Auto jedoucí na stropě

Dekuji a doufam ze duveru ve mne vlozenou nezklamete.

Tak ja bych se toho tedy chopil. Ale necekejte zadne slozite vypocty. Naprosta vetsina je vseobecne znama, takze to spise tak nejak zesumiruju.

Video jsem nevidel, jelikoz, zkratka a protoze mi to tu nejak nefunguje, presto si umim predstavit vo co asi tak go.

Nejprve trochu teorie.

1) Kazde auto ma rozdelenou hmotnost na kazde kolo jinak. Idealne se da rict, ze kola na jedne naprave jsou zatezovana stejne a tedy je rozdil pouze v zatizeni predni a zadni napravy.

Toto gravitacni zatizeni pusobi samozrejme vzdy smerem k zemi, at uz se auto nachazi v jakekoliv pozici.

2) Pokud pojedete prstem od cumaku auta az k jeho zadku horem pres strechu nebo spodem pres podlahu, zjistite, ze pres strechu jste urazili vetsi vzdalenost. Vetsi vzdalenost nutne znamena rychlejsi proudeni obtekajiciho vzduchu a tim nizzsi tlak nad vozem - auto samo o sobe funguje jako kridlo letadla. Pri vysokych rychlostech ma tendenci se odlepit od zeme, snizuje se tedy vliv tihy vozidla a zhorsuje se manevrovatelnost atd.

Proti tomuto se bojuje pouzitim nejruznejsich splitteru, spoileru, kridel a kridelek, difuzoru, odsavani meznich vrstev z pod aut, narusovani meznich vrstev nad auty a dalsich aerodynamickych prvku, ktere tomuto negativnimu efektu zabranuji a nahrazuji tak samotnou tihu vozu.

Dulezite je nastaveni techto pritlacnych sil, aby na predni a zadni napravu pusibila pri jakekoliv rychlosti prave takova sila, ktera odpovida nasemu pozadovanemu rozdeleni zatizeni naprav - rozlozeni hmotnosti.

Tiha vozu i pritlak pusobi tedy stejnym smerem. Pritlak kompenzuje vztlak plus muze i pridavat neco na vic, pro lepsi trakci v zatackach.

Tohle vsechno je ale vseobecne zname.

-

3) Pro jizdu po strope je potreba tihu vozu na kazdou napravu prekonat pritlacnou silou, ktera ale nyni nepusobi ve stejnem smeru jako gravitace, ale naopak. Vztlak vozidla ovsem nyni pusobi prave ve smeru gravitace.

Tedy vozidlo k zemi tahne gravitace plus vztlak vozidla a proti musi pusobit pritlak vozidla. Ovsem dostatecne velky na to, aby nejenom udrzel vozidlo ve vzduchu, ale vyvinul i dostatecny pritlak k tomu, aby kola mohli stale zabirata vozidlo tedy neztratilo rychlost, tim i pritlak a nespadlo by.

-

Ted je tedy cas na par vzorecku.

Rekneme, ze vozidlo jede po rovnem strope, nezrychluje a soucinitel valeni pneumatik zanedbame (ve srovnani s aerodynamickymi silami si to muzeme dovolit).

Jediny jizdni odpor na vozidlo ktery je potreba prekonat je tedy odpor vzduchu. Spocteme Fa=1/2*A*R*cx*v^2

Nebudu ted vysvetlovat jednotlive symboly, dulezita je sila Fa, kterou musim dostat pres hnaci kola na silnici (strop), abych si udrzel rychlost.

Je tedy logicke, ze potrebuji, aby minimalni treci sila (Ft) mezi pneumatikou a vozovkou byla rovna prave sile Fa.

A pokud je dan urcity koeficient treni (oznacme si ho treba n), jsem si schopen spocitat potrebnou pritlacnou silu (Fn) na kolo takovou, aby vyvodila onu potrebnou silu treci.

Tedy Fn=Ft/n=(A*R*cx*v^2)/(2*n)

Hnaci naprava ma obvykle dve kola, tedy potreba pritlacna sila na hnaci napravu je 2*Fn

To je ovsem pouze pritlacna sila potrebna k udrzeni rychlosti.

K teto sile musime pricit jeste pritlak kompenzujici gravitacni tihu pripadajici na hnaci napravu (oznacme si Gr).

Gr se spocte jako hmotnost na napravu krat gravitacni zrychleni. Tedy Gr=mr*g

Vysledny potrebny pritlak na hnaci nerizenou napravu pro jizdu po strope (Pr) je pak roven:

Pr=2*Fn+Gr=(A*R*cx*v^2)/n+mr*g

Dejme tomu, ze se jedna o zadni, hnaci, nerizenou napravu.

Pro predni napravu, ridici, nehnaci pak samozrejme staci minimalni pritlacna sila (Pf) kompenzujici gravitacni tihu pripadajici na tuto napravu (Gf). Ovsem bez moznosti zatacet, pac bude chybet dalsi pritlak pro umozneni vzniku bocnich sil dulezitych pro zataceni. tedy pritlak na rizenou napravu vynasobime nejakym rozumnym koeficientem (napr. 1,2 - 20 procent), ktery nam umozni zataceni na strope.

Vysledny potrebny pritlak na ridici nehnanou napravu pro jizdu po strope (Pf) je pak roven:

Pf=1,2*Gf=1,2*mf*g.

A vysledna pritlacna sila na cele vozidlo musi byt rovna souctu pritlacnych sil na kazdou napravu, plus nesmime zapominat na vztlak samotneho vozidla, ktery take musime kompenzovat dalsim pritlakem (Pv).

Tedy:

Pritlak vozu P=Pr+Pf+Pv=(A*R*cx*v^2)/n+mr*g+1,2*mf*g+Pv.

Pv se (velmi zjednodusene) spocte z Bernoulyho rovnice a z plochy horni a spodni strany auta. 1/2*R*v^2+p=konst.

-

Nyni je cas na priklad s realnymi cisly. Napr. takova ARovo Alfa 166JTD (co to je? 2.4litru?)

Jake pritlacne sily by musela mit, aby dokazala jet po strope pri svoji maximalni rychlosti, ktera je cca 222km/h?

Odhadnute udaje: Hmotnost 1550kg, rozlozeni hmotnosti dame na 50:50, soucinitel treni se stropem 0.9, hustota vzduchu 1.3kg/m3, soucinitel odporu vzduchu 0.3, celni plocha 2.3m2, pomer delek spodku a vrsku auta 1,7.

Predni hnaci, zataceci naprava tedy potrebuje minimalni pritlak:

Pf=(A*R*cx*v^2)/n+1,2*mf*g=13283.4N=1328kg.

Zadni nehnaci, nezataceci naprava tedy potrebuje minimalni pritlak:

Pr=*mr*g=7602.8N=760kg.

K tomuto rovnomerne rozdelime pritlak Pv kompenzujici vtlak.

Ten bude velmi zhruba 3600N.

Tedy na predni napravu pripadne 1508kg a na zadni napravu 940kg.

Dohromady potreby pritlak vyjadreny v hmotnostnich jednotkach by musel byt 2448kg. Tedy skoro 2.5 tuny.

Axusi, zcela vyčerpávající odpověď, ale asi by bylo to video přece jen zkouknout. Myslím, že tady jde o něco jiného.

Axus, sice budu muset věřit, ža jsi to spočítal dobře a hlavně doufat , že ještě lépe než Jeremy . Tam to bylo o fous.

stream.cz/...

Odstrediva sila, jak jiz psali jini.

Ta odstrediva sila postaci mensi nez v pripade te aerodynamicke zalezitosti, pac auto po strope prejede pouze behem kratkeho okamziku, takze nemusi mit takovy pritlak na hnaci napravu, aby si udrzelo rychlost. Cast z nutneho pohonu muze prevzit dopredna setrvacna sila. Presto je dostatecny pritlak nutny, pac jinak by rychlost auta zacala klesat prilis rychle a mi tuto rychlost potrebujeme k udrzeni uhlove rychlosti a tim i odstredive sily.

Takze pokud vezmeme opet ARovu AR166, cca1550kg.

Predtim sem spocetl, ze potrebna pritlacna sila bude 2.5t. Aby sme projeli po strope bezpecne, tak pozadavek na takovyto pritlak zachovame.

Tedy potrebna odstrediva sila = 25000N

Prumer tunelu vezmeme 8m a plynuly uhel zataceni auta 10 stupnu.

Tedy. Na kazdy metr ujete delky se auto posune do strany o 0.176m a uhlovy posun v tunelu tedy bude 0.044 radianu.

Aby sme vyvodili potrebnou silu v nasem tunelu, potrebujeme uhlovou rychlost (25000/1550/4)^(1/2)=2rad/s

To znamena, ze za 1 sekundu musi auto ujet 2/0.044=45.5 metru.

To jest 163,8km/h

Je videt, ze je to nizsi rychlost, nez pro jakou jsem pocital potrebny pritlak v minulem prispevku. Pritlak na hnaci kola bude tedy vic nez dostatecny a my bychom tedy mohli dokonce i snizit pozadovanou odstredivou silu.

Takovato rychlost je tedy pro projeti s ARovo Alfou po 8m sirokem tunelu dostatecna a na strane bezpecnosti.

Ted uz jen zbyva to nekde overit v praxi Are. Sup na to.

Z nejakeho mne neznameho duvodu se mi sem nevlozili asi ctyri prvni radky me odpovedi

Jen sem tam psal, ze to video z Top Gearu znam, video od Hangara jsem jiz zkoukl a ze v obou pripadech se skutecne nejedna o aerodynamickou zalezitost, jak uz psali jini...