Стримлайнер, устойчивый к опрокидыванию.

Собственно, сабж.

Под стримлайнером подразумевается именно "двухколёсный" (одно рулевое, одно ведущее) аппарат с полными обтекателями.

Проблемы две:

а. Такой аппарат подвержен боковому ветру, и особенно его порывам. Причём наклон в сторону ветра для компенсации его давления вызывает подъёмную силу, что может привести к "взлёту" аппарата (прецеденты были) - что нам совсем-совсем не надо.
б. Такой аппарат не имеет пассивной стабильности, что вызывает проблемы с влезаем и залезанием.

Ганьшин уже делал такой аппарат, он позволял курсировать на своей тяге со скоростью 60 кмч, но недостаток стабильности привёл к крушению и с тех пор он больше иметь с ними не хочет, что легко понять.

Переход к "веломобилю" с 3 и большими колёсами проблему решает, однако вызывает колоссальные сложности в изготовлении подвески, управлении, ограничивает размер колёс (сопротивление качения, ухабы) и ведёт к резкому усложнению конструкции и диктует обязательный низкий ЦТ и порядочный размер базы для предотвращения переворота на скорости... Ну и такая байда точно не влезет мне в лифт.


Что можно сделать:

1. Сопротивление как боковому ветру вообще, так и его порывам в частности даётся моментом инерции аппарата (на наклон), его боковой площади и высоте бокового центра давления.

Вывод: максимизируем ЦТ, минимизируем боковую площадь и занижаем центр давления.

Максимизировать ЦТ не сильно повышая ЦД и боковую площадь можно выносом какого-нибудь груза на штанге над головой, в аэродинамичном кожухе - например, свинцовую батарейку.
Минус - очень сильно влиять не будет. Минимизация боковой площади автоматически означает ухудшения коээффициента сопротивения (т.е. более "тупой", нос, обрубленный хвост, етс).
Аппарат станет весьма неудобным в транспортировке, и падении эта конструкции скорее всего сломается.

2. Отдельно решение проблемы "подъёмныой силы" - приделать небольший "крылья" - и при наклоне в сторону ветра они будут генерировать прижимную силу, а также отчасти закрывать бока, создавая аэродинамическую тень.. ну, зависит от того как сделаешь - сверху, сбоку (снизу нельзя – по земле шаркать в наклонах будут).

Еще интересный вариант сделать "кольцевые" крылья, которые сделают профиль аппарата значительно более обтекамым сбоку с минимальным штрафом к миделю (но резко увеличат габариты аппарата).

Еще из "аэродинамических приблуд" - неплохая идея лежит в использовании турбулятора, обсуждается тут:
https://ecomodder.com/forum/showthread. ... 28298.html

3. Ну и достаточно интересная идея, на мой взгляд - сделать "неубираемые шасси" а-ля на кукурузниках, который будут рабоать только в углах наклона выше чем, скажем, +-5, и "висеть" над дорогой на пару см. в обычной эксплуатации.
Большой плюс – они не участвуют равномерной езде вперёд, не добавляя сопротивления качения.
Их можно сделать маленькими (скажем, колёса от в самоката) и в аэродинамичном кожухе, расположить в районе ЦТ аппарата для максимизации эффекта и сделать не слишком широкую колёсную базу.
Проблема тут в том, что небольшие повороты можно будет проходить наклоном в поворот как велосипед, а резкие – наклонном ИЗ поворота, ездой на внешнем колесе как трайк.
Однозначно создаст нехилый конфуз, что опасно. Если же сделать их каким-то образом убираемые, получаются обычные «шасси» что довольно часто делают на гоночных стримлайнерах, они решают проблему пассивной стабильности (де-факто работая как «подножка»), но не проблему опрокидывания ветром.
Возможно, после старта их можно «поднять», но не убрать целиком – чтоб обычные повороты (градусов до 30 т.е.) проходились наклоном, но при завале на бок ты всё равно «опёрся о колесо», а не завалился на бок.
Вопрос, не завалишься ли ты при этом в любом случае остаётся открытым… ну и система значительно усложняется.

4. Альтернатива:
Такой же двухколёсный аппарат с двумя «вспомогательными» колёсиками по бокам, колёсики задействованы постоянно, но при этом «подпружинены» и слегка выше по осям колёс обычных, упор на них целиком происходит после сэга подвески "главных" колёс. В результате нагрузка на них в езде по прямой минимальна, но динамика остаётся «трайковой» от начала до конца и не вызывает конфуза моделей управления.

Как оказалось, ИМЕННО такой аппарат уже был, в мото-версии:

http://www.autocycles.org



http://www.autocycles.org/specs.html

Утверждается, что аэродинамика у него в 10 раз лучше чем у мотоцикла, что совсем неудивительно.

Аппарат совмещает аэродинамику стримлайнера со стабильностью трайка и боковые колёсики действительно "почти" не задействованы во время прямолинейного движения - только во время разворотов, имеют небольшой размер и не сильно портят ни сопротивление качения, ни аэродинамику.

Он, я думаю, должен довольно интересно вести себя на ухабистой дороге - из-за очень маленькой нагрузки на боковые колёсики при проваливании их в яму удар почти не будет ощущаться, а при проваливании "главных" колёс в ямы они будут брать на себя часть "пропавшего" веса и сглаживать удары (зависит от их расположения относительно ЦТ, правда).

Именно ухабы, правда, будут ощущаться и поэтому их желательно сделать как минимум 20" с покрышками 28мм" и короткоходной подвеской (например, на эластомерах).


Приветстсуются альтернативные идею, они все будут выслушаны.

Вам нужно более конкретно сформулировать техническое задание. Указать назначение аппарата, грузоподъемность, силовую установку, габариты, способ хранения, сезон эксплуатации и т.д.
Без этих параметров можно обсуждать кубического коня в вакууме.

В авиации часто и густо. В СССР, США, Великобритании. Называется шасси велосипедного типа. На устойчивость не жалуются, а взлёт и посадка там очень критические моменты. И ветра самолёт боится больше, чем дорожный транспорт.

Возможно. Однако замечу, что тема не касается какого-то конкретого аппарта, а решению поднятых выше проблем в общем случае, нюансы могут быть отличны для разных людей.

Указать назначение аппарата

Очевидно, что передвижение на большой скорости по автодорогам. Возить картошку на дачу стримлайнер не нужен. В моём случае бреветы и супербреветы. Там допускаются любые аппараты при условии что они на человевеческой тяге.

грузоподъемность

К делу отношения не имеет.

силовую установку

И она не имеет! В моём случае это чисто "свои силы", (см. выше, ну и всё-таки это велосипедный форум, а не endless sphere), но можно поставить что угодно. Главное, сохранять стабильность езды и не быть опрокинутым боковым ветром.

габариты

В моём случае он должен влезать в грузовой лифт (2400 на 1400, дверь 1 метр). Если брать вариант с колёсиками, они могут быть "складываемые" или демонтируемые. С трайком такой номер не пройдёт.

способ хранения, сезон эксплуатации

Дома. Когда нет снега на дорогах.

Без этих параметров можно обсуждать кубического коня в вакууме.

Обсуждайте, только просьба не в этой теме.

Ааа, теперь понятно откуда взял эту идею Беде . Изначально его фирма производила самолёты малой авиации.

Вы видимо не имеете инженерного образования, потому для Вас решение проблемы устойчивости, нечто абстрактное.
С технической точки зрения, в вашем транспортном средстве силовая установка 250Вт человеческих сил, и быстродействие: 1.5 - 2 секунды на принятие решения, 0.5сек на передачу этой команды мышцам и ещё 1м/с исполнение команды. То есть ни о каком физиологическом решении вопроса речи уже не идёт.
Если сделать приставные, убирающиеся колёсики, "выкинуть" вовремя Вы их не сможете, только перед остановкой. А если держать их всё время выдвинутыми, они сожрут на аэродинамическом сопротивлении драгоценные ватты.
Если сделаете кибитку трёхколёсной, сопротивление воздуху и сопротивление качению увеличится, а боковая устойчивость возрастёт не на много. Зато ухудшится управляемость на малых скоростях и сильно увеличится радиус поворота. Ни о каком движении на дорогах общего пользования речи на таком транспорте быть и не может.
Для аэродинамической стабилизации Вам не хватит "быстродействия". Какие крылья и стабилизаторы не установи, управлять вручную крыльями и Велосипедом Вы не сможете.
Для гироскопической стабилизации нужен постоянный источник энергии около 50Вт, и вес самого стабилизатора, с которым на гору Вы не потяните.
Остается только одно технически оправданное решение, спроектировать транспорт так, чтоб движение "на боку" было для него одним из штатных режимов и он, транспорт, при этом не терял управляемости, и мог самостоятельно "выйти из штопора".

Можно, наверное, и быстрее, если выработать условный рефлекс. Для этого нужно примерно тысячу раз спровоцировать переворот и столько же раз попытаться не грохнуться. Но ведь автор темы не считает, что конструкция с рефлекторным выравниванием - единственное решение.




Трехколесников (трайков) на дорогах общего пользования сейчас в мире вряд ли меньше, чем двухколесных лигерадов. Этот рынок у производителей всякой лежачей альтернативы ныне растет намного быстрее рынка двухколесников.
https://www.google.com/search?q=trike+r ... =882&dpr=1
https://www.google.com/search?q=velomob ... e&ie=UTF-8
Даже в Украине трайков совсем не несколько штук. Есть даже обтекаемые, то есть веломобили.
https://www.youtube.com/watch?v=VFZQYySt6kc
https://www.youtube.com/user/Velodreamer/videos
И квады попадаются.




Идея красивая, но потребует силовой рамы для "спасательных" колес или полозьев. Это сильно увеличит вес и, наверное, испортит аэродинамику.

Тут вопрос компромиссов. Аэродинамическое сопротивление "колёсиков" может быть скомпенсировано более эффективным дизайном обтекателя, без "дырок" и компроммиссов на боковую устойчивость (которую обеспечат колёсики).
Но да, при прочих равных лучше без них конечно.



А почему собственно? Особенно "на низких скоростях"?
Есть куча веломобилей-трайков, они более чем быстрые, манёвренные. Просто сложные в изготовлении и при езде в крутые горки аэродинамика помогает не особо.




Под крыльями подразумеваются не "контрольные поверхности" а-ля закрылки, а модификация обтекателей так, что бы они имели минимум сопротилвения как спереди, так и с боков, и проблема не стояла так остро, плюс генерировали прижимную силу (а не подъёмныую) в широком диапазоне наклонов и углов атаки... достаточно нетривиальна задача без навыков по аэродинамике, согласен.



Интересная идея... а как это можно сделать вообще?

Давайте вначале откинем идею трех колёсной.
Для того, чтоб в соревнованиях занимать места, ближе к первому, нужен аппарат с минимальным весом и минимальным лобовым сопротивлением, и ехать он должен быстро или очень быстро.
Трайк любой конструкции будет тяжелее, сложнее и тупее самого простого бицикла, просто по законам физики.
Мало того, если бицикл поворачивает за счет наклона кузова, то с трайком этот номер не пройдёт, нужна или широкая база, что ведёт к ухудшению аэродинамики или механизм наклона, что ведёт к усложнению конструкции и увеличению массы.
Примеры по ссылкам не удачные. Пандус и двери лифта рассчитаны на коляску, а это в лучшем случае 60-80см, и повезёт, если нет поворота на 180 градусов, туда этот трайк не втащить.
Украинский трайк ещё грустнее, в нем мотор 750Вт и велосипедист вливает как минимум 250Вт, а едет он около 60км/ч по стрелке старого мерса, то есть реально 50-55. Радиус поворота никакой, механизма хранения нет, вес не малый и это только прототип.
Если велосипедиста с киловатным мотором примотать пищевой плёнкой к старой десне, он запросто поедет 70км\ч.

У вас был тезис.

Мой ответ с линками был именно на этот ваш тезис, а не на запросы автора темы. Еще раз: трайки очень неплохо ездят по дорогам с автотранспортом. Во всем мире.
Автор темы не рассматривает трайки по другой причине: трайк с обтекателем не влезет в его лифт. Об этом написано в самой первой реплике темы.

andr
Зачем ограничивать себя лифтом, когда можно в кран?

_________________
Мой сарайчик
Вело-книжки на МЕГЕ, обновлено 05.12.18
Синглспид - это не моё. Там объедем, там обойдём, а там вообще грязно и противно: нечего там делать

Хорошая мысль. Vintik, вы, помнится, построили велосипедный кран:
viewtopic.php?f=19&t=435810
Он до сих пор работает?

Кран работает каждый день, утром и вечером. Это пример инженерного подхода к решению вопроса.
Но у топикстартера есть грузовой лифт и он собирается участвовать в бреветах. Получается или колёсики, или учить кибитку ездить на боку.
Для аэродинамической стабилизации нужен руль направления с электронным приводом, что невозможно в системе с мускульным приводом и на малых скоростях, тобиш в городе.

Для того, чтоб в соревнованиях занимать места, ближе к первому

Бреветы не соревнования. Бреветы - это заезды на 200 и более (до 1200 и даже больше) км. Главное вписаться в 15 кмч средней, и в лимит там проезжали даже самокатах. Моя целья - комфорт, безопасность и только потом скорость. Меня более чем устроит чёт в районе 30 кмч - иначе могут дисквалифицировать за ПРЕВЫШЕНИЕ скорости - бывает и такое. Имея крейсерскую скорость за 40 на комфортном уровне, можно не корячиться в горки, останавливаться и фоткать достопримечательности, отдыхать подольше, спать ночью, иметь запас на прочие форсмажоры, етс.
И когда едешь под лимит - это ОЧЕНЬ некомфортно (см. пункт 1 ).

Полное обтекание, однако, это не только ценный мех скорость - это защита от холода, жары (да, жары! На солцепеке реально тяжело в положении "шезлонга", а вентиляцию сделать просто), дождя, ветра.

Трайк любой конструкции будет тяжелее, сложнее и тупее самого простого бицикла, просто по законам физики.

Но не факт, что медленее, если с обтекателем (кроме как в крутые горки). Но, таки да, ни за что не влезет мне в лифт, как не извращайся... а живу я на 7м этаже.
Плюс, транспортировать ЖД транспортом скорее всего тоже будет невозможно, а ездить на бреветы в Москву или Питер (у нас, увы, их не проводят...) я не насколько крут.



Стримлайнер весом кг 30-40? На 7й этаж? Да, сделано круто, но не в моём случае . У меня он тупо не влезет уже в окно...

Не обязательно.

Есть "рабочие" варианты, которые не *идеальны", но относительно безопасны:

https://www.lightningbikes.com/f40/index.html

Производится серийно, не "супер" быстрый (хотя ~40 против 30 кмч крейсерской скорее всего получишь) и были прецеденты когда их реально сдувало с дороги сильным порывом ветра, но тем не менее - на них ставили рекорды, в том числе Race across america.

Но одно дело, когда ты едешь с мониторингом команды поддержки, и другое - соло-заезд.
Вообще, если на то пошло, велосипед - вообще принципиально нестабильный аппарат и "волков бояться - в лес не ходить".
Вопрос, правда, в количестве и злобности волков, которые прямо пропорциональны насколько аэродинамически эффективен твой аппарат.