výpočty zatížení a vyvážení, protože jejich náklad je zavěšen pod mechanismem vytvářejícím vztlak.

Rozsah vyrovnání pro taková letadla je takový, že je obtížné překročit limit zatížení. Například u letadel s řízeným posunem hmotnosti jsou zadní sedadlo a palivová nádrž umístěny co nejblíže k bodu zavěšení. Změny zatížení proto nemají téměř žádný vliv na polohu CG. To platí i pro balónový koš nebo gondolu. Přestože limit těžiště v takových letadlech je obtížné překročit, piloti by neměli přetěžovat letadlo, protože to může vést ke strukturálnímu poškození a selhání palubního zařízení. Není třeba počítat seřízení, ale piloti musí určit očekávané letové zatížení a udržet ho v mezích stanovených výrobcem.

Datum přidání: 2022. 01. 31 ; zobrazení: 410 ;