Вобблинг

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск

Вобблинг, шимми (англ. wobbling, wobble, «шимми», в народе — расколбас) — эффект возникновения автоколебаний в системах управления транспортных машин, возникающий на больших скоростях и приводящий к потере контакта с опорой и/или к разрушению конструкции. Название «шимми», принятое в отечественной литературе, происходит от популярного в начале XX в. танца, для которого характерно быстрое покачивание плечами вправо-влево. Частота и амплитуда колебаний в каждом конкретном случае зависят от конкретных характеристик элементов конструкции.

Основная опора шасси предсерийного самолёта Як-42 с гидравлическим гасителем колебаний «шимми»

Шимми особенно опасно тем, что возникает только на больших скоростях движения. Самые опытные гонщики могут попасть в такую ситуацию, что регулярно наблюдается в соревнованиях на трассах шоссейно-кольцевых мотогонок. В авиации были случаи разрыва колёс и излома стоек шасси, разрушение крыльев самолетов и лопастей вертолетов.

Вобблинг на мотоцикле возникает, когда управляемое колесо после отбоя от дорожного покрытия приземляется уже под некоторым углом относительно курса движения мотоцикла. При этом, в результате наклона вилки и выноса оси колеса вперед по отношению к оси поворота вилки, возникает импульс, толкающий руль в противоположную отклонению сторону, что на относительно малых скоростях способствует сохранению равновесия и направления движения. Но если скорость значительно превышает расчётную, то при определённом соотношении сил, действующих на вилку, импульс получается слишком большим, и руль отклоняется дальше, чем направление по курсу. Следует учесть, что в момент получения импульса, толкающего колесо в сторону, противоположную отклонению от курса, часть энергии гасится амортизатором, что автоматически увеличивает следующий интервал времени отрыва колеса от дорожного полотна — когда рама и амортизатор отработают обратный ход и произойдёт переброс руля в противоположную сторону. В результате возникает положительная обратная связь, ведущая к нарастанию колебаний с частотой 4 - 10 Гц управляемого колеса относительно курса. Причиной возникновения такой реакции могут послужить неправильно рассчитанные характеристики амортизаторов, пружин подвески, неровности дороги, особенно периодического характера (покрытие типа "стиральная доска"), характер разгона и т. д.

Борьба с шимми[править | править вики-текст]

Теория возникновения шимми на автомобилях разработана в СССР академиком Е. А. Чудаковым в середине 30х годов ХХ века. Борьба с шимми на автомобилях сводится к закладке в конструкцию передней подвески параметров, обеспечивающих самостабилизацию колес - статическую (развал, кастер) и динамическую (схождение и тщательная балансировка самих колес, обязательное демпфирование подвесок). Первым серийным автомобилем с подвеской, рассчитанной на противостояние возникновению шимми, был отечественный ГАЗ-М1. Способы пресечения шимми - флаттера - на самолётах во время Великой Отечественной войны успешно изучал М. В. Келдыш, в 1946 году он получил Сталинскую премию за преодоление флаттера на самолетах. Теория противостояния флаттеру стреловидным крылом разработана Семеном Алексеевичем Лавочкиным в 1948 году. Флаттер на вертолетах был успешно преодолен в результате научно-практических работ советского авиаконструктора Михаила Леонтьевича Миля.

С точки зрения ТАУ шимми — неустойчивость системы регулирования, включающей в себя, кроме конструкции руля, вилки, амортизатора и пр. и действия водителя. Эффективна установка рулевого демпфера для компенсации колебаний. Крайне важны балансировка переднего колеса, качество покрышки, исправность вилки, правильно выбранная жёсткость амортизатора.

Возможности выхода из шимми на мотоцикле: вначале — открытие газа (ускорение), расслабление рук, перенос веса тела ближе к задней оси. Далее, на «раскачке»: на прямых — сильное плавное торможение задним колесом,; в поворотах — общепринятой тактики не существует.

Явление шимми обычно связывается с деформацией шины колеса. Однако оно наблюдается и на недеформируемых (стальных) колёсах. Как показано В. Ф. Журавлёвым и Д. М. Климовым[1], шимми полностью объясняется, если, помимо обычно рассматриваемых сил, ввести многокомпонентные силы сухого трения.

Примечания[править | править вики-текст]

  1. В.Ф. Журавлёв, Д.М. Климов. О механизме явления шимми. // Докл. РАН. Т. 428. № 6. 2009. С. 761-765.

См. также[править | править вики-текст]

Ссылки[править | править вики-текст]