ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Устойчивость движения мотоцикла из "Избранные труды" Движение мотоцикла, управляемого опытным водителем, представляется нам даже при самом внимательном наблюдении поступательным и прямолинейным, хотя на самом деле это движение сопровождается незаметными на глаз колебаниями рамы. [c.46] Назовем поступательное, равномерное и прямолинейное движение рамы мотоцикла установившимся (стационарным) движением. Очевидно, колеса мотоцикла при таком движении равномерно вращаются относительно рамы. [c.46] Незначительные толчки, получаемые от неровностей полотна дороги, и, возможно, другие причины возмущают это установившееся движение, вследствие чего рама совершает небольшие колебания около горизонтальной и вертикальной осей, а следы колес на полотне дороги уже не являются строго прямолинейными. Такое движение мотоцикла назовем возмущенным движением. Если в этом возмущенном движении колебания рамы остаются малыми, то движение называется устойчивым. Ограничимся пока таким пояснением понятия устойчивости движения в дальнейшем дадим этому понятию общепринятое теперь строгое определение. [c.46] Известно, что устойчивость мотоциклу сообщает водитель поворотом передней вилки и переднего колеса, а иногда и небольшими смещениями центра тяжести своего тела. Все искусство водителя заключается в том, чтобы своевременно и целесообразно сообщать передней вилке необходимые углы поворота. Известно также, что движение мотоцикла может быть устойчивым и без участия водителя при отпущенном руле и неподвижном (относительно рамы) корпусе водителя. В этом случае устойчивость достигается автоматически без управления. [c.46] Труды Военной акад. бронетанковых войск, 1948, 9. [c.46] Современный мотоцикл (и велосипед) с точки зрения устойчивости является в достаточной степени совершенной машиной, так как устойчивое движение его возможно и без управления, если скорость не выходит из некоторых границ. Для различных типов машин путем длительного отбора найдены средние конструктивные параметры (наклон вилки, база, положение центра тяжести, вылет переднего колеса и т. д.), которых и придерживаются обычно при проектировании новой машины. Такое положение нельзя считать вполне удовлетворительным, так как выбор основных параметров все же делается оп1,упью, и успех является случайным. При этом нельзя быть уверенным, что выбор сделан наилучшим образом, если даже испытания дают удовлетворительные результаты. В задачу теории мотоцикла входит, таким образом, установление ряда соотношений между конструктивными параметрами, при выполнении которых обеспечено устойчивое движение машины. Такое исследование в свое время было выполнено для велосипеда. [c.47] МОТОЦИКЛОВ очень далеки по своей форме от диска, а форма опорной поверхности колеса имеет существенное влияние на устойчивость. [c.49] Перечисленные выше вопросы и ряд других побуждают к пересмотру проблемы устойчивости велосипеда и, по сути дела, заставляют поставить заново проблему устойчивости мотоцикла. Настоящая работа посвящена этому последнему вопросу, причем мы следовали установившемуся порядку исследования такого рода сложных механических проблем. [c.49] Что касается предпосылок и допущений, которые делаются во всякой работе при постановке сложной проблемы с целью упрощения ее, то они указаны в соответствующих местах работы, но главнейшие из них должны быть перечислены здесь. Первое ограничение накладывается на форму поверхности, по которой движется мотоцикл. Принимается, что касательная плоскость к поверхности в любой ее точке составляет малый угол с горизонтальной плоскостью, т. 0. нормаль к поверхности почти вертикальна. Расстояния точек поверхности от некоторой горизонтальной плоскости могут быть произвольными, но разность этих расстояний для двух точек прикосновения колес мотоцикла должна быть малой по сравнению с базой мотоцикла. Следовательно, выведенные ниже уравнения будут справедливы, когда мотоцикл движется по поверхности, весьма близкой к плоскости они будут справедливы также и в том случае, когда мотоцикл движется по поверхности, главные радиусы кривизны которой в каждой точке велики по сравнению с базой мотоцикла. [c.50] Мы допустим, что мотоцикл представляет систему абсолютно твердых тел, надлежащим образом сочлененных между собою таким образом, вопросы подрессоривания выпадают сами собою. Мы допускаем, что опорная поверхность колеса близка к поверхности тора и является недеформируемой, т. е. прикосновение колеса с полотном дороги происходит в одной точке. Центр тяжести мотоцикла в нормальном положении находится в плоскости симметрии мотоцикла, но может и смещаться из этой плоскости. Мы предположим, что эти смещения возможны и даже могут быть сравнительно большими, но относительная скорость их по отношению к раме мотоцикла весьма мала или равна нулю. Предполагается далее, что поверхность дороги и поверхности колес являются абсолютно шероховатыми и скольжение колеса отсутствует. Впрочем, уравнения движения составлены в такой форме, что охватываются и случай чистого качения и случай скольжения, но для каждого из этих случаев будут свои отличные друг от друга дополнительные соотношения. [c.50] Чтобы описать движение мотоцикла, надо определить его положение по отношению к некоторой неподвижной системе осей, а так как мотоцикл представляет собою систему нескольких сочлененных между собою тел, то необходимо определить и взаимное расположение их относительно друг друга. Ниже указаны неподвижная система осей координат и подвижные системы осей, связанные с рамой, вилкой и колесами мотоцикла (рис. 1 и 2). Вылет переднего колеса сознательно принят неправильным. [c.51] Чтобы определить положение рамы мотоцикла, зададим положение центра заднего колеса координатами Xi, г/J, z и направления трех осей связанных с рамой, так, что плоскость совпадает с плоскостью симметрии рамы, а ось проходит через центры колес в том случае, когда мотоцикл занимает нормальное положение (см. рис. 1). Плоскость пересекает координатную плоскость Ох у по прямой, вдоль которой мы направим одну из осей системы подвижных осей координат, указанных на рис. 2. Система подвижных осей O xyz является основной, так как в проекциях на эти оси будут в дальнейшем написаны уравнения движения. [c.51] Направления осей могут быть заданы двумя углами ф и 0, из которых первый есть угол между осями Ох и Ох, а второй — угол между осями O z и O z . Оси Oi и повернуты по отношению к осям О х и O z на угол ф (см. рис. 2). Этот весьма малый угол получается или при повороте вилки, или в том случае, когда точки прикосновения колес с поверхностью не находятся на одном уровне. [c.51] Плоскость симметрии вилки примем за плоскость (0 ) (см. рис. 2), причем обь 0 совместим с осью рулевой колонки а ось 0 проведем через центр второго колеса. Обозначим через а угол между осями и О С этот угол сохраняет постоянное значение в любом положении и является одним из основных конструктивных параметров, определяющих устойчивость мотоцикла. [c.52] Угол поворота вилки относительно рамы обозначен через этот угол считается положительным при повороте влево, на что указывает направление угловой скорости 1 (см. рис. 2). [c.52] Наконец, введем еще систему осей 02 2 П2 2 с началом в центре переднего колеса ось 2 2 горизонтальна, а плоскость 02 2 2 совпадает с плоскостью симметрии колеса и вилки. Угол поворота колеса по отношению к вилке обозначен через 2. [c.52] Вернуться к основной статье