Ellenkormányzás

Az oldal jelenlegi verzióját még nem ellenőrizték tapasztalt közreműködők, és jelentősen eltérhet a 2018. július 24-én felülvizsgált verziótól ; az ellenőrzések 16 szerkesztést igényelnek .

Az ellenkormányzás  egy rendkívül hatékony kétkerekű (egyvágányú) járművezérlési technika , amely abból áll, hogy bármely irányú kanyar indításához a kormányt röviden az ellenkező irányba kell fordítani ("kormány balra" jobbra fordulni”). A kormánykerék rövid elfordításával a jármű a kormánykerékkel ellentétes irányba billen, ami lehetővé teszi a centrifugális erők hatásának kompenzálását és a kanyarodást.

Maga a név két részből áll: „számláló” és „kormány”, azaz „hátra kormányzás”, ellenkormányzás.

Az ellenkormányzás fő célja, hogy gyorsan (a másodperc töredéke alatt) elérje a motorkerékpár vagy más kétkerekű (egyvágányú) jármű kívánt dőlésszögét, mielőtt a pályát a kívántra változtatná, például egy forduljon vagy az egyenes vonalú mozgás visszaállításához utána.

Leírás és működési elv

Az ellenkormányzás több fázisból áll: Az első fázisban, egyenes vonalban haladva, a kanyar bejáratánál a motorkerékpár kormányának rövid, sima mozgását hajtják végre a közelgő kanyarral ellentétes irányba , ami a motorpálya, eltekintve a „versenyző-motorkerékpár” rendszer stabil támaszpontjától". A gravitációs erő hatására ez billenőnyomatékot hoz létre a kanyar irányába, a motorkerékpár elkezd „beesni” a kanyarba.

A második fázisban a kormányt megfordítják a tervezett pályán állandó helyzetbe, hogy az újonnan kialakult gravitációs nyomatékot az immár koncentrikus pálya mentén történő mozgás következtében létrejövő centrifugális erővel kompenzálják.

A kanyarból való kilépés helyén a függőleges helyzet visszaállításához ugyanazzal a módszerrel - az ellenkormányzást az ellenkező irányba hajtják végre.

Az azonos pálya mentén történő kanyar nagyobb sebességgel történő teljesítéséhez nagyobb járműszögre van szükség, így az ellenkormányzás során a kerék elmozdulásának vagy hosszabbnak vagy nagyobb amplitúdójúnak kell lennie.

Ez a technika bármilyen sebességnél működik, és valójában ez az egyetlen mód a kétkerekű jármű röppályájának megváltoztatására a kormánykerék közvetlen megnyomásával.

A fentiek az egykerekű szállításra is igazak - egykerekű vagy elektromos egykerekű (unicycle ) . A különbség abban rejlik, hogy a kereket nem a kormánykerék segítségével forgatják, hanem "csavarással" - a felsőtestet (vállakat) a választott irányba fordítva. Ebben az esetben a test alsó része a kerékkel együtt rövid fordulatot tesz az ellenkező irányba.

Szemléltető példák az ellenkormányzás működésére

Ha kis sebességgel egyenes vonalban haladva megnézi a bicikli lábnyomait a homokban, észreveheti, hogy az első kerék lábnyoma folyamatosan metszi a hátsó kerék útját, majd az egyik, majd a másik irányba irány. Minél kisebb a sebesség, annál meredekebbek az első keréknyomok, annál gyakoribbak a kormánymozgások. A kormánykerék nagy és éles kilengése alacsony sebességnél annak köszönhető, hogy az első kereket egyidejűleg egy bizonyos távolságra oldalra kell mozgatni. A sebesség növekedésével egy ilyen váltás sokkal kisebb, észrevehetetlen kilengéseket igényel.

Ebben a példában a függőleges helyzettől való elsődleges eltérés önkéntelenül következik be a személy egyensúlyérzékének tökéletlensége és az út egyenetlenségei miatt. Ekkor azonban a megkezdett zuhanást ellenkormányzás kompenzálja, amíg vissza nem áll a függőleges helyzet és az egyenes pálya.

Így a kerékpározás elsődleges megtanulása az ellenkormányzási reflex kialakítására redukálódik a jármű minimális dőlésszögével.

Az egyik cikk egy kétkerekű kerékpár stabil modelljét mutatta be giroszkópos hatás és görgős hatás nélkül [1] .

Az MIT 2:40 -kor készült YouTube-videója az ellenkormányzást mutatja be egy unicycle (unicycle) példaként.

Hatások az ellenkormányzás hatékonyságára

A kormánykerék helyzetének megváltozásakor a forgó első kerék (giroszkóp) iránya megváltozik, ami giroszkópos precesszióhoz vezet. Ez a hatás a kormánykerék helyzetváltoztatási ellenállásában fejeződik ki, és a sebesség növekedésével növekszik. A kormányra ható, a kereket a kanyarból (az ellenkormányzás első fázisa) kifelé ható erők azonban a giroszkópos precesszió következtében a motorkerékpárt a kanyar irányába billentő nyomatékká alakulnak át.

Ennek a pályamódosító erőnek a hatékonysága kicsi a billenő vonóerőhöz képest, amely bármilyen sebességnél állandó, így ez a jelenség nagy sebességnél megzavarja a hatékony ellenkormányzást.

Edzés

Kívánatos az ellenkormányzás kezdeti készségeit olyan széles területeken kifejleszteni, amelyek a kanyarodás lehetséges pályáinak széles választékát biztosítják. Erre azért van szükség, hogy kialakuljon egy "fordulásérzék" - a belső tolás amplitúdója/ereje a kormány fordulásához viszonyítva és a lejtő sebessége, valamint a lejtő mélysége és a fordulás között. sugár. Dióhéjban: erősebb lökés - mélyebb dőlés és meredekebb kanyar (fontos megérteni, hogy a kanyar maximális lehetséges meredekségét csak a kerekek úthoz való tapadási együtthatója és a motoros félelme korlátozza).

Jegyzetek

  1. Kooijman, JDG, JP Meijaard, Jim M. Papadopoulos, Andy Ruina és A.L. Schwab. „Egy kerékpár önstabil lehet giroszkópos vagy görgős effektusok nélkül”. Tudomány 332. sz. 6027 (2011): 339. https://doi.org/10.1126/science.1201959 .