Ամենատարածված բացօթյա միջոցառումներից մեկը հեծանվավազքն է: Բացի այն, որ հեծանիվը թույլ է տալիս ամրապնդել և զարգացնել տարբեր մկաններ (ոտքերի, ձեռքերի, մեջքի և որովայնի մկաններ), այն նաև միջոց է տեսնելու տեղական տեսարժան վայրերը կամ պարզապես ուրախացնել ձեզ՝ քշելով այն ամբողջ ընտանիքի հետ։ կամ ընկերների հետ: Այնուամենայնիվ, հեծանիվը, որը վարում է անպիտան, կարող է առաջացնել կապտուկներ և քերծվածքներ: Հատկապես շրջադարձի ժամանակ մեծ արագությամբ վարելիս։ Եկեք փորձենք պարզել, թե ինչ պետք է անեք հեծանիվ վարելիս անվտանգ հերթափոխով զբաղվելու համար:

Հեծանիվով ոտնակով քշելիս հեծանվորդի ուժը փոխանցվում է անիվներին, ուստի նրանք սկսում են պտտվել։ Հեծանիվների անվադողերը փոխազդում են ճանապարհի մակերեսի հետ: Այս փոխազդեցության ուժերն են աջակցության արձագանքման ուժը և շփման ուժը, վերջինս է, որ ստիպում է հեծանիվը շարժվել, ինչպես նաև պաշտպանում է հեծանիվը շրջադարձի ժամանակ սահելուց։ Որքան մեծ լինի շփման ուժը հեծանիվների անվադողերի և ճանապարհի մակերեսի միջև, այնքան ավելի վստահ և հուսալի կլինի երթևեկությունը, հատկապես շրջադարձերի ժամանակ: Շփման առավելագույն ուժը սահող շփման ուժն է, այն որոշվում է բանաձևով.

որտեղ է շփման գործակիցը, իսկ N-ն ուղղահայաց դեպի վեր ուղղված հենարանի արձագանքման ուժն է:

Շրջադարձի ընթացքում հեծանիվը շարժվում է R որոշակի շառավղով աղեղով (տե՛ս վերևի տեսքը): Այս դեպքում հեծանիվի արագությունը շոշափելիորեն ուղղվում է հետագծին, իսկ կենտրոնաձիգ արագացումը և շփման ուժը, որը պահում է հեծանվորդին, ուղղված է դեպի աղեղի կենտրոնը: Ըստ Նյուտոնի երկրորդ օրենքի.

Հաշվի առնելով, որ ձգողության ուժն ուղղված է ուղղահայաց դեպի ներքև, իսկ կենտրոնաձիգ արագացումը՝

մենք ստանում ենք, որ աղեղի նվազագույն հնարավոր շառավիղը հաշվարկվում է բանաձևով.

Կաուչուկի շփման գործակիցը չոր ասֆալտի դեպքում 0,5-ից 0,8 է, իսկ թաց ասֆալտի դեպքում՝ 0,25-ից 0,5: Հետևաբար, 15 կմ/ժ արագությամբ (մոտ 4,2 մ/վ) վարելիս անվտանգ կլինի շրջվել R \u003d 4,2 2 / (0,5 9,8) \u003d 3,6 մ (չոր ասֆալտ) շառավղով աղեղով և R \u003d 4.2 2 / (0.25 9.8) \u003d 7.2 մ (խոնավ ասֆալտ):

Հարկ է նաև նշել, որ շրջվելիս հավասարակշռությունը պահպանելու համար անհրաժեշտ է հեծանիվը մի փոքր թեքել շրջադարձի ուղղությամբ։

Ըստ առաջարկվող մեթոդի՝ առաջարկում ենք հաշվարկել.

1. անվտանգ շրջադարձի շառավիղը 24 կմ/ժ արագությամբ չոր հողային ճանապարհի վրա (շփման գործակիցը 0,4) և սառույցի վրա (շփման գործակիցը 0,15).
2. Հեծանիվի α անկյունը՝ նույն արագությամբ պտտվելիս հավասարակշռությունը պահպանելու համար, հաշվի առնելով, որ կենտրոնախույս ուժը կիրառվում է հեծանիվի զանգվածի կենտրոնի վրա։

Եթե ​​դուք հարցնեք «ինչու հեծանիվը չի ընկնում»: ամեն ինչ անընդմեջ, մեծամասնությունը, ամենայն հավանականությամբ, չի կարողանա պատասխանել դրան։ Նրանք պարզապես թոթվում են ուսերը: Իրենց տեխնիկապես գրագետ մարդ համարող փոքրամասնությունը կպատասխանի, որ դա հավանաբար գիրոսկոպի ազդեցության պատճառով է։ Եվ, հավանաբար, նրանք կզարմանան՝ իմանալով, որ գիրոսկոպը ոչ մի կապ չունի դրա հետ, դա ցույց է տվել մի փորձ, որի ժամանակ այդ էֆեկտը հարթեցվել է, և հեծանիվը շարունակել է քշել։ Եվ միայն փոքր փոքրամասնությունն է ճիշտ կպատասխանի։ Ուրեմն ինչու հեծանվորդները չեն ընկնում:

Հեծանիվը չի ընկնում կենտրոնախույս ուժի պատճառով

Ցանկացած մարմնի հավասարակշռությունը պահպանելու համար անհրաժեշտ է, որ իր ծանրության կենտրոնից իջեցված ուղղահայացը չանցնի հենարանի տարածքից այն կողմ։ Որքան փոքր է վերջինս, այնքան ավելի քիչ կայուն է դիրքը։

Հեծանիվի ոտնահետքը չափազանց փոքր է. իրականում դա ուղիղ գիծ է, որը գծված է այն կետերի միջև, որտեղ անիվները դիպչում են գետնին: Հետևաբար, հեծանիվը (հեծանվորդի հետ կամ առանց հեծանվորդի) չի կարող կանգնել անշարժ դիրքում: Բայց շարժվելիս կայունությունը հրաշքով վերադառնում է նրան։ Ինչու է դա տեղի ունենում:

Ամեն ինչ վերաբերում է կենտրոնախույս ուժին, որն առաջանում է տաքսի վարելիս: Եթե ​​շարժվող հեծանիվը սկսում է թեքվել դեպի երկու կողմ, հեծանվորդը մի փոքր պտտում է ղեկը թեքության ուղղությամբ, ինչի հետևանքով մեքենան շրջվում է: Այս դեպքում առաջանում է կենտրոնախույս ուժ՝ ուղղված թեքությանը հակառակ ուղղությամբ։ Հենց նա է հեծանիվը վերադարձնում ուղղահայաց դիրքի: Երկանիվ հեծանիվը չի կարող ուղիղ գծով շարժվել։ Եթե ​​նրա ղեկը ֆիքսված դիրքում է, հաստատ կընկնի, քանի որ տաքսու հնարավորությունը բացառված է։

Այս գործընթացը՝ ուղղահայացից շեղումը և դրան վերադարձը, տեղի է ունենում շարունակաբար: Հեծանվորդը չի էլ մտածում, թե ինչ է կատարվում. Նրա ձեռքերն ինքնաբերաբար ղեկ են անում, ինչը անհրաժեշտ է ուղղահայաց դիրքը պահպանելու համար: Ի դեպ, հենց տաքսու ավտոմատիզմի ձեռքբերման մեջ է մտնում հեծանիվ վարել սովորելը։

Հեծանիվների կառուցում և հավասարակշռություն

Հեծանիվի ղեկի սյունակի և առջևի պատառաքաղի դիզայնը հեշտացնում է ավտոմատ հավասարակշռությունը: Ղեկի սյունի առանցքը (առջևի պատառաքաղ) ուղղահայաց չէ, այլ թեք է գետնին: Գետնի հետ նրա հատման կետը գտնվում է այն վայրի դիմաց, որտեղ առջևի անիվը շփվում է ճանապարհի հետ։ Նման սխեման նպաստում է նրան, որ եթե առջևի անիվը պատահաբար շեղվում է միջին դիրքից, անմիջապես առաջանում է ռեակտիվ ուժերի պահ, որն այն վերադարձնում է իր տեղը։

Երբ հեծանիվը թեքվում է, առջևի անիվի հենարանի արձագանքը, որը կիրառվում է գետնի հետ շփման կետում և ուղղված է դեպի վեր, ավտոմատ կերպով շրջում է անիվը թեքության ուղղությամբ: Կա կենտրոնախույս ուժ, և հեծանիվը վերադառնում է ուղիղ դիրքի:

Այս գործընթացն ավելի լավ հասկանալու համար պարզապես պետք է հաշվի առնել, որ հեծանիվի առջևի անիվի վրա ազդող ուժերի օրինաչափությունը մոտավորապես նույնն է, ինչ պտտվող անիվներով սայլերը: Որ ուղղությամբ տրոլեյբուսը չի հրվում, անիվները ավտոմատ կերպով պտտվում են ճիշտ ուղղությամբ: Ի դեպ, հենց հեծանիվի դիզայնի այս հատկանիշն է, որ հնարավոր է դարձնում քշել առանց ղեկը ձեռքերով բռնելու։ Հեծանիվն ինքնուրույն է պահպանում հավասարակշռությունը։ Իսկ շրջադարձ կատարելու համար բավական է մարմնիդ ծանրության կենտրոնը կողք տեղափոխել։

Այն աստիճանը, որով որոշակի հեծանիվը կարող է պահպանել դինամիկ հավասարակշռությունը, որոշվում է գլխի խողովակի և պատառաքաղի դիզայնով: Այստեղ հիմնական պարամետրը հեռավորությունն է առջևի անիվի գետնի հետ շփման կետից մինչև ղեկի սյունակի առանցքի (առջևի պատառաքաղ) գետնի հետ հատման կետը: Ինչպես արդեն նշվեց, վերջինս առաջ է անցել առաջինից։ Անիվի վրա գործող ռեակտիվ պահը, երբ այն պտտվում է, կլինի այնքան բարձր, այնքան մեծ կլինի այս հեռավորությունը: Հեծանիվների օպտիմալ դինամիկ աշխատանքի համար պահանջվում է ոչ թե ամենամեծ, այլ խիստ սահմանված ռեակտիվ պահը: Չափազանց քիչը կնվազեցնի ավտոմատ հավասարակշռությունը, չափից շատը կհանգեցնի մռայլության: Հետևաբար, հեծանիվ նախագծելիս ղեկի սյունակի առանցքի թեքությունը և առջևի պատառաքաղի պարամետրերը ընտրվում են շատ ուշադիր:

Ի՞նչ է «շիմմին»

Բարձր արագությամբ (ավելի քան 30 կմ/ժ), հեծանիվի առջևի անիվը կարող է ինքնաբերաբար սկսել պտտվել աջ ու ձախ։ Այս երևույթը, որն, ի դեպ, տեղի է ունենում նաև ավիացիայում, կոչվում է «speed wobbles» կամ «shimmy»: Պատճառը ոչ թե հեծանիվի անսարքությունն է (վատ հավաքում կամ ամրացումների թուլացում), այլ այն, որ առջևի անիվի ռեզոնանս կա։ «Շիմմին» շատ վտանգավոր է այն դեպքում, երբ հեծանվորդը քշում է «առանց ձեռքերի», այսինքն՝ չի բռնվում ղեկից։ Առաջացած ռեզոնանսը մարելու համար հարկավոր է դանդաղեցնել կամ փոխել կեցվածքը։

Հեծանիվն ավելի էներգաարդյունավետ է

Անցած ճանապարհի միավորի էներգիայի սպառման առումով հեծանիվն ավելի արդյունավետ է, քան ոչ միայն քայլելը, այլև մեքենա վարելը: Երբ հեծանիվը շարժվում է 30 կմ/ժ արագությամբ, 1 կմ-ի վրա ծախսվում է 15 կկալ։ 5 կմ/ժ արագությամբ քայլելը հանգեցնում է 1 կմ-ի վրա 60 կկալի այրման։ Այսինքն՝ մեկ միավոր հեռավորության վրա էներգիայի սպառման առումով հեծանիվ վարելը 4 անգամ ավելի արդյունավետ է, քան քայլելը։

… և ավելի ֆունկցիոնալ

Եթե ​​հեծանիվը դիտարկենք սպորտային ծանրաբեռնվածության տեսանկյունից, ապա այն նույնպես նախընտրելի է ստացվում, քան քայլելը։ Հեծանվավազքը ժամում այրում է 450 կալորիա, մինչդեռ քայլելով՝ ընդամենը 300 կալորիա։ Իհարկե, ֆիզիկական ակտիվությունը կարելի է մեծացնել՝ քայլելուց անցնելով վազքի։ Բայց այս դեպքում ծնկների և կոճ հոդերի ծանրաբեռնվածությունը մեծանում է, ինչը անցանկալի է, քանի որ ժամանակի ընթացքում դա կարող է հանգեցնել այս խնդրահարույց տարածքների վնասվածքների:

Երբ կանայք ավելի արագ են

Մարզված տղամարդը, նույնիսկ առանց պրոֆեսիոնալ մարզիկ լինելու, կարող է երկար ժամանակ զարգացնել 250 Վտ կամ 0,33 լիտր հզորություն։ Հետ. Հարթ ճանապարհով հեծանիվ վարելիս դա մոտավորապես համապատասխանում է 30 կմ/ժ արագությանը։ Կանայք չեն կարող զարգացնել այնպիսի ուժ, ինչպիսին տղամարդիկ են, բայց մեկ միավորի քաշի համար նրանց էներգետիկ արդյունավետությունը գերազանցում է տղամարդկանց: Հարթ ճանապարհով վարելիս, երբ ողջ ուժը հիմնականում ծախսվում է օդի դիմադրությունը հաղթահարելու վրա, կանայք ավելի դանդաղ են վարում, քան տղամարդիկ։ Բայց վերև վարելիս, երբ էներգիան ծախսվում է գրավիտացիան հաղթահարելու վրա, նրանք կարողանում են ավելի արագ գնալ, քան ուժեղ կեսը։

Հեծանիվների արագությունը կախված է ոտնակով շարժման հզորությունից, հեծանիվի տեսակից և դասից, ճանապարհի պայմաններից, տեղանքից և քամուց: Հետաքրքիր է գնահատել, թե ինչ համամասնությամբ։

Իմ դիտարկումների համաձայն, եթե հարթ մայրուղու վրա նավարկության արագությունը 30 կմ/ժ է, ապա երկրորդական ճանապարհին այն իջնում ​​է մինչև 25, խմբով վարելիս այն կարող է բարձրանալ մինչև 35, հակառակ քամին կարող է մարել մինչև 20 կմ արագություն։ / ժ, և դա դժվար է ընկալվում: Վերև վարելիս արագությունը հեշտությամբ մարվում է, օրինակ՝ մինչև 15 կմ/ժ, և դա նորմալ է ընկալվում։
Ցանցում ենթադրվում է, որ նույնիսկ 25-30 կմ/ժ արագության դեպքում հիմնական ուժերը գնում են օդային դիմադրության դեմ պայքարելու, և ընդհանուր առմամբ, 30 կմ/ժ-ից ավելի արագությունը որոշվում է ոչ այնքան ոտքի ուժով, որքան. աերոդինամիկա. Դա ինձ անհանգստացնում է։ Իմ դիտարկումներով աերոդինամիկան շատ ավելի զգացվում է հակառակ քամու ժամանակ, երբ պետք է պայքարել քամու դեմ։ Միևնույն ժամանակ, պոչամբարի քամին ընդհանրապես չի զգացվում, քանի որ շարժման արագությունը սովորաբար ավելի մեծ է, քան քամու արագությունը: Իսկ արագությունը շատ չի բարձրանում։ Միգուցե աերոդինամիկայի արժեքը որոշ չափով չափազանցվա՞ծ է: Բարեբախտաբար, հեծանիվ տեղափոխելիս ծախսերի բաշխումը գնահատելն այնքան էլ դժվար չէ։ Այնուհետև այս տվյալները կարելի է համեմատել էլեկտրաէներգիայի հաշվիչներով հեծանիվների օգտագործողների հրապարակված դիտարկումների հետ:

Հզորություն և ձգում

Սկզբից հետաքրքիր է հասկանալ, թե ինչ ռեսուրսներ ունի հեծանվորդը։ Երկար պեդալների դեպքում հիմնական բնութագիրը ելքային հզորությունն է: Դատելով էլեկտրաէներգիայի հաշվիչների սեփականատերերի ակնարկներից, կարելի է ենթադրել, որ 200 վտ կարող է երկար ժամանակ արտադրվել: Սա 25 կմ/ժ արագության դեպքում համապատասխանում է 28,8 Նյուտոն մշտական ​​«ձգման» ուժին: (25 կմ/ժ-ը 6,94 մ/վ է, 200 / 6,94 = 28,8).

Ավելի մեծ պարզության համար, հետագայում, ուժը կտրվի կիլոգրամ-ուժի միավորներով: Մեկ կիլոգրամ ուժ («կգ» նշանակումը, ի տարբերություն զանգվածի, «կգ» է) 1 կգ զանգված ունեցող մարմնի կշիռն է, այսինքն՝ այն ուժը, որով ճնշում է այն կշիռը, որի վրա գրված է «1 կգ». կշեռքի վրա. Սա այն է, ինչի հետ գործ ունենք առօրյա կյանքում, իրական «մարմնի քաշի» փոխարեն: 1 կգ = 9,81 նյուտոն:

Համապատասխանաբար, 200 Վտ հզորությունը, որն առաջանում է 25 կմ/ժ արագությամբ, կազմում է ընդամենը 2,9 կգ ուժ, որը կիրառվում է հեծանիվին: Տարօրինակ է թվում, քանի որ հեշտությամբ կարող եք շատ ավելի մեծ բեռ բարձրացնել: Բայց սա է տարբերությունը ուժի և աշխատանքի միջև: Բեռը պետք է ոչ թե պարզապես բարձրացնել, այլ բարձրացնել և բարձրացնել և արագ: Իհարկե, կարճաժամկետ հեռանկարում դուք կարող եք զարգացնել ավելի շատ ուժ և ավելի շատ ուժ, բայց երկար ժամանակահատվածում մոտավորապես նույն թվերն են ստացվում: Ի դեպ, ձիու հզորությունը, 1 ձիաուժ. = 736 վտ, ընդամենը 3,5 անգամ ավելի քան միջին հեծանվորդի հզորությունը:

Մեքենայի կայուն շարժման ժամանակ քաշման ուժը (F) որոշվում է երեք գործոնով՝ պտտվող շփում (R), սահիկներ (T) (արտահայտվում է որպես քաշի աճ, որը պետք է մղվի դեպի վերև) և օդի դիմադրություն (Q):

Շփման ուժը կախված է գործակիցից։ շփում (k) և մակերեսին ուղղահայաց քաշային բաղադրիչ (P): Այսինքն՝ որքան մեծ է քաշը, որքան վատ է ճանապարհը, այնքան վատ են անվադողերը, այնքան մեծ է դիմադրությունը շփման պատճառով։

Սլայդն ավելացնում է ձգող ուժ (T) ետ՝ կախված քաշից (P) և անկյունից (ալֆա), բայց մի փոքր նվազեցնում է ճնշումը մակերեսի վրա, այսինքն՝ շփման ուժը։

Վերջապես, աերոդինամիկ քաշման ուժը (Q) համաչափ է խաչմերուկի (առջևի) հատվածի տարածքին (S), աերոդինամիկ քաշման գործակիցը (Cx) և արագության քառակուսին (v), բազմապատկիչը (po) օդն է։ խտությունը.

Սլայդներ

Երեք տերմիններից ամբողջական պարզություն է միայն շարժման դեպքում դեպի վեր կամ վար: Հայտնի է քաշը (հեծանվորդ + սարքավորված հեծանիվ), թեքության անկյան շոշափողը՝ նույնպես։

Շոշափողը նշված է ճանապարհային նշանի վրա, քանի որ այն բարձրանալու տոկոսն է հորիզոնական պրոյեկցիաճանապարհի երկարությունը. Այսինքն՝ սա քարտեզի վրա ճանապարհի երկարությունն է։ Ճանապարհներին բնորոշ «տոկոսներով» սա գործնականում նույնն է, ինչ «սինուսը»՝ բարձրանալ դեպի ճանապարհի երկարությունը, բայց հիշեք, որ 100% թեքությունը ներկայացնում է 45 աստիճան, ոչ թե 90: Ընդհանուր առմամբ, 10% թեքությունը նշանակում է 1 մետր բարձրություն 10 մետր ուղու վրա:

Այն ուժը, որն անընդհատ ետ կքաշվի մագլցելիս, այն տոկոսն է, որը նշված է եզրաքարի քաշի ճանապարհային նշանի վրա (հեծանվորդ + հեծանիվ): Օրինակ, 90 կգ քաշով, երբ 10% թեքությամբ բարձրանալիս հեծանիվը հետ կքաշի 9 կգ ուժ։ Քանի որ մենք կարծում ենք, որ հեծանվորդն իր տրամադրության տակ ունի 200 վտ հզորություն կամ, ինչպես նշվեց վերևում, 2,9 կգ քաշող ուժ 25 կմ/ժ արագությամբ, պարզ է, որ նա չի կարող նման արագությամբ վարել, քանի որ 2,9 կգ քաշքշում է: առաջ 9 կգ-ից պակաս է հետ քաշվելով: Բայց երբ արագությունը նվազում է, «ձգող ուժը» մեծանում է: Անտեսելով շփման կորուստները և օդի դիմադրությունը՝ կարելի է վարել W/F արագությամբ (հասանելի հզորությունը բաժանված է ետ քաշվող ուժի վրա), այսինքն՝ 8 կմ/ժ։ (200 / 9 / 9.81 * 3.6) . Կարծես թե ճշմարտությունն է 🙂

Կա նաև լավ նորություն. 10% թեքություն ունեցող բլուրից իջնելիս դա տալիս է (վերևում քննարկված հեծանվորդին) 9 կգ քաշում, ինչը երեք անգամ ավելի է, քան ոտնակով քայլելը: Հետեւաբար, ոտնակները պտտելը, ընդհանուր առմամբ, այնքան էլ իմաստ չունի։ Ավելի լավ է խնայեք ձեր ուժը:

Շփում

R առաջին անդամն ունի շփման անհայտ գործակից: Ավելի ճիշտ՝ շարժակազմի շփման գործակիցը (k = k'*r, որտեղ r-ը անիվի շառավիղն է)։ Դա կախված է անվադողի «գլորվելուց» և ճանապարհի որակից։ Իհարկե, այն կարող է շատ տարբեր լինել, և տվյալները դժվար է գտնել: Սկզբից ասֆալտի վրա ճանապարհային անիվի համար մենք կարող ենք վերցնել k = 0,004, չնայած կան տվյալներ, որոնք 10 անգամ պակաս են և 4 անգամ ավելի: Եթե ​​համեմատենք այն ուժերի հետ վերև վարելիս, ապա շփման նման գործակիցը նման է 0,4% թեքությամբ բարձրանալուն, այսինքն՝ գործնականում ոչինչ 🙂 Կիլոգրամ ուժով սա 0,36 կգ է։ Համապատասխան հիպոթետիկ արագություն (առանց սահքի և օդի դիմադրության, օրինակ՝ անշարժ հեծանիվով) 200 վտ = 204 կմ/ժ: Ճշմարտության նման չէ 🙂 Սովորաբար անմիջապես զգում ես՝ հեծանիվը գլորվում է, թե ոչ։ Կամ այս հեծանիվը/անվադողերը/անվադողերի ճնշումը/ասֆալտը և այլն: ավելի լավ է գլորվում, իսկ այդ մեկը ավելի վատ է: Դատելով 200 կմ/ժ-ից զգալիորեն պակաս արագությունների հաշվարկներից, նման սենսացիաներ չպետք է լինեն, բոլոր հեծանիվները պետք է նույնը թվան:

Հողմփոց

«Աերոդինամիկ» տերմինում կան երկու պարամետր, որոնք ազդում են դիմադրության վրա. Առաջինը «ճակատային» տարածքն է (S):

Այս պարամետրը կարելի է չափել՝ օգտագործելով նմանատիպ լուսանկարներ: Ես դա կանեմ ավելի ուշ՝ հաշվարկները փորձարարական տվյալների հետ համեմատելիս։ Առայժմ կարող ենք ենթադրել, որ S = 0,5 մ2: Երկրորդ պարամետրը Cx ամենաառեղծվածայինն է։ Սա աերոդինամիկ քաշման գործակիցն է կամ գործակիցը: հոսել շուրջը.

Այս գործակիցը կախված է նրանից, թե որքան հարթ է մակերեսը և որքանով է կատարյալ աերոդինամիկ ձևը։ Գնահատման համար մենք կարող ենք վերցնել Cx = 0.5

25 կմ/ժ արագության դեպքում աերոդինամիկ քաշման ուժը հավասար է 0,75 կգ-ի, կամ առկա 200 Վտ-ից կընտրի ընդամենը 51 Վտ: Իսկ եթե օգտագործեք բոլոր 200 Վտ հզորությունը աերոդինամիկ քաշելու համար, ապա հաշվարկված արագությունը կկազմի 39 կմ/ժ, մինչդեռ աերո արգելակման ուժը հավասար կլինի 1,9 կգ-ի։ Մինչդեռ դժվար է մեկնաբանել։ 25 կմ/ժ արագության դեպքում աերոդինամիկ դիմադրությունն իսկապես առանձնապես չի զգացվում, իսկ 39 կմ/ժ իմ դեպքում հասնում է բլուրից իջնելիս, իսկ բլուրը կարող է հսկայական պլյուս տալ պեդալների ուժին:

Ընդհանուր առմամբ, վերը նշված գնահատված պարամետրերի համար (հեծանվորդի քաշ + հեծանիվ = 90 կգ, ասֆալտ) փոքր բլուր վարելու համար, որը կարող է բլուր չզգալ = 1% (սա 1 մետր անկում է 100 մետր ուղու վրա), առկա 200 Վտ հզորությունը կտա 30,7 կմ/ժ արագություն Արժեքի բաշխում. շփում 15% (0,36 կգ), սահում 38% (0,9 կգ), աերոդինամիկա 47% (1,14 կգ): Իսկ նույն բարձունքից իջնելիս արագությունը կավելանա մինչև 43 կմ/ժ, բարձունքից ի հայտ եկած «քաշումը» = 0,9 կգ հնարավորություն կտա փոխհատուցել օդի դիմադրության պատճառով ավելացած կորուստները = 2,2 կգ։

Թվերին կարելի է «շոշափել» .

Այսպիսով, առաջին եզրակացությունները մոտավորապես այսպիսին են.

1. Ավելի ճիշտ է աերոդինամիկ դիմադրությունը համեմատել վերև (ներքև) վարելու հետ, այլ ոչ թե շփման հաղթահարման հետ, քանի որ բլուրը «աերոյի» հետ համեմատելի ներդրում է տալիս նույնիսկ բոլորովին աննկատ թեքություններով:
2. Հեծանիվի «գլորվելը» պետք է փորձարարական լուծում ստանա: Հնարավոր է, որ գործակիցը ցանցում շփումը խիստ թերագնահատված է:

Ցանցում կա հիանալի փորձ՝ ոտնակներին կիրառվող տարբեր հզորությամբ արագության հասնելու համար։ Այնտեղից կարելի է տվյալներ վերցնել՝ գլանվածքից և աերոդինամիկայից ստացված ներդրումների բաշխումը ճշգրտելու համար: Դա արվելու է գրառման մեջ:

Նշում եմ, որ հաստատուն շարժումը դիտարկվել է վերևում։ Սա նշանակում է, որ շարժման իներցիան, որը մեծ է ձիավարության ժամանակ, ընդհանրապես հաշվի չի առնվել։ Օրինակ, բլուրից արագանալով, հատկապես ներքևի մասում «պտտվելով», կարող եք հեշտությամբ թռչել փոքր վերելքի մեջ: Բայց եթե վերելքը մեծ է, ապա ի վերջո կսպառվի նախորդ վայրէջքից կուտակված իներցիան։ Հենց այդ ժամանակ գործի մեջ են մտնում վերը նշված բանաձեւերը: Իներցիայի ներդրումը մի փոքր դիտարկվեց մի գրառման մեջ.

Երկանիվ հեծանիվը շարժվելիս չի ընկնում, քանի որ այն վարողը մշտապես հավասարակշռություն է պահպանում։ Հեծանիվների աջակցության տարածքը փոքր է. այն ուղիղ գիծ է, որը գծված է գետնի հետ հեծանիվների անիվների շփման կետերի միջով: Հետեւաբար, հեծանիվը գտնվում է դինամիկ հավասարակշռության վիճակում:

Սա ձեռք է բերվում ղեկով. երբ հեծանիվը թեքված է, մարդը ղեկը պտտում է նույն ուղղությամբ: Դրանից հետո հեծանիվը պտտվում է, մինչդեռ կենտրոնախույս ուժը վերադարձնում է հեծանիվը իր սկզբնական ուղղահայաց դիրքին: Հավասարակշռությունը պահպանելու համար ղեկային գործընթացը շարունակական է, ուստի հեծանիվի շարժումը ուղիղ չէ: Եթե ​​ղեկը ամրացվի, հեծանիվը կընկնի։

Արագության և կենտրոնախույս ուժի միջև կապ կա: Որքան բարձր է արագությունը, այնքան մեծ է կենտրոնախույս ուժի արժեքը և, համապատասխանաբար, այնքան քիչ է անհրաժեշտ ղեկը շեղել հավասարակշռությունը պահպանելու համար:

Շրջելու համար հարկավոր է հեծանիվը թեքել դեպի կողմը, որպեսզի կենտրոնախույս ուժի և ձգողականության ուժի գումարը անցնի անիվի աջակցության գծով: Եթե ​​դա այդպես չէ, ապա կենտրոնախույս ուժը հեծանիվը կթեքի մյուս ուղղությամբ: Հավասարակշռությունը հեշտացնելու համար հեծանիվների ղեկի դիզայնն ունի իր առանձնահատկությունները: Ղեկի սյունակի առանցքը ետ է թեքված և ուղղահայաց տեղակայված չէ: Այն անցնում է անիվի պտտման առանցքից ներքեւ և այն կետից առաջ, որտեղ հեծանիվի անիվը դիպչում է գետնին։ Այս տեսակի դիզայնով ձեռք են բերվում հետևյալ նպատակները.

Հեծանիվ վարելիս արգելակելիս գլխավորը հավասարակշռություն պահպանելն է։ Արգելակումը ոչ պակաս կարևոր է, քան բուն երթևեկությունը, և, ամենայն հավանականությամբ, ամենակարևորը, քանի որ հեծանվորդի առողջությունը կախված է դրանից: Եթե ​​գիտեք արգելակման պահին հեծանիվների վարքագծի տեսությունը, կարող եք զգալիորեն նվազեցնել կապտուկների և բախումների քանակը (ցավոք, առանց դրա դեռ չեք կարող անել):

Սահմանումը պարզ է. Հանրագիտարաններում գրված է, որ «արգելակել նշանակում է դանդաղեցնել շարժումը արգելակի օգնությամբ»։ Բայց ի վերջո, ամբողջ բանն այն է, որ սովորաբար բոլորին այնքան էլ չի հետաքրքրում, թե ինչ դանդաղեցնել (չնայած սա պետք է նշել), սովորաբար բոլորին հետաքրքրում է, թե ինչպես դանդաղեցնել շարժումը (լծակը սեղմում ես և վերջ), և ոչ թե ինչպես դանդաղեցնել այն ճանապարհի որոշակի կոնկրետ իրավիճակում:

Դուք կարող եք փորձել շատ տեսական խորհուրդներ նկարել ճանապարհի բոլոր հնարավոր իրավիճակների համար, բայց կանոններից միշտ կան բացառություններ, և վաղ թե ուշ հեծանվորդը հայտնվում է մի իրավիճակում, երբ բավարար առաջարկներ չկան: Ամենակարևորն այն է, որ հեծանիվ վարելիս արգելակումը պետք է հասցվի ավտոմատացման, քանի որ արտակարգ իրավիճակներում պարզապես ժամանակ չկա մտածելու, թե ինչպես դա անել ճիշտ և հիշել տեսությունը:

Ինտուիցիան օգնում է ճիշտ որոշում կայացնել, բայց պետք է նաև իմանալ որոշ տեսական կանոններ հեծանիվի պահվածքի արգելակման պահին։

Հեծանիվների գլորումը կախված է տարբեր գործոններից՝ շրջանակի բնութագրերից, հարվածային կլանիչներից, անիվի տրամագծից, անվադողերից, խցերում ճնշումից, հեծանիվի ընդհանուր քաշից և շատ ուրիշներից: Հետադարձը չի կարող չափվել թվերով: Փորձառու հեծանվորդները կարող են դա զգալ և գնահատել: Սիրողականների համար տարբերությունը հատկապես տեսանելի է, եթե նրանք փոխում են, օրինակ, էժան հեծանիվը ավելի թանկ և որակյալի համար:

Շրջանակ. «Գլորվող շրջանակ» արտահայտություն կա. Բայց շատ դժվար է զգալ տարբերությունը «չգլորվող» և «գլորվող» շրջանակի միջև, քանի որ հստակ նկատելի հատկանիշները բնորոշ են միայն շատ թանկ մոդելներին։ Թանկարժեք նյութերից պատրաստված շրջանակները հակված են կլանել ցնցումները և թրթռումները: Շրջանակի ավելի երկար ձևավորումն օգնում է հեծանվորդին ավելի աերոդինամիկ դիրք ստանալ հեծանիվով, ինչը դրականորեն է ազդում գլորվելու վրա: Բայց սովորական հեծանիվի վրա շրջանակից գլորումը կախված չէ այնքան, որքան մյուս բաղադրիչներից:

Անիվի չափը. Հեծանիվի գլորման վրա ազդող հիմնական որոշիչ գործոններից մեկը: Ավելի մեծ 28 կամ 29 դյույմանոց անիվներն ավելի արագ են ընթանում, քան 26 դյույմ անիվները, ուստի հեծանիվն ավելի շատ է գլորվում դրանցով: Այժմ 29 դյույմանոց անիվներով հանրաճանաչ նիներներն ունեն այս որակը:

Անվադողերի պաշտպանիչ։ Հարթ, նեղ անվադողեր առանց քայլքի գլանվածքի լավագույնը: Ամենավատն այն է, որ լայն ագրեսիվ անվադողը բարձր քայլքի օրինակով:

Քանի որ դասական հեծանիվն ունի երկու անիվ, որպեսզի հեծանվորդը վարի, նա անընդհատ պետք է հավասարակշռություն պահպանի և հաղթահարի տարբեր ուժեր, որոնք առաջանում են շարժման ընթացքում: Միայն այն պատճառով, որ հեծանիվը պարզ է, չի նշանակում, որ այն այդքան էլ պարզ է: Հեծանիվ վարելիս գործող ֆիզիկական ուժերը հիմնված են գիտության հիմնարար օրենքների վրա: Դիտարկենք հիմնական ուժերը, որոնք գործում են հեծանիվ վարելիս:

1. Ձգողության ուժ (ձգողականություն): Ձգողականությունը բնության չորս հիմնարար երևույթներից մեկն է։ Բացատրված է Նյուտոնի օրենքով. Այն ուժը, որով այն գործում է, ուղիղ համեմատական ​​է հեծանվորդի մարմնի քաշին: Որքան մեծ է հեծանվորդի քաշը, այնքան ուժեղ է ձգողության ուժը: Այն գործում է գետնին ուղղահայաց հեծանվորդի և հեծանիվի բաղադրիչների վրա: Նրա գործողության ուժը մեծանում է հեծանվով վերև վարելիս և համապատասխանաբար նվազում՝ իջնելիս։

2. Օդի դիմադրության ուժ. Հեծանվորդի վրա ազդող աերոդինամիկ ուժերը հիմնականում օդի դիմադրության և գլխի կամ կողային քամու գումարն են: Միջին արագությամբ և հարթ մակերևույթի վրա շարժվելիս աերոդինամիկ դիմադրությունը ամենամեծ ուժն է, որը խանգարում է առաջ շարժվելուն: Արագության հետագա աճով աերոդինամիկ դիմադրությունը դառնում է ճնշող, և դրա մեծությունը զգալիորեն գերազանցում է բոլոր մյուս ուժերին, որոնք խոչընդոտում են առաջ շարժմանը:

Երբ հեծանիվի տեխնիկական բնութագրերի բարելավումը հասավ որոշակի սահմանի, և գործնականում տարբերություն չկար տարբեր արտադրողների առանձին բաղադրիչների կատարման մեջ, նրանք ուշադրություն դարձրին օդի դիմադրությանը, որը հաղթահարում է հեծանվորդը վարելիս: Այս ցուցանիշը տպավորիչ թվային արժեք ուներ, ուստի աշխատելու բան կար:

Ինչպես ավիաշինության և ավտոմոբիլային արդյունաբերության մեջ, քամու թունելն օգտագործվում է ստուգելու, թե ինչպես է մոտեցող օդի հոսքը ազդում հեծանվորդի վրա: Այս թանկարժեք սարքը օգնում է որոշել օբյեկտի (հեծանվորդի) փոխազդեցությունը օդի հոսքի հետ, ինչպես նաև որոշել գործող ուժը թվային արժեքով։ Փորձարկումների ընթացքում որոշվում է հեծանվորդի օպտիմալ հարմարեցումը, ինչպես նաև դիմադրության գործակիցը հեծանիվի առանձին մասերի և մարզիկի սարքավորումների մոտակա օդային հոսքին:

Քամու թունելի դիզայնը սենյակ է, որի մի կողմում տեղադրված են բարձրորակ օդափոխիչներ, նրանք ստեղծում են օդի հոսք, որը նմանեցնում է հակառակ քամին, որի արագությունը վերահսկվում է օդափոխիչը պտտող էլեկտրական շարժիչների հզորությունը փոխելով: շեղբեր

Հեծանիվի շահագործման ընթացքում շրջանակի վրա բեռներ են կիրառվում, որոնք բազմիցս կրկնվում են։ Այս ցիկլային բեռները առաջանում են ճանապարհի անկանոնություններից՝ փոսեր, բախումներ, ասֆալտի փոսեր և այլն: Երբ ալյումինի համաձուլվածքները սկսեցին օգտագործվել տարբեր կառույցներում (հատկապես ավիացիայի և տիեզերագնացության մեջ), ուսումնասիրությունները ցույց տվեցին, որ մեկ բեռը չի առաջացնում դեֆորմացիաներ և ոչնչացում: նյութը, սակայն կառուցվածքային նյութում որոշակի քանակությամբ բեռնման ցիկլեր առաջացրել են դեֆորմացիա, ճաքեր և հետագա ավերածություններ: Այս երեւույթը բնութագրվում է «հոգնածության ձախողում» տերմինով: Բեռնման ցիկլերի քանակը, որոնք հանգեցնում են ձախողման, կոչվում են «հոգնածության կյանք»:

Նույն ուսումնասիրությունները ցույց են տվել, որ կառուցվածքի առավել ծանրաբեռնված հատվածներում ճաքերի, փորվածքների, անցքերի, եռակցման առկայությունը մեծության կարգով նվազեցնում է բուն կառուցվածքի ամրությունը: Այս միտումը կոչվում է «տեղական սթրեսի կենտրոնացում»: Կառուցվածքում նույնիսկ փոքր փոսը նպաստում է դրա կողքին սթրեսի ավելացմանը առնվազն 2 անգամ, իսկ բավարար խորության քերծվածքը՝ 5-6 անգամ։ Ճեղքը բարձրացնում է տեղական լարվածությունը մինչև զիջման կետը և հետևաբար սիստեմատիկորեն մեծանում է արագության աճով:

Ես դեռ հիշում եմ ֆիզիկայի դասը, որտեղ քննարկվում էր այս հարցը։ Անկեղծ ասած, ես զարմացա, երբ իմացա, թե որքան իրադարձություններ են տեղի ունենում հեծանիվ վարելիս, քանի ուժեր անընդհատ փոխազդում են ... Ես կփորձեմ բացատրել. ինչու է հեծանիվը շարժվումև ով է այն հորինել:

Ինչն է ստիպում հեծանիվը շարժվել

Կարելի է ասել, որ մեկ մարդկային ուժ.:), բայց ավելի լուրջ՝ մկանուտ։ Հաշվի առնելով այն հանգամանքը, որ ժամանակակից հեծանիվը հիմնականում երկանիվ մոդել է՝ հեծանվորդը պետք է հավասարակշռություն պահպանել, միաժամանակ փոխհատուցելով այլ ուժերի գործողությունները, որոնք առաջանում են շարժման ընթացքում։ Իսկապես, այն, որ հեծանիվը պարզ դիզայն է, ամենևին էլ չի նշանակում, որ ամեն ինչ այդքան պարզ է։ Գիտության հիմնարար օրենքները- ֆիզիկական ուժերի հիմքը, որոնք առաջանում են հեծանիվով քայլելու գործընթացում:

Շարժումից առաջացող ֆիզիկական ուժեր

Նախ, պետք է նշել, որ շարժման գործընթացում ներգրավված ուժերը բաժանվում են արտաքին և ներքին. Այսպիսով, արտաքիններն են.

• ձգողականություն- այլ կերպ ասած, Նյուտոնի կողմից նկարագրված ձգողության ուժը.
• աերոդինամիկ քաշման ուժեր- ունեն ամենամեծ ազդեցությունը;
• շարժակազմի դիմադրություն- օրինակ, ավելանում է ավազների վրա շարժվելիս;
• մանևրի պատճառով ուժերը- ուղղությունը փոխելիս.

Ներքինները ներառում են.

• ոլորող մոմենտ- ուժը, որը ստիպում է անիվը պտտվել առանցքի շուրջը.
• այլ ուժեր- օրինակ, շարժվող մասերի շփումը:

Ով է հորինել հեծանիվը

Վեճերը մինչ օրս չեն հանդարտվում, իսկ պատասխանը կախված կլինի նրանից, թե որ ազգի ներկայացուցիչն է հարցը տալիս։ Ժամանակին նույնիսկ փորձեր արվեցին ստեղծել «հեծանիվ» պատմություն, բայց միակ եզրակացությունն այն էր, որ սա գյուտը շատերի արժանիքն էովքեր իրենց գաղափարներով նպաստեցին դրա առաջացմանը։ Այնուամենայնիվ, հեծանիվների պատմության մեջ կան առանցքային տարեթվեր: Օրինակ, 1412 թվականին Իտալիայումկառուցվել է մի կառույց, որը հնարավորություն է տվել շարժվել մկանային ուժի օգնությամբ։ Չնայած դա սովորական մեքենա էր 4 անիվների վրա, այնուամենայնիվ փոխանցման տուփով դեպի հետևի առանցքպարանով և ճախարակներով։

Ժամանակակից դիզայնի առաջին դիզայնը թվագրվում է 1817թ.-ին, երբ ձիերի պակասհանգեցրեց Կարլ Դրեսին ձիուն այլընտրանք հորինելու: Այս մոդելն ուներ մի հիմնական առանձնահատկություն՝ յուրօրինակ ղեկը բռնակի տեսքով, որը հիմք դարձավ բոլոր երկանիվ մեքենաների կառուցման համար. շարժակազմի դիմադրություն. Ամենահետաքրքիրն այն է, որ շարժումն իրականացվել է վազքի օգնությամբ. հեծյալները վախենում էին իրենց ոտքերը գետնից հանել,ընկնելու վախ.

1884 թվականին կառուցվել է մոդել,նման է մեր սովորական հեծանիվին՝ «Թափառաշրջիկին»: Տրված դիզայնը շղթայական փոխանցում, նույն անիվները, և ամենակարևորը՝ վարորդի գտնվելու վայրը նրանց միջև։