Не могу понять тему ТЕМЫ (простите). Автор против самоориентирующейся передней опоры, или против управляемой ? Эксплуатирую и ту и другую схемы при боковом ветре. Продолжительность разбега 19-25 секунд. В чём проблема ???????
Есть у меня одна догадка...
Что топикстартер - затеял обсуждение имея знакомство с авиацией и самолётами - исключительно по книжкам и просмотру роликов в интерненете. Пилоты со стажем - так как топикстартер не рассуждают. Я хотя и не считаю себя реальным пилотом - но достаточно покрутившись на аэродроме и имея знакомство с конструкциями лёгких самолётов не по книгам и не по наслышке - тоже не разделяю взглядов топикстартера.
В ветке обсуждений про посадку дельталётов - тоже помнится был долгий спор... Когда некоему товаришу теоретику - долго пытались объяснить как сажают дельталёты при боковом ветре... Он долго не мог поверить что люди выполнившие сотни таких посадок не дурят ему голову... Товарисч упорно предлагал применить дополнительный шарнир в подвеске крыла для доворота телеги... И не верил что без такого девайса вообще можно осуществить посадку дельталёта при боковом ветре....
Собственно демпфер переднего колеса - и применение специальной геометрии - необходимо... Но не всем самолётам и ни во всех случаях. Проблема эта возникла фактически после войны при появлении реактивной авиации - с реально большими скоростями разбега - пробега и не децким весом... Для большинства любительских мелких самолётов вопрос не актуальный.
Иметь управляемое переднее колесо трехстоечного шасси не помешает и даже поможет при рулежке.
И традиционное переднее колесо шасси, и, скажем, велосипеда - оба самоустанавливаюшиеся.
У традиционного переднего колеса для устранения эффекта ШИММИ (резонансных колебаний) используют демпфер для срыва автоколебаний. Иными словами вносят "гасящее сопротивление" в резонансную цепь.
У велосипедного колеса вместо "гасящего сопротивления" в резонансной цепочке стоит отрицательно-обратная связь организованная выносом оси вращения колеса над осью поворота колеса.
Чем дальше ось вращения колеса от оси поворота, тем сильнее эта отрицательно-обратная связь.
Но различие состоит в том, что тот демпфер на традиционном переднем колесе имеет свои параметры (ни больше, ни меньше), а у велосипедного колеса отрицательно-обратная связь прямо пропорциональна углу отклонения колеса и весу приходящегося на это колесо.
Во всех устройствах применение отрицательно-обратной связи приводит к поразительно устойчивой работе, так как она пропорционально реагирует на возмущающее воздействие.
Вот и возникает вопрос.
Так почему в авиации не применяют такой способ борьбы с эффектом ШИММИ ?
Про не совпадение линии качения переднего велосипедного колеса с направлением движения летательного аппарата в момент его касания ВПП можно поговорить после вразумительного ответа как с этим же несовпадением справляются на основных стойках во время посадки при сильном боковом ветре.
Там и скорость повыше, и вес побольше, и угол отклонения тоже больше, и основные стойки совершенно не самоповорачивающиеся.
И заметьте как отвечают некоторые на поставленный вопрос.
Типа "все прекрасно знают, что....", или "походите по аэродрому и посмотрите как...".
как с этим же несовпадением справляются на основных стойках во время посадки при сильном боковом ветре.
Там и скорость повыше, и вес побольше, и угол отклонения тоже больше, и основные стойки совершенно не самоповорачивающиеся.
Затрудняюсь понять смысл обсуждаемого в теме...
Ибо вопрос про шимми - применительно к лёгкой авиации - кажется не актуальным.
Я не встречал это явление ни на мото технике ни на лёгких ЛА.
И никогда не слышал чтобы кто то из лётчиков любительской авиации жаловался что его достало возникновение шимми.
Чъя это проблема ? Покажите пострадавшего :
Для лёгких ЛА - проблема представляется сосанной из пальца. А для тяжёлой авиации все рецепты - вроде как придумал в своих трудах М. В. Келдыш, за что в 1946 году получил Сталинскую премию.
Очевидно Вы умнее Мстислава Всеволодовича ? И считаете - что можете внести нечто новое в вопрос о борьбе с шимми ?
Варианты возникновения нежелательных циклических ( затухающих или не затухающих ) колебаний при посторонних боковых механических возмущениях - ИМХО это не шимми.
К примеру если на мотоцикле с боковым прицепом - наехать колясочным колесом на кирпич - в следствии бокового рывка - может возникнуть колебание ( или серия колебаний ) переднего колеса и руля. Его довольно эффективно позволяет минимизировать и гасить демпфер руля. В простейшем случае - фрикционный. Более продвинутый вариант - вожет быть ( к примеру ) гидравлический...
Подобное может быть и с самолётом. Только это не шимми.
Что же такое шимми переднего колеса самолёта ?
Я знаю - что по ссылкам никто не ходит. Всем лень.
Вставлю текст - непосредственно в пост.
8.4. Автоколебания колес шасси типа «шимми»
«Шимми» –самовозбуждающиеся колебания носовой стойки шасси, которые могут возникнуть на определенной скорости движения самолета во время разбега или пробега. Эти колебания вызывают интенсивные вибрации носовой опоры и могут привести к ее разрушению.
Рассмотрим кинематическую картину «шимми».
Во время движения носовая стойка может поворачиваться, пневматик – получать боковую деформацию сдвига и закручиваться (рис. 8.5). Смещение отсчитывается от центра контактной площадки до срединной плоскости диска колеса. Угол закручивания пневматика равен углу между продольной осью симметрии контактной площадки и плоскостью колеса.
Наличие отмеченных трех степеней свободы и обуславливает характер колебаний. Особенность этих колебаний в том, что они имеют совместный изгибно-крутильный характер. Если катящееся колесо, например, получило боковую деформацию, то в следующий момент времени оно повернется на определенный угол. Для выяснения сущности явления рассмотрим перемещение точек, расположенных на беговой дорожке в плоскости симметрии колеса при его движении по грунту (рис. 8.6).
При боковой деформации колеса точка А, лежащая в контактной поверхности, сместится на определенную величину от плоскости симметрии, а точка В, лежащая выше контакта с грунтом, на меньшую величину. Следовательно, после того, как колесо совершит поворот, при котором точка колеса В войдет в контакт с грунтом, контактная поверхность повернется на некоторый угол, а затем и колесо повернется на этот же угол. Если начальный импульс вызвал поворот колеса на определенный угол (рис. 8.7), то в следующий момент контактная площадка сойдет с прямой, по которой движется ось стойки.
При этом за счет сил сцепления колеса с поверхностью грунта начнет накапливаться изгибная (боковая) деформация пневматика. С увеличением боковой деформации поворот колеса постепенно уменьшается и при достижении максимальной боковой деформации становится равным нулю. При дальнейшем движении угол поворота колеса возрастает, а боковая деформация уменьшается. Таким образом, колесо совершает колебательное движение, катясь по траектории переменной кривизны.
Если энергия, подводимая к стойке, больше энергии демпфирования, то амплитуда колебаний возрастает.
Критическая скорость «шимми» повышается с увеличением выноса колес. При выносе, большем радиуса колеса, явление «шимми» практически невозможно. Однако по конструктивным соображениям обычно вынос гораздо меньше радиуса колеса.
Повысить критическую скорость «шимми» можно, применяя спаренные колеса, жестко связанные между собой одной осью.
Для борьбы с «шимми» на современных самолетах применяют гидравлические гасители (демпферы) колебаний.
( Конструкция и основы эксплуатации летательных аппаратов. В.М. Корнеев )
У меня возникало. В первый сезон эксплуатации на пробеге синая вибрация как будто поехал по крупному гравию. Случайно велась съемка , так вот переднее колесо болталось + - 80 градусов. Стойка управляемая между педалями и стойкой пружины. Возможно если сделать жесткую проводку шимми не будет развиваться но мне нравится с пружинами, комфортней. Поставил гидровлический демпфер, сделанный из мото амортизатора и до сих пор все ОК.
Vitalich - а мне показалось - или у Вас правда ось стойки пересекает ось колеса - как у циркового велосипеда ?
И при этом - тяги - пружины на растяжение ?
Если всё так - лёгкая возбудимость вибрации колеса - предопределена.... Понятно что демпфер может давить вибрацию...
Но я задумался бы о геометрии вашей стойки...
Похоже - геометрия не фонтан...
Геометрия нормальная, ось поворота находится впериди контакта колеса с дорогой.Вилка имеет небольшой наклон по отношению к штоку и ее можно развернуть на 180 градусов . Так вот если развернуть вилку и увеличить вылет оси пворота то вибрация возникает гораздо легче.
Я Вас правильно понял, что если ось вращения колеса смещена вперед за ось поворота, то вихляние колеса наступает хуже чем при положении оси вращения колеса позади оси поворота колеса ????
У моей вилки ось поворота находится примерно на 1 см впереди точки контакта колеса с дорогой. Когда я увеличивал это расстояние, возрастало усилие на педалях при рулежке и вибрации возникали на меньшей скорости.
Нарисовал схему, как представляю на традиционном велосипеде решают две проблемы (вообще-то надо бы книжку найти, как велосипедисты сами это объясняют):
1) самоустановки колеса по направлению движения - проекция на горизонт (наклоном оси поворота точку касания сзади оси помещают).
2) самоустановки колеса по оси велосипеда - проекция на вертикаль (рога загнуты вперед - ось колеса поднимают выше оси поворота). Если сила тяжести вниз направлена колесо самоустанавливаться будет. Но оно нам не надо для аэроплана, а надо наоборот, поэтому рога не загибают при наклоне наверх, а если загибают - то назад (используя рычажную схему - когда амортизатор не стойка а подкос).
Наклон оси тем хорош что сила тяжести помогает повернуться колесу, создает дополнительную неустойчивость. Кроме того, эта сила, которая будет помогать повернуться колесу - будет пиротивоположна возбдуждающей при шимме. Значит, наклон - уменьшает шимми!
Для определения момента самоустановки по оси движения - надо проектировать горизонтальную силу в точке касания на перпендикуляр к оси поворота и плечо соответственно брать.
А загиб рогов самоустанавливает колеса - когда точка касания смещается из положения позади оси вперед нее! Если Рога не загнуты вперед, момент будет дестабилизирующим вплоть до поворота колеса на 90 градусов (где он переходит в стабилизирующий). А если загнем рога как у клюшки, момент из дестабилизирующего в стабилизирующий будет переходить при меньшем угле поворота. Понял это когда к CD диску ручку ("ось поворота") прикрепил и вращал на столе.
То есть пятно контакта становится впереди оси и плечё h должно быть с другой стороны оси.Теперь представьте посадку с этой стойкой при хорошем боковом ветре на мягкий грунт.
don migel! Я имел ввиду, что точка перемещается вперед по мере поворота руля вбок. Представьте положение поворота на 90 градусов, как на новом рисунке. Если рога не загнуты вперед (хотя бы немного), то вилка не будет возвращаться назад - более того, это будет устойчивое положение руля если вилка без загибов - если дальше будем крутить за 90 градусов, то вилка будет стремиться вернуться на свои 90 градусов.
Если рога отогнем - то такое положение не будет устойчивым - угол устойчивости будет меньше 90 градусов (за счет этого колесо самоустанавливаться будет) - но не 0 градусов! На 0 градусов устойчивости не прибавится.
Но так как Вы нарисовали!... тут полная устойчивость по "велосипеду", но полная отсутствие устойчивости "по направлению движения". Мне так кажется - на классических велосипедах именно этого и добиваются (наклон оси маленький а рога хорошо отогнуты).
Кроме того (после Вашего рисунка ясно стало), "полной устойчивости по велосипеду" или самоустановки вилки в нейтраль можно добиться только заставив силу реакции колеса о землю (сила сопротивления или торможения равна нулю считаем) создавать восстанавливающий момент относительно оси поворота.
Если ось поворота будет вертикатьна, то сила будет ей параллельна и восстанавливающего (или дестабилизирующего) момента не создать. Тогда наклоняют ось. чтобы момент получился. А чтобы момент был восстанавливающим - рога вперед отгибают, выносят точку касания вперед оси поворота.
Но если сила вращения колеса от несовпадения направления движения с осью велосипеда больше будет самоустанавливающейся силы, то развернет колесо на 180 градусов!
Если ось поворота будет вертикатьна, то сила будет ей параллельна и восстанавливающего (или дестабилизирующего) момента не создать. Тогда наклоняют ось. чтобы момент получился. А чтобы момент был восстанавливающим - рога вперед отгибают, выносят точку касания вперед оси поворота.
Ну и зачем тогда делать востанавливающий момент зависящим от вертикальной силы (перегрузки),когда нам нужен востанавливающий момент от горизонтальной силы?
