逆操舵
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逆操舵
反向转向是单轨列车操作员,如自行车手和摩托车手,通过在相反的方向(向左和向右)瞬间转向所需的方向来启动转向。为了成功转弯,骑手和单轨列车的综合质心必须首先向转弯方向倾斜,而向相反方向的短暂转向会导致这种倾斜。骑手的反转向动作有时被称为发出转向指令。
科学文献并没有对反转向提供一个明确而全面的定义。事实上,在转向扭矩和转向角之间做了区分……,并不总是做出正确的区分。
它是如何工作的
当反转向以向右转时,要做以下工作:
- 在车把上向左施加一个扭矩。
- 然后,前轮将围绕转向轴向左旋转,轮胎将在接触区产生一个向左的力。
- 由于接触区的力在地面上,这将车轮从自行车下方拉向左边,导致自行车向右倾斜。
- 骑手,或在大多数情况下,自行车固有的稳定性,提供了必要的转向扭矩,使前轮向右旋转,并朝着所需的方向转动。
- 自行车开始向右转。大多数自行车手基本上都错过了整个序列,这就是为什么有些人断言他们没有这样做。同样重要的是,要将启动特定转弯所需的转向扭矩与保持恒定半径和倾斜角度所需的恒定转向扭矩和转向角区分开来,直到退出转弯的时间。
- 最初的转向扭矩和角度与期望的转弯方向相反。
- 维持该转向角度所需的持续转向扭矩与转弯方向相同或相反,这取决于前进速度、自行车的几何形状以及自行车和骑手的综合质量分布。
转弯需要倾斜
只有当自行车和骑手的综合质量以适合速度和转弯半径的角度向转弯内侧倾斜时,自行车才能通过转弯。
其中v {displaystyle v}是前进速度,r {displaystyle r}是转弯半径,g {displaystyle g}是重力加速度。
更高的速度和更紧的转弯需要更大的倾斜角。如果质量没有首先倾斜到转弯处,骑手和自行车的惯性将导致他们继续以直线骑行,因为轮胎沿着曲线从他们脚下滑出。从直线骑行到转弯的过渡是一个将自行车倾斜到转弯的过程,而导致这种倾斜(自行车和骑手的综合质量)的最实际的方法是首先将支撑点向相反方向移动。
稳定的倾斜
随着所需角度的接近,通常必须将前轮转入转弯,以保持该角度,否则自行车将继续在重力作用下倾斜并增加速度,直到侧面接触地面。这个过程通常只需要很少或不需要体力,因为大多数自行车的转向系统的几何设计是这样的:前轮有强烈的倾向于向倾斜的方向转向。
骑手为保持稳定转弯而必须施加在车把上的实际扭矩,是自行车几何形状、质量分布、骑手位置、轮胎特性、转弯半径和前进速度的一个复杂函数。在低速时,骑手所需的转向扭矩通常为负值,即与转弯方向相反,即使转向角在转弯方向上。
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在低速时
在低速时,反转向同样是必要的,但反转向是如此微妙,以至于它被平衡自行车时的不断修正所掩盖,往往低于骑手的感知阈值或明显的差异。
陀螺仪效应
旋转前轮的一个效应是陀螺仪向前移动所引起的滚动力矩。这个力矩的大小与前轮的惯性力矩、其旋转速度(向前运动)以及其向后运动成正比。