Приз за "лучшую" техническую аварию.

2 F
Да и вообще, что в твоем понимании управляемость. В западных книжках это характеристика поведения автомобиля именно при превышении скорости в повороте. Если машина скользит передней частью машины, то это называется недостаточной управляемостью. Если же машина начинает вращаться, то это называют избыточной. А ты вообще говоришь о моментах, когда машина даже еще не скользит. Так о какой управляемости ты ведешь речь?

1. Догадался, конечно. Однако в дальнейшем эта формула обязательно
понадобиться мне для ДОКАЗАТЕЛЬНОЙ ссылки, и хотелось бы иметь её в чистом
виде, ну или хотя бы иметь точное подтверждение (уже полученное) описки от
автора. По сути это не страшно, для формы может оказаться важным. То, что в формуле нет "тангенсов и прочего", я вижу, я ведь САМ уравнение попросил в очень простой форме. Надо будет - усложним, а пока пойдёт и так.


2. Очень хорошо, что нашлась хотя бы такая общая точка соприкосновения в понимании если еще не факторов, то хотя бы поведения автомобиля. Физика - могучая сила!
Вот от этого общего тогда и оттолкнусь. Тут мне потребуются две или четыре
картинки... (нет, не к тому вопросу по пункту 2.2.2 и 2.2.3, к нему вернёмся позже.)
другие. Их надо или найти, или нарисовать, а на это необходимо время, которое сейчас отнимает работа . Обещаю, что рисунки будут МАКСИМАЛЬНО
упрощены, насколько это вообще возможно для лучшего понимания сути. После
этого еще раз отвечу на #787.

3. Рискну предположить, что книги были скорее американского происхождения, чем британские.
Впрочем это не важно.
Понимание по "смыслу" вещь очень субъективная, в силу того что в одно и тоже
слово людям свойственно вкладывать различные понятия, как верные по
отношению к (а)"словарному" значению слова и/или (б)физической сути процесса,
так и неверные или неточные. Поэтому о терминах договариваться в необходимых
случаях придётся. А так, по сути просьбы (3) - "никто на самом деле не хочет
стрелять, и мы будем спокойны как слоны на обильном пастбище" (c) Фильм

Кстати, сегодня наблюдал такую картину, которая еще в детстве мне запала в память. Перегруженный миксер (бетономешалка на шасси Камаза) никак не мог попасть в поворот. Руль вывернут до упора, а машина скользит мордой наружу. При этом скорость 2-5 км\ч. Задние колеса на таком угле увода, что кажется вот-вот дизками начнет скрести, но машина упрямо едет мимо поворота. По-моему достаточно яркий пример для вывода: более тяжелая задница - путь к недостаточности.

не "пилот"

Подобных примеров множество. Я в свое время приводил драгстеры: при сильно смещенном назад центре тяжести и длинной базе машина едва управляется.

Что-то дисскуссия тормознулась. Похоже F так и не нашел время для того, чтобы нарисовать схемку. А скорее нарисовал и понял, что смещение ЦТ назад будет приводить к недостаточности и Поршики имеют, оказывается, очень ярко выраженную недостаточную управляемость. Переваривает наверно, все никак осмыслить не может.

Обязательно найду время и отвечу. Пока я приблизительно понял то, почему у нас с вами так различен взгляд и изложение.

А за признание ошибок, буде такие найдутся - можете не волноваться. Признаю, будьте спокойны, просто так не отмолчусь, какие бы дыры в "знаниях" при этом не показались. Просто потому, что другое более "стыдно".

Пока лишь прошу времени для обоснованного ответа, тем более что написано много да и приведен очень интересный пример. У меня его сейчас очень мало.

А я согласен, Вы правы. У меня не хватает слова “предельная” перед словами "сила сцепления", и в любом случае это ошибка, независимо от того забыл я слово это или не знал вовсе.

Только уж если быть еще точнее, то всё таки может. Например на ведущем колесе - значительно больше (геометрическая сумма двух составляющих силы сцепления 1. от боковой силы и 2. от силы тяги больше по модулю, чем любая из них), на ведомом - за счет рекции от силы сопротивления движению. Но в любом случае я не это имел ввиду.


ПОВТОРНЫЙ ОТВЕТ.
На #787 и вообще.

На рисунке 1 и 2 представлен автомобиль, имеющий внутри добавочную систему, состоящую из двух достаточно массивных шаров, которые можно перемещать. Как и обещал, картинка будет весьма легка для понимания.
Шары помещены таким образом, что центр масс системы из двух шаров совпадает с центром масс автомобиля.
Разница между этими автомобилями (или настройками, как хотите) только в моменте инерции относительно вертикальной оси. Центр же тяжести и сама масса и прочие параметры - неизменны.

Поведение же этих автомобилей будет различным. Влияние момента автомобиля инерции относительно вертикальной оси в отечественной теории автомобиля рассматривается в основном как фактор его курсовой устойчивости. Если упростить изложение, то авто 2 с бОльшим моментом инерции будет меньше реагировать на случайные возмущения, точнее держать заданный курс, как на прямой, так и на дуге. Однако он одновременно будет оказывать сопротивление (причем достаточно мягкое и плавное) как случайным изменениям курса, так и преднамеренным, особенно на переходном этапе от прямолинейного движения к дуге.
(Эта тема весьма интересна, в ней много есть тонкостей, но потом, потом… если будет обоюдное желание, силы и время.)

Спортсмен, вероятно, предпочтет вариант 1, хоть он и менее устойчив, хуже держит курс, труднее управляется, сравнительно более склонен к рысканию, а обычный водитель – скорее 2, и скажет, что им легче управлять, он устойчивее, в том числе и на фазе входа в поворот. Еще раз подчеркну, что положение центра масс и доли масс, приходящиеся на оси автомобиля (то есть именно тот фактор, о котором я и говорил) у этих авто 1 и 2 совершенно одинаковые.

Теперь, после вынужденного (вынужденного благодаря К.А.) краткого экскурса в “момент инерции” автомобиля, вернёмся все-таки к долям масс, отнесённым к осям автомобиля. Вернёмся к противоречию, (выраженному в пунктах 2.2.2. 2.2.3 и 3.1, см предыдущие ответы) и заключающемуся в том, что оценка влияния увода на поворачиваемость у нас с вами прямо противоположна в качественном смысле.

Из той упрощенной системы уравнений, которая была приведена К.А. (и против которой у меня нет возражений), однозначно следует вывод, что при сдвиге центра тяжести автомобиля назад и соответствующем росте доли масс, приходящейся на заднюю ось, сила F2 увеличится, а F3 уменьшится. В соответствии с формулой d= Рб/Ку (где Рб это F2 и F3 поочерёдно) при этом угол увода задней оси δB вырастет, а угол увода передней оси δA уменьшится. Это означает то, что автомобиль при том же самом и\или неизменном угле поворота рулевого колеса и той же самой скорости и прочее равное… будет двигаться по дуге уже меньшего радиуса, пропорциональной отношению R~ (L1+ L2)/(δB - δA), нежели до сдвига центра масс. Более подробно формулы и вывод можно посмотреть по приведенной ранее ссылке.

Прямые цитаты:
.......
Из уравнения (16) следует, что величина действительного радиуса поворота R зависит не только от среднего угла α поворота управляемых колес, а также и от соотношения между углами увода передней δA и задней δВ осей……

В соответствии с этим автомобиль, имеющий угол увода передней оси больше, чем задней, называют обладающим свойством недостаточной поворачиваемости, а автомобиль, у которого угол увода передней оси меньше чем задней – обладающим свойством излишней поворачиваемости……
\\\\\

То есть, характеристика поворачиваемости у нашего автомобиля (с большей долей масс на задней оси) сдвинется в сторону избыточности. (Влево по цветной оси на рис 5, и где бы характеристика вначале не стояла). Таким образом, чисто математически и физически сдвиг центра масс автомобиля назад приводит к увеличению избыточной поворачиваемости (либо уменьшению недостаточной). И это очень грозный фактор, поскольку он склонен к “самоусилению”. Именно он исторически привел к тому, что легковые автомобили, которые традиционно, по многим соображениям строились в довоенные годы с соотношением масс ~30п\70з стали с ростом скоростей всё чаще попадать в не очень понятные поначалу аварии, когда полностью исправный автомобиль вдруг резко уходил с дороги. Это фактор влияет на поворачиваемость автомобиля и действует во всех стадиях движения автомобиля, как на любых дугах (рис 3) под действием центробежных сил, так и на прямых (см. рис 4), под действием случайных возмущающих факторов. Заштрихованная красным часть угла увода задней оси демонстрирует разность углов увода, которая может привести к движению по дуге всё уменьшающегося радиуса, если водитель вовремя не сделает коррекцию рулём. Именно фактор увода определяет наличие так называемой критической скорости движения автомобиля с избыточной поворачиваемостью, при достижении которой он может очень резко, лавинообразно потерять устойчивость, а при превышении данной критической скорости поворачиваемость вообще может сменить знак. То есть для поворота влево руль придётся выкручивать вправо.
Расчетами легко показывается, что если наш исходный автомобиль с распределением 50п/50з имеет (допустим) нейтральную поворачиваемость, то такие же автомобили, но с 49/51 и 47/53 будут отличаться по радиусу кривой ~ в три раза (при одной и той же возмущающей боковой силе), а при доведении соотношения масс до 40/60 радиус кривой уменьшится уже на порядок в сравнении с авто 49/51.
Вот так, в 10 (десять) раз, и это при неподвижном руле и при неизменном же возмущающем воздействии.

Если есть желание посмотреть подробнее, то в конце главы 2 есть частично рассчитанный числовой пример, в котором автомобиль даже с более жесткими (в 2.67 раза!) по уводу шинами задней оси имел, тем не менее, избыточную поворачиваемость в силу своего сдвинутого к задней оси центра тяжести.

Это определение из западной литературы мне встречалось. Однако не все академические школы его придерживаются, в т.ч. и западные.
Оно простое и легко запоминающееся, в этом его безусловные достоинства.
Но по сути это определение всегда вызывало некоторые вопросы, и главный из них такой: А что если автомобиль не потерял сцепления ни по какой оси, то, что же такое управляемость в таком случае по этому определению? А если понесло обе?

В академической литературе под управляемостью автомобиля понимается его способность точно сохранять заданное направление движения (заданный курс), а при соответствующем воздействии изменять его по требуемой траектории.
Управляемость как некое сочетанное свойство автомобиля, разбивается при конкретном рассмотрении на курсовую устойчивость и поворачиваемость, в свою очередь, рассматриваемую как поворачиваемость по уводу и креновую поворачиваемость.
Термин поворачиваемость употребляется для обозначения соответствия и связи между углами поворота рулевого колеса и радиусом поворота автомобиля как функцией увода и крена в зависимости от скорости.
Термин недостаточная или избыточная поворачиваемость употребляется для характеристики поведения автомобиля вне связи со скольжением. Процессы же скольжения определяются в случае с передней осью как потеря управляемости, а скольжение задней оси называют потерей устойчивости. То есть используются те же самые определения, как и те, которые применяются в случае блокировок осей при торможении: при блокировании передних управляющих колёс автомобиль теряет управляемость, при блокировании задних теряет устойчивость.

Влияние на автомобиль момента инерции относительно вертикальной оси рассматривается как фактор устойчивости. При его увеличении он помогает водителю, как на прямой, так и на дуге выдерживать курс, но одновременно он же, препятствуя изменению курса под действием случайных факторов, замедляет нам сам переход от прямолинейного движения к движению по дуге. Замедляет, поскольку моменту инерции, как фактору устойчивости всё равно, случайное воздействие или преднамеренное.

2 F
Даже обсуждать не хочется. Увеличенный момент инерции приводит к плохому отклику на действия водителя. К управляемости это никакого отношения не имеет. Избыточная поворачиваемость, это когда в повороте при превышении силы сцепления машину разворачивает. Недостаточная - это когда ее несет мордой наружу. То, что ты написал, никакого отношения к поворачиваемости не имеет. Если у тебя нет скольжения, ни о какой поворачиваемости(избыточной или недостаточной) речи быть не может. Ты сейчас написал, как будет изменяться Yaw angle в зависимости от углов уводов, изменение которых связано с увеличением нагрузки на каждую ось. А в техническом англо-русском словаре даже нет перевода понятию Yaw angle. Если в российских автомобильных институтах застряли на моментах до предельной силы сцепления, то мне жалко наших студентов.

И еще, раз мы условились про прочие равные условия, то и углы увода должны быть неизменны. В противном случае я предложу при смещении центра тяжести назад поставить более широкие колеса и немножко больше их докачать. Начни пожалуйста заново, твой предыдущий пост некорректен. В нем идет изменение углов увода, машина все еще не скользит, а следовательно моя теория с центробежной силой, которая компенсируется силой сцепления колес, вообще не рассматривается. Ты рассмотрел не момент смещения центра масс, а момент изменения углов увода. Я не утверждал, что углы увода не влияют ни на что. Но я утверждал , что они не являются самыми важными. Ты ничего не доказал, а в очередной раз, по новому кругу прогнал предыдущую тему, которую мы уже давно поняли.

Напрягись еще раз, подумай и признай, что ты неправ. И тогда твой мозг откроется для истины, и познаешь ты счастье.

--------------------------------
Ответ от к.а.
Самое глупое в данной ситуации - "пилот" доворачивает руль почти до упора, а машина идет не на дугу меньшего радиуса, а на дугу большего.
---------------------------------
Ответ от mishuk
Цитата:
Сообщение от к.а.
.... Руль вывернут до упора, а машина скользит мордой наружу. При этом скорость 2-5 км\ч. ...
не "пилот"
--------------------------------

Краткий ответ от меня.
Водить грузовики - это не со светофора прыгать с "табуном лошадей", это учиться надо.
------------------------------
А вот подлиннее.

Пример хороший. Полагаю, что трёхосная схема всё же должна была несколько смутить наблюдателя. (И еще должны были смутить, (в плане корректности примера) по крайней мере, два фактора, один из которых весьма существенен, а второй почти анекдотичен. Догадаетесь сами -хорошо, нет - напишу попозже.)

Трехосный нагруженный миксер и так имеет распределение масс 80 \20, то есть на заднюю тележку приходится уже в четыре раза большая масса, чем на переднюю ось, а если его еще и перегрузить (а это действительно возможно), то останется ~10 % (разница уже 7-9 кратная, она резво увеличивается). В этих условиях потеря управляемости по сцеплению будет происходить на самых минимальных скоростях, да еще, если за рулем не настоящий водитель грузовика, а “пилот”, выкрутивший руль до предела (С) Уж очень велики потери на силы сопротивлению движению в данном случае. Как Вы себе представляете проворот двухосной восьмиколёсной тележки практически на месте? Я - никак, по моим представлениям это уже “танк” и водителю нужны два ручника по одному на каждый борт, а дифференциалы пусть исполнят роль ПМП. Вот такая лирика.
Кстати, если таковой авто разогнать таки по асфальту и попробовать повернуть на плавных поворотах – вот тут-то поворачиваемость по уводу и скажет своё слово. Попадёт миксер в занос и перевернётся он как миленький.

Могу рассказать пример из той же области. Он даже лучше, ИМХО. Работали КрАЗы в карьере одного ГОКа, на отсыпке. И один получил от экскаватора здоровый кусок скалы, который упал к заднему склизу кузова самосвала, а куча камней первого ковша не дала ему переместится вперед. И передние колёса оторвались от грунта. Обычно в таких случаях самосвал разгружают на месте и бульдозером убирают кучу с дороги, но этот водитель не стал. Ехать было недалеко, и он стал двигаться просто по прямой, при повороте тормозил, и когда КрАЗ касался земли передними колёсами – он поворачивал руль, потом поворачивал руль обратно через среднее положение, но не на максимум и давал задний ход. Потом повторял процедуру “прохождения поворота”. И в результате после нескольких серий таких маневров на первом повороте то ли скала немного умяла грунт вперёд, толи он просто пересыпался в кузове по другому, но далее КрАЗ поехал уже немного увереннее и благополучно добрался до отвала. Там даже развернулся и сбросил груз вниз сам, без бульдозера. Вот такой случай полной потери управляемости, а что касаемо проявлений избыточной поворачиваемости по уводу или крену – так водитель, разумеется, даже и не помышлял разгоняться, чтобы об этом можно было говорить всерьёз в таких условиях. Он на разгон и не спорил.

Предложу ещё один “запредельный” пример. Представьте себе тот же Камаз, только пусть почти весь груз будет у него на передней оси. Пусть колеса тоже будут вывернуты до предела, а для создания сопротивления движению можно представить себе песок.
А теперь попробуйте хотя бы тронуться, чтобы повернуть такую машину.
Наблюдаемая картина буксующих колёс тоже будет очень интересна.

Или вот еще пример такого же уровня.… Как-то беседовал с соседом, который пользуется 10-й моделью ВАЗа.
Прочитал он где-то что-то похожее на определение управляемости по скольжению, и случилось ему сказать в разговоре, что вот он прочел, что под действием силы тяги его машина может устремляться к внешней стороне поворота, причём именно в силу переднеприводности его автомобиля. (То есть в его же терминах его машина приобретает при этом “недостаточную управляемость”).
Если говорить о физической сути, то это действительно так, переднеприводной имеет склонность уходить наружу, на бОльший радиус, что я ему и подтвердил.
Он же подумал и сказал: “Статья полная ерунда! Управляемость у моей ласточки избыточная и именно из-за тяги! Прямо возле дачи есть поворот на глинистой неровной дороге, так чуть ли не все те, кто на классике – в дождь его проскакивают и совсем не могут повернуть либо “слегка не вписываются”, а я вот свободно! Еду небыстро, газку добавлю, руль выверну – и поворачиваю!”. … Что тут скажешь? Он ведь “прав”.
------------------------------
Лирика это. Физика - #801

По поводу твоего соседа - не забывай, что диффиренциал у десяточки неблокируемый. Ты посоветуй соседу дать газу так, чтобы колеса стали буксовать, или идти на гране скольжения, тогда он изменит свое мнение. А его знакомые на классике вообще не могут быть примером, они наверно как обычные чайники на газ в этом повороте не жмут. А если бы жали, то так же вписывались бы и даже лучше. Вообще классика по подвеске более гоночная, чем десятка. Но вот кузов у классики мягкий, как пластилин.

И вообще, академическая теория основана именно на устойчивости и применима к обычному чайнику. А настоящие пилоты, если будут идти на поводу у этой теории, никаких результатов не добьются. А если и добьются, то только среди таких же академистов. А миксер не поворачивал только потому, что силы сцепления передних колес не хватало для противодействия центробежной силе. Не нужно искать смысла там, где его нет. Вот если бы водитель не остановился перед перекрестком, а проехал его на торможении двигателем, то он бы заехал легко, потому что произошло бы перераспределение масс на передние колеса и сила сцепления у них бы вырасла. Что он наглядно демонстрировал. Перед поворотом он тормозил и прекрасно вписывался в поворот, но испугался, так как у него была второстепенная дорога и остановился. А трогаясь уже не мог попасть в поворот.

А управляемость(у гоночного автомобиля, не знаю как у обычного, но думаю так же) можно определить так : машина едет по определенному кругу и плавно набирает скорость, дабы исключить перераспределение масс. И если первой начинает соскальзывать морда, по мере увеличения скорости, значит у нее недостаточная поворачиваемость, если же задняя часть идет в занос, значит избыточная. Существует куча приемов, чтобы изменить характер управляемости с помощью пилотирования, и основаны они в основной своей массе на принципе отнятия силы сцепления у определенной оси посредством тяги или торможения. Углы увода при приложении тяги или торможения наоборот уменьшаются, что мешает осуществлению маневра, но очень незначительно. Подумай над этим, может сможешь оценить и поставить углы увода на соответствующую им позицию.

P.S Я не говрю, что углы увода не влияют на поведение машины, но они являются, так сказать, тонкой настройкой. А вот центр масс и давление масс по осям являются фундаментальной составляющей. И чем ближе ц.м. к задней оси, тем более выражена недостаточная поворачиваемость, и наоборот. Ты меня в этом пока не переубедил, к тому же я в этом убеждаюсь на практике, меняя центр масс, не меняя массу машины, а физика - это наука, тезисы которой подтверждаются на практике. Если опыт доказывает, что это не так, значит грош цена теории.

Как у вас тут интересно! А ведь вы ещё и словом не обмолвились о кинематическом подруливании, динамическом схождении и пр. А ведь именно они определяют ощущения водителя на "допредельных" скоростях!

Юра, мы еще с этим не разобрались, а ты уже про Bump steering хочешь начать?

Господа практики и теоретики, ваша дисскусия застопорилась! Ищете новые аргументы для доказательства своей правоты? Ищите, дело нужное...