Countersteering

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Countersteering es utilizado por Single-Track vehículo los operadores, tales como ciclistas y motociclistas, para iniciar un giro hacia una dirección dada por momentáneamente de dirección contraria a la dirección deseada ("dirección izquierda para girar a la derecha"). Para negociar con éxito, un giro combinado Centro de masa el jinete y el Single-Track vehículo primero debe estar inclinado en la dirección de la vuelta y dirigir brevemente en las causas de dirección opuesta que apoyan.[1] Acción del jinete de countersteering se refiere a veces como un comando de dirección.[2][3]

La literatura científica no proporciona una definición clara y completa de countersteering. De hecho, "una adecuada distinción entre buey de torsión y el ángulo de buey... no siempre se hace."[4]

Una hipotética curva sobre asfalto seco

Contenido

  • 1 Cómo funciona
    • 1.1 Necesidad de inclinarse para girar
    • 1.2 Estable sin grasa
    • 1.3 A bajas velocidades
    • 1.4 Efectos giroscópicos
  • 2 Bicicletas
  • 3 Motocicletas
    • 3.1 Entrenamiento
    • 3.2 Seguridad
  • 4 Tres ruedas
  • 5 Countersteering por cambios de peso
  • 6 Otros usos
  • 7 Los hermanos Wright
  • 8 Véase también
  • 9 Notas
  • 10 Referencias
  • 11 Enlaces externos

Cómo funciona

Montaje de imagen mostrando diferentes etapas de la countersteering. Aquí, un scooter es countersteered para girar a la izquierda.

Cuando countersteering para girar a la izquierda, se realiza lo siguiente:

  • Se aplica una torsión en el manillar hacia la derecha.
  • La rueda delantera luego girará alrededor del eje de dirección a la derecha y el neumático generará las fuerzas en el parche de contacto a la derecha.
  • La máquina como un todo novillos a la derecha
  • Porque las fuerzas en el parche de contacto son a nivel del suelo, esta tira las ruedas "salir de debajo de" la moto a la derecha y provoca que se inclinan a la izquierda.
  • El jinete, o en la mayoría de los casos la estabilidad inherente de la moto, proporciona el Dirección par necesario hacer girar la rueda delantera hacia la izquierda y en la dirección del giro deseado.
  • La moto comienza un giro hacia la izquierda.

[5]

Si bien esto parece ser una compleja secuencia de movimientos, se realiza por cada niño que monta una bicicleta. Toda la secuencia pasa inadvertida por la mayoría de los jinetes, que algunos afirman que no lo hacen.

También es importante distinguir el par de dirección necesario para iniciar la inclinación necesaria para un determinado giro del volante par sostenida y necesarios para mantener un radio constante y un ángulo de inclinación hasta que es hora de salir de la curva de ángulo de dirección.

  • El buey inicial par y ángulo son que ambos frente a la deseada gire a la dirección.
  • El ángulo de dirección sostenida es en la misma dirección que el giro.
  • El par de buey sostenido necesario para mantener ese ángulo de buey con o frente a la vuelta[6] Dirección dependiendo de la velocidad de avance, geometría de la bicicleta y bicicleta combinada y distribución masiva de jinete.

Necesidad de inclinarse para girar

Una bicicleta puede negociar una curva sólo cuando el combinado Centro de masa de bicicleta y el jinete se inclina hacia el interior de la vuelta a un ángulo apropiado para la velocidad y el radio de la vuelta:

\theta = \arctan \left (\frac{v^2}{gr}\right )

donde v es la velocidad de avance, r es el radio de la vuelta y g es la aceleración de gravedad.[7]

Las velocidades más altas y más vueltas requieren mayor ángulos de inclinación. Si la masa no se inclinó primero en la curva, el inercia del jinete y bicicleta hará que para continuar en una línea recta como los neumáticos de pista hacia fuera debajo de ellos a lo largo de la curva. La transición del montar a caballo en línea recta a negociar un giro es un proceso de la moto en la curva inclinada, y la manera más práctica para causar que lean (del combinado centro de masa de la bicicleta y jinete) es pasar el apoyo señala primero en la dirección opuesta.[8]

Estable sin grasa

Gráficos mostrando el magro y de orientar el modelo de respuesta de una otra manera incontrolada simplificado ángulo de una bicicleta típica, viajando a una velocidad de avance en su gama estable (en este caso 6 m/s), con un positivo dirigir par (a la derecha) que comienza como un impulso y luego se mantiene constante. Causa un ángulo inicial de buey a la derecha, una inclinación hacia la izquierda y eventualmente una magra estacionaria a la izquierda, dirigir el ángulo hacia la izquierda y así un giro a la izquierda.

Mientras se acercaba el ángulo deseado, la rueda delantera generalmente debe ser dirigida en la vuelta para mantener ese ángulo o la moto seguirá se inclinan con gravedad, aumentando en velocidad, hasta los contactos secundarios al suelo. Este proceso requiere poco o ningún esfuerzo físico, a menudo porque el geometría del sistema de dirección de la mayoría de las bicicletas está diseñado de tal manera que la rueda delantera tiene una fuerte tendencia a dirigir en la dirección de una magra.

El torque real que el jinete debe aplicarse a los manillares para mantener un estado estacionario girar es una función compleja de la geometría de la bicicleta, la distribución masiva, jinete de posición, propiedades del neumático, girar a la radio y velocidad de avance. A baja velocidad, el esfuerzo de torsión del manejo necesario desde el jinete es generalmente negativo, es opuesta a la dirección de la vuelta, incluso cuando el ángulo de dirección está en la dirección de la vuelta. A velocidades más altas, la dirección del esfuerzo de torsión necesaria entrada a menudo se convierte en positivo, que se encuentra en la misma dirección que el giro.[6][9]

A bajas velocidades

A bajas velocidades countersteering es igualmente necesario, pero luego es tan sutil que está oculta por las continuas correcciones que se realizan en el equilibrio de la moto, a menudo caen por debajo de la countersteering un simplemente notable diferencia o umbral de percepción del jinete. Countersteering a baja velocidad puede ser más oculto por el consiguiente mucho más grande posible de ángulo de dirección en la dirección de la vuelta.[citación necesitada]

Efectos giroscópicos

Un efecto de girar la rueda delantera es un rollo momento causada por giroscópico precesión. La magnitud de este momento es proporcional a la momento de inercia de la rueda delantera, su tasa de giro (marcha adelante), la tasa que el jinete gira la rueda delantera mediante la aplicación de un esfuerzo de torsión para el manillar y el coseno del ángulo entre el eje del manejo y la vertical.[9]

Para una motocicleta muestra a 22 m/s (50 mph) que tiene una rueda delantera con un momento de inercia de 0,6 kgm2, convirtiendo el una grado rueda delantera en medio segundo genera un momento de rodillo de 3,5 Nm. En comparación, la fuerza lateral en el neumático delantero como sigue por debajo de la motocicleta alcanza un máximo de 50 N. Esto, a la altura de 0,6 m (2 pies) del centro de masa, genera un momento de rodillo de 30 Nm.[9]

Mientras que el momento de fuerzas giroscópicas es sólo el 12% de esto, puede desempeñar una parte importante porque comienza a actuar tan pronto como el jinete aplica la torsión, en lugar de construir más lentamente que la rueda hacia fuera-pistas. Esto puede ser especialmente útil en carreras de motos.[9]

Bicicletas

Para los ciclistas, countersteering puede ser muy útil, incluso potencialmente salvavidas, en maniobras de emergencia. Se enseña como el instante (un término acuñado por John Forester) en tráfico ciclismo cursos ofrecidos a través de la Liga de ciclistas americanas y como el complemento gire CyclingSavvy cursos ofrecidos a través de la Asociación Americana de educación yucatecas.

Liga certificación instructores e instructores de CyclingSavvy enseñan a los estudiantes estar preparados para hacer un repentino giro brusco para evitar, por ejemplo, ser atropellado por un automovilista que los superados y luego volvió a través de su camino, cortando el ciclista. Se inicia la vuelta inmediata por sacudidas rápidamente las barras a la izquierda (el countersteer), que inicia la inclinación necesaria hacia la derecha, y luego girar bruscamente en la necesaria girar a la derecha.[10][11] Carreras ciclistas y los ciclistas realizar descensos rápidos colina también pueden usar countersteering para iniciar y gestionar las vueltas rápidas y precisas necesarias.

Cuando countersteering, la rueda delantera primero sale un poco en la dirección opuesta de la vuelta.

Como es bien sabido en bicicleta de carreras, el countersteering se hace evidente cuando hay un obstáculo que impide la countersteering de la rueda (por ejemplo, cuando estrechamente superpuestas las ruedas o montar a caballo muy cerca de una curva). En estas situaciones, la manera de iniciar un giro con el manillar lejos el obstáculo es contravirar hacia el obstáculo para evitar chocar contra él.[8] Falta de comprensión de este principio conduce a accidentes en las carreras de bicicleta de principiante.[citación necesitada]

Motocicletas

Incluso más que en una bicicleta, deliberadamente countersteering es esencial para segura motocicleta montar a caballo, y como resultado es una parte de la caja fuerte montar cursos dirigidos por el Motorcycle Safety Foundation y el Consejo de seguridad de Canadá. Funestamente countersteering una motocicleta es una manera mucho más eficiente de dirigir que sólo magra.[3] A velocidades más altas el mismo equilibrio de propiedad de la moto se hace más fuerte y más fuerza se debe aplicar a los manillares.[12]

Entrenamiento

Gran parte del arte de la motocicleta las curvas está aprendiendo efectivamente empujar los puños en las esquinas y cómo mantener la correcto ángulos magros a través de la vuelta. Cuando de repente surge la necesidad para un rápido viraje hacia un lado en caso de emergencia, es esencial conocer, a través de práctica previa, que countersteering es la manera más eficiente para cambiar el rumbo de la motocicleta.[12] Muchos accidentes como resultado cuando lo contrario jinetes experimentados que nunca cuidadosamente han desarrollado esta habilidad encuentran un obstáculo imprevisto.

Para fomentar la comprensión de los fenómenos alrededor de countersteering, la frase Dirección positiva se utiliza a veces.[13][14] Otras frases son "Presione — para activar, debe inclinarse la motocicleta", "que apoye la motocicleta, presione en la empuñadura en la dirección de la vuelta" o "prensa izquierda — lean izquierda — a la izquierda".[15]

La Motorcycle Safety Foundation enseña countersteering a todos los estudiantes en todas las escuelas, como lo hacen todas las escuelas de motociclismo. Countersteering está incluido en los Estados Unidos estado moto operador manuales y exámenes, tales como Washington,[16] Nueva Jersey,[17] California,[18] y Missouri.[19]

Seguridad

Según el Informe herido, más motociclistas en Estados Unidos sería exceso de freno y la rueda trasera y debajo del freno de la parte delantera de la resbalón cuando tratando de evitar una colisión. La capacidad de contravirar y viraje era esencialmente ausente con muchos operadores de motocicleta.[20] La cantidad a menudo pequeña de entrada countersteering inicial necesaria para conseguir la moto se incline, que puede ser tan poco como 0,125 segundos, mantiene muchos jinetes conscientes sobre el concepto.[21]

Tres ruedas

Sidecar en Vespa Scooter
Tripendo triciclo reclinado, un tres ruedas basculante

Tres motocicletas con ruedas sin poder apoyarse no pueden ser countersteered. Esto incluye Sidecar plataformas donde el coche está rígidamente montado en la bicicleta. Algunas plataformas de sidecar permiten la motocicleta magra independiente del sidecar, y en algunas plataformas, el sidecar se inclina incluso en paralelo con la moto. Plataformas como estos son countersteered al igual que una motocicleta sola.[22]

Una motocicleta multi-seguimiento no convencional como las tres ruedas Piaggio MP3 pueden ser construidos que utiliza nexos mecánicos complejos a las dos ruedas delanteras en paralelo, por lo que se está countersteered de la misma manera como una moto dos ruedas.[23] En contraste, las tres ruedas BRP Can-Am Spyder Roadster utiliza dos delanteros de las ruedas que no se apoye, y así dirige como un coche.[23]

Libre-que se inclina triciclos de inclinación puede ser ya sea equilibrado a través de countersteering antes de convertirse, o el conductor puede cambiar su peso. Esto depende del jinete y las condiciones de conducción.[24]

Countersteering por cambios de peso

Con una bicicleta lo suficientemente ligera (especialmente a bicicleta), el jinete puede iniciar una magra y girar sin utilizar el manillar cambiando el peso del cuerpo, llamado contador lean por algunos autores.[25][7][26][27] Experimentación física documentada muestra en motos pesadas (muchos motocicletas) cambio de peso corporal es menos efectivo para iniciar se inclina.[28]

A continuación se realiza cuando countersteering usando peso cambiando para girar a la izquierda:

  • El jinete aplica una torsión momentánea, ya sea en el asiento mediante las piernas o en el torso, que causa la misma moto inclinarse a la derecha.
  • El centro de masa combinada de la moto y jinete es sólo bajó y no se mudó, pero si la parte delantera de la bicicleta está libre para girar sobre su eje del manejo, la inclinación a la derecha hará que dirigir a la derecha por alguna combinación de precesión giroscópica, fuerzas de la reacción, la fuerza gravitacional en un centro de masa fuera del eje o simplemente la inercia de un eje centro de masa dependiendo de la geometría exacta y la distribución en masa de tierra de la moto particular y la cantidad de esfuerzo de torsión y la velocidad a la que se aplica.[7][29]
  • Esta countersteering a las causas bien el contacto con el suelo para moverse a la derecha del centro de masa, como la moto se mueve hacia adelante, generando así una inclinación hacia la izquierda. Finalmente el extremo delantero se dirige hacia la izquierda y la moto entra en el giro a la izquierda.

La cantidad de la izquierda dirección necesaria para equilibrar la inclinación hacia la izquierda apropiada para la velocidad de avance y el radio de la vuelta es controlada por el par generado por el jinete, ya sea nuevo en el asiento o en el torso.

Para enderezar hacia atrás por la vuelta, el piloto simplemente invierte el procedimiento para ingresar al mismo: hacer que la bicicleta se inclinan más a la izquierda; Esto hace que se dirigen más a la izquierda, que se mueve los parches de contacto rueda más lejos a la izquierda, eventualmente reducir la inclinación hacia la izquierda y salida de la vuelta.

La razón de esta dirección las manos no es menos eficaz en motos pesadas, tales como motocicletas, es que el jinete pesa mucho menos que la bicicleta que inclinando el torso con respecto a la moto no causa la moto inclinarse lo suficiente para generar algo pero los giros más superficiales. Los jinetes de las manos no pueden ser capaz de mantener una moto pesada centrada en un carril y negociar resulta superficial de la carretera, pero no mucho más.

Maniobras complejas no son posibles usando weightshifting solo porque incluso para una máquina ligera no hay autoridad de control insuficiente.[25] Aunque en una moto lo suficientemente ligera (especialmente a bicicleta), el jinete puede iniciar una magra y girar cambiando de peso corporal,[7] no existe evidencia que se pueden realizar maniobras complejas por peso corporal solo.[28]

Otros usos

Speedway motos de carreras

El término countersteering también es utilizado por algunos autores para referirse a la necesidad de dirigir en la dirección opuesta a la vuelta (ángulo de giro negativo) para mantener el control en respuesta al resbalamiento de la rueda trasera significativa en bicicletas.[9] Speedway motos de carreras lleva a cabo en una pista oval con una superficie libre de suciedad, cenizas o de pizarra. Jinetes deslice su powersliding hacia los lados, máquinas o broadsiding en las vueltas, utilizando una forma extrema de este tipo de countersteering se mantiene durante toda la vuelta.

El término se utiliza también en la discusión del automóvil llamado técnica de conducción a la deriva.

Los hermanos Wright

Wilbur Wright explicó countersteering de esta manera:

He pedido a decenas de ciclistas como dan vueltas a la izquierda. Nunca he encontrado a una sola persona que declaró correctamente todos los hechos cuando pidió por primera vez. Casi invariablemente dijeron que para girar a la izquierda, se volvieron el manillar hacia la izquierda y como resultado hizo un giro a la izquierda. Pero en otras interrogarlos, algunos aceptaría que primero dieron el manillar un poco a la derecha, y luego como la máquina inclinada a la izquierda, el manillar a la izquierda e hizo como resultado del círculo, inclinación hacia adentro.[30][31]

Véase también

  • Dinámica de bicicletas y motocicletas
  • Seguridad de la motocicleta

Notas

  1. ^ Sheldon Brown. "Countersteering". 2012-11-09. "" Countersteering"se refiere al Movimiento momentáneo del manillar en la dirección opuesta a la deseada vuelta."
  2. ^ "Plan de estudios para la conducción de licencias A1, A2 y A" / "Læreplan Førerkortklasse A1, A2 y A". Administración Noruega de vías públicas. 2013. p. 55.
  3. ^ a b Leif Klyve pág. 15
  4. ^ Sharp, R. S. (2008). "En la estabilidad y el control de la bicicleta". Comentarios de mecánica aplicada 61 (6): 1 – 24. Doi:10.1115/1.2983014. "Un esfuerzo de torsión derecha positiva conduce a negativo buey y ángulos, correspondientes a un giro a la izquierda del rodillo. Este comportamiento se denomina countersteering, y parece que era conocido en los primeros días de ciclismo, aunque no siempre se hace una distinción adecuada entre par de novillo y Novillo ángulo obligando a."
  5. ^ Jones, David (1970). "La estabilidad de la bicicleta" (PDF). 31 de marzo de 2009.
  6. ^ a b Cossalter V. p. 1343-1356: "Las correlaciones con las opiniones subjetivas de prueba expertos jinetes han demostrado que un esfuerzo de torsión bajo debe aplicarse al manillar para poder tener una buena sensación y preferiblemente en un sentido opuesta a la dirección de giro".
  7. ^ a b c d Fajans, Joel (julio de 2000). "Dirección en bicicletas y motocicletas" (PDF). American Journal of Physics 68 (7): 654 – 659. Bibcode:2000AmJPh...68..654F. Doi:10.1119/1.19504. Retrieved 04 de agosto de 2006.
  8. ^ a b Wilson, David Gordon; Jim Papadopoulos (2004). Ciclismo ciencia (Tercera Ed.). La MIT Press. págs. 270-272. ISBN0-262-73154-1.
  9. ^ a b c d e Cossalter V. p. 241-342
  10. ^ Forester, John (1993). Ciclismo eficaz (Sexta Ed.). La MIT Press. págs. 204 – 205. ISBN0-262-56070-4.
  11. ^ "Emergencia: vuelta instantánea". Liga de ciclistas americanas. 07 de agosto de 2008.
  12. ^ a b Leif Klyve p. 16
  13. ^ Jon Taylor & Stefan Bartlett (2009). Cómo ser un mejor jinete. Instituto de automovilistas avanzados. ISBN978-0-9562239-1-3.
  14. ^ "Motociclistas principiantes para aprender dirección positiva". Noticias de motorista 24/7. 29 de junio de 2009. 31 de diciembre de 2009.
  15. ^ "Manual de operador de motocicleta". Motorcycle Safety Foundation (MSF-USA).
  16. ^ "Departamento de licencias motos Manual de operador". Departamento de estado de Washington de las licencias.
  17. ^ "Manual de la motocicleta". Comisión de vehículos motorizados de Nueva Jersey.
  18. ^ "California moto operadores Handbook". California DMV.
  19. ^ "Operador de moto DOR-2332 (3-2008)". Missouri Department of Revenue.
  20. ^ El Dr. Hugh H. Hurt, PhD. (enero de 1981 (Informe Final)). La motocicleta accidente causa factores e identificación de las contramedidas, volumen 1: informe técnico, Hurt, H.H., Ouellet, J.V. y Thom, D.R., tráfico seguridad Center, University of Southern California, Los Angeles, California 90007, contrato no. DOT HS-5-01160. U.S. Department of Transportation, NHTSA.
  21. ^ Los servicios públicos nacionales de investigación, "Análisis fotográfico de motocicleta operador Control respuestas", 1976 [1]
  22. ^ H. A. Kendall (2003). Manual del operador del sidecar. p. 98.
  23. ^ a b Los editores de la revista motociclista; Stein, John L. (2011). Guía del idiota completo a las motocicletas (5 Ed.). Pingüino. p. 339. ISBN1-61564-070-3. 15 de enero de 2011.
  24. ^ Poelgeest, A; Borde, K. A.; Cariño, J. Desarrollo de un controlador de inclinación buey para un tres ruedas basculante vehículo.
  25. ^ a b Evangelou, S, 2004 "El Control y análisis de estabilidad de los vehículos de dos ruedas", tesis doctoral, Imperial College London
  26. ^ Cocco, Gaetano (2004). Tecnología y diseño de la motocicleta. Motorbooks. p. 25. ISBN978-0-7603-1990-1.
  27. ^ Foale, Tony (2006). Motocicleta manejo y diseño de chasis, el arte y la ciencia (2ª ed.). Diseños de Tony Foale. págs. 4 – 7. ISBN978-84-933286-3-4.
  28. ^ a b Gromer, Cliff (01 de febrero de 2001). "Dirigir entonces, ¿cómo te vuelves realmente una moto GEAR?". Mecánica popular. 07 de agosto de 2006.[link muerto]
  29. ^ Brandt, Jobst (16 de septiembre de 1997). "¿Qué hace la bicicleta vertical?". sheldonbrown.com. 17 de octubre de 2007.
  30. ^ Crouch, Tom D. (1989). Chicos del obispo. Nueva York: W. W. Norton. p. 170. ISBN0-393-30695-X.
  31. ^ Kelly, Fred C. (1989). Los hermanos Wright. Courier Dover Publications. PP. 297-299. ISBN978-0-486-26056-3.

Referencias

  • Vittore Cossalter; R. muchos; M. Peretto (2007). "La gira de motocicletas constante". Revista de la ingeniería del automóvil. 221 parte D. Doi:10.1243/09544070jauto322. ISBN978-1-4303-0861-4.(se necesita suscripción)
  • Leif Klyve; Henry Enoksen; Gunnar Kubberød (2006). "Control total" / "Kontroll completo". Unión de motocicleta noruego. ISBN82-92276-00-9.

Enlaces externos

  • Equilibrio y dirección, por Tony Foale
  • "Ninguna máquina B.S." experimentación física
  • "La física del monociclo" 5 minutos, explica countersteering desde principios de la física fundamental, requiere Adobe Flash

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