Поперечный наклон оси поворота колеса


на что влияют развал,схождение,плечо обкатки

Правильные углы установки колес – один из важнейших факторов, обеспечивающих нормальную управляемость, стабильность и устойчивость автомобиля при прямолинейном движении и при прохождении поворотов. Оптимальные для каждой модели параметры геометрии подвески закладываются на этапе проектирования. Заданные значения углов установки колес подвержены изменению и требуют периодической регулировки по причине естественного износа узлов и элементов ходовой части или после ремонта подвески.

Назначение углов установки колес

Корректно настроенная геометрия подвески позволяет автомобилю более эффективно воспринимать силы и моменты, возникающие в пятне контакта колеса с дорожной поверхность во время различных режимов движения. Этим обеспечивается предсказуемое поведение автомобиля, а именно: стабильность движения по прямой, устойчивость в поворотах, стабилизация при разгонах и торможении. Также благодаря отсутствию излишнего сопротивления качению колес происходит более равномерный износ шин, что позволяет увеличить срок их службы.

Заданные производителем значения углов установки колес являются оптимальными для конкретного автомобиля и соответствуют его назначению и особенностям настройки подвески. Однако, в случае необходимости, конструктивно предусмотрена возможность их изменения либо регулировки. Количество параметров, которые можно регулировать для каждого автомобиля, индивидуально.

Виды основных углов установки колес автомобиля

ПараметрОсь автомобиляРегулируемый параметрНа что влияет
Угол развала колес (Camber)Передняя
Задняя
Да
(зависит от автомобиля)
Устойчивость движения в повороте
Преждевременный износ шин

Правильные углы установки колес автомобиля.

От правильной регулировки колес автомобиля зависят многие факторы: управляемость автомобиля, срок службы покрышек, расход топлива, а также безопасность самого автомобиля. Так давайте разберемся в углах установки колес и дадим рекомендации по их регулировке.

При движении автомобиля колеса смещаются относительно кузова, причем траектория этого смещения определяется конструкцией так называемого направляющего аппарата подвески, состоящего из рычагов (продольных, поперечных или диагональных) и шарниров (шаровых и резинометаллических). В некоторых подвесках элементом направляющего аппарата могут являться стабилизаторы поперечной устойчивости, а также амортизаторные стойки (типа "Мак-Ферсон"). При деформации упругого элемента подвески в результате изменения загрузки автомобиля, преодоления неровностей дороги, кренов кузова под действием центробежных сил при повороте в подвесках большинства конструкций положение колеса относительно кузова меняется, вместе с ним изменяются и все установочные углы. Исключение, возможно, составляют подвески с параллелограммными продольными рычагами (использовалась в передней подвеске автомобиля ЗАЗ-965), да и то только в случае отсутствия крена кузова. Однако если отвлечься от общих рассуждений, то следует руководствоваться следующими соображениями. Автомобильная подвеска вместе с автомобилем постоянно совершенствуется уже более ста лет. Каждая конкретная конструкция, прежде чем воплотиться в серийную продукцию, проходит длительный этап исследований и доводок. Поэтому к рекомендациям фирм-производителей автомобилей вообще и по установке колес в частности следует относиться с полной серьезностью и ответственностью.

 

Для тех, кто хочет понять, что означают Углы Установки Колес (Развал/Схождение) и досконально разобраться в вопросе, в этой статье есть ответы на все вопросы.

Экскурс в историю показывает, что мудреная установка колес применялась на различных средствах передвижения задолго до появления автомобиля. Вот несколько более или менее хорошо известных примеров.
Не секрет, что колеса некоторых карет и прочих колясок на конной тяге, предназначенных для «динамичной» езды, устанавливали с большим, хорошо заметным глазу положительным развалом. Делалось это для того, чтобы грязь, летевшая с колес, не попадала в экипаж и на важных седоков, а разбрасывалась по сторонам.У утилитарных повозок для неспешного передвижения все было с точностью до наоборот. Так, дореволюционные руководства о том, как построить хорошую телегу, рекомендовали ставить коле- са с отрицательным развалом. В этом случае при потере нагеля, стопорящего колесо, оно не сразу соскакивало с оси. У возницы было время, чтобы заметить повреждение «ходовой», чреватой особенно большими неприятностями при наличии в телеге нескольких десятков пудов муки и отсутствии домкрата. В конструкции орудийных лафетов (опять-таки наоборот) иногда применялся положительный развал колес. Понятно, что не с целью уберечь пушку от грязи. Так прислуге было удобно накатывать орудие за колеса руками сбоку, не опасаясь отдавить ноги. А вот у арбы ее огромные колеса, которые помогали запросто перебираться через арыки, были наклонены в другую сторону — к повозке. Достигавшееся при этом увеличение колеи способствовало повышению устойчивости среднеазиатского «мобиля», отличавшегося высоким расположением центра тяжести. Какое отношение эти исторические факты имеют к установке колес современных автомобилей? Да, в общем, ни какого. Тем не менее, они позволяют сделать полезный вывод. Видно, что установка колес (в частности, их развал) не подчинена какой-либо единой закономерности.

Надо понимать, что для каждой модели автомобиля эти рекомендации различны. Например, на некоторых машинах устанавливаются нулевые и даже отрицательные углы развала колес. Но в любом случае эти углы обеспечивают наилучшие показатели устойчивости и управляемости, а также минимальный износ шин конкретной модели автомобиля.

Следует отметить, что заводские рекомендации включают определенные требования по загрузке автомобиля (снаряженная масса, полная разрешенная масса и т. п.), в техническом описании и в инструкции по эксплуатации автомобиля указаны значения углов установки колес и осей поворота, а также условия, при которых они проверяются и устанавливаются.

Периодически при эксплуатации автомобиля (минимум через 30 000 км пробега) их полезно контролировать, а если на автомобиле были заменены отдельные элементы подвески и тем более после серьезных ударов по ходовой это просто необходимо делать сразу же. В любом случае следует помнить, что регулировка углов развала и схождения управляемых колес является заключительной операцией ремонта подвески, деталей ходовой части и рулевого управления автомобиля, и никак не иначе. Но сначала давайте разберемся в теории и вспомним, какие параметры установки колес на что влияют и для чего нужны все эти углы.

Максимальный угол поворота колес

Он характеризует максимальный угол, при котором повернется колесо автомобиля при полностью вывернутом руле. И чем меньше этот угол, тем больше точность и плавность управления. Ведь дл поворота даже на небольшой угол потребуется лишь малое движение рулем. Но не стоит забывать, что чем меньше максимальный угол поворота, тем меньше радиус поворота автомобиля. Т.е. развернутся в ограниченном пространстве будет очень тяжело. Вот и приходится производителям искать некую "золотую середину", маневрируя между большим радиусом поворота и точность управления.

Плечо обката

Плечо обката - кратчайшее расстояние между серединой покрышки и осью поворота колеса. Если ось вращения колеса и середина колеса совпадает, то значение считается нулевым. При отрицательном значении - ось вращения будет смещаться наружу колеса, а при положительном значении - внутрь. Для автомобилей с задним приводом рекомендуется плечо обката с нулевым или отрицательным значением. Но в практике, из-за конструкции автомобиля, сделать это очень сложно, т.к. механизм не помещается внутрь колеса. Вот и получается в итоге автомобиль с положительным плечом обката, который ведет себя непредсказуемо: руль при проезде по неровностям может вырывать из рук, при проезде поворотов создается ощутимый момент, препятствующий равномерному движению. Для борьбы с положительным плечом оката, специалисты наклоняли ось поворота в поперечном направлении и делали положительный развал колес. Это хоть и уменьшало плечо обката автомобиля, но плохо сказывалось на управлении автомобилем в повороте.

Угол кастера

Кастер отвечает за динамическую стабилизацию управляемых колес. Если говорить простыми словами, то кастер заставляет автомобиля ехать прямо при отпущенном руле. Т.е. если вы убрали руки с руля, то автомобиль в идеале должен ехать прямо и не куда не отклоняться. Если же на автомобиль действует боковая сила (например, ветер), то кастер должен обеспечивать очень плавный поворот автомобиля в сторону действия силы при отпущенном руле. К тому же, кастер не дает машине опрокинуться.

Угол кастера. Главная функция кастера - это наклон колес в сторону поворота руля автомобиля. Наклон колеса влияет на сцепление с дорогой, а значит и на управляемость автомобиля. Если автомобиль двигается прямо, то колеса имеются наибольшее сцепление с дорогой, что обеспечивает для водителя быстрый старт и позднее торможение. А вот в повороте все иначе. При повороте колеса, покрышка деформируется под действием боковых сил. И чтобы сохранить максимальное пятно контакта с дорогой, колесо автомобиля тоже наклоняется в сторону поворота. Но везде нужно знать меру, ведь при очень большом кастере, колесо автомобиля будет сильно наклоняться, и утратит тогда сцепление с дорогой.

Поперечный наклон оси поворота

Отвечает за весовую стабилизацию управляемых колес. Суть в том, что в момент отклонения колеса от "нейтрали" передок начинает подниматься. А так как весит он немало, то при отпускании руля под действием силы тяжести система стремится занять исходное положение, соответствующее движению по прямой. Правда, чтобы эта стабилизация работала, нужно сохранить (хоть и небольшое, но нежелательное) положительное плечо обката. Изначально, поперечный угол наклона оси поворота был применен инженерами для устранения недостатков подвески автомобиля. Он избавлял от таких "недугов" автомобиля как положительный развал колес и положительное плечо обката.

Во многих современных автомобилях применяется подвеска типа "Мак-Ферсон". Она дает возможность получить отрицательное или нулевое плечо обката. Ведь ось поворота колеса состоит из опоры одного единственного рычага, которой легко можно поместить внутрь колеса. Но и эта подвеска не совершенна, ведь из-за его конструкции сделать угол наклона оси поворота маленьким практически невозможно. В повороте он наклоняет внешнее колесо под невыгодным углом (как у положительного развала), а внутреннее колесо одновременно наклоняется в противоположную сторону. В результате пятно контакта у внешнего колеса сильно уменьшается. А так как на внешнее колесо в повороте приходится основная нагрузка, вся ось сильно теряет в сцеплении. Это, конечно, можно частично компенсировать кастером и развалом. Тогда сцепление внешнего колеса будет хорошим, а у внутреннего (менее важного) колеса практически исчезнет.

Параллельность поворота

При повороте руля колесо, которое смотрит внутрь поворота, отклоняется на больший угол, чем внешнее, изменяя угол схождения передних колес. Таким образом достигается большая устойчивость автомобиля и стабильность поведения.

Схождение колес автомобиля

Существует два вида схождения автомобиля: положительное и отрицательное. Определить тип схождения очень просто: нужно провести две прямые линии вдоль колес автомобиля. Если эти линии пересекутся спереди автомобиля, то схождение положительное, а если сзади - отрицательное. Если будет положительное схождение передних колес, то автомобиль будет легче заходить в поворот, а также приобретет дополнительную поворачиваемость. На задней оси при положительном схождении колес, автомобиль при прямолинейном движении будет более устойчивым, а если будет отрицательное схождение - то автомобиль будет вести себя неадекватно, и рыскать из стороны в сторону. Но следует помнить, что чрезмерное отклонение схождения автомобиля от нулевого значения увеличит сопротивление качению при прямолинейном движении, в поворотах это будет заметно в меньшей степени.

Развал колес

Развал колес, как и схождение, может быть как отрицательным, так и положительным. Если смотреть спереди автомобиля, и колеса будут наклоняться вовнутрь, то это отрицательный развал, а если будут отклоняться наружу автомобиля - то это уже положительный развал. Развал колеса необходим для сохранения сцепления колеса с дорожным полотном. Изменение угла развала колес сказывается на поведении автомобиля на прямой, ведь колеса стоят не перпендикулярно дороге, а значит имеют не максимальное сцепление. Но это сказывается только на заднеприводных автомобилях при трогании с места с пробуксовкой.

 

Продольный и поперечный наклон оси поворота колеса

В одной из предыдущих статей мы уже рассказывали о том, для чего нужны и как регулируются развал-схождение в Казани и других городах. И, раз уж зашел разговор о «важных углах», мы хотим рассказать еще о двух из них.

Кастер

Кастером называют продольный наклон оси поворота колеса. Именно благодаря этому углу обеспечивается скоростная стабилизация авто. Для того чтобы понять, как это работает, достаточно представить ножку офисного стула на колесиках – ось опоры на ней всегда смещена относительно точки контакта колес с полом. Куда бы ни поехал стул, колесики всегда находятся позади оси.

Еще один пример – велосипед. Именно благодаря кастеру на этом двухколесном чуде можно ездить, не держа руль. Все дело в боковых силах, которые при повороте колеса заставляют его вернуться обратно и продолжать ехать прямо. Стоит отметить, что чем больше скорость, тем значительнее величина боковых сил.

Водителям автомобилей кастер позволяет лучше чувствовать «коня» и дорогу, обеспечивая движение автомобиля по прямой.

Угол поперечного наклона оси поворота колеса

Как мы уже говорили, на низких скоростях значение кастера снижается. Поэтому помимо продольного наклона шкворня важен еще и поперечный. Отрегулировать этот угол нельзя, он задается при конструировании авто для обеспечения весовой стабилизации.

Этот угол создает также весьма интересный эффект. Чтобы шина при повороте могла «войти» в дорогу, автомобиль как бы «привстает», возвращая колеса в прямолинейное положение. Этот эффект можно использовать, если вы залезли бампером или защитой картера на препятствие. Поворот руля до упора в любую сторону приподнимет перед на несколько миллиметров – возможно, их будет достаточно, чтобы без ущерба для авто снять его с бордюра или камня.

Поперечный наклон оси поворота колеса

Ось, вокруг которой поворачивается колесо при повороте автомобиля влево или вправо, называется "осью поворота”. Эту ось можно мысленно представить как линию, проведенную между вершиной верхней опоры амортизатора и шаровым шарниром нижнего рычага подвески (в случае, когда подвеска стоечного типа).

Эта линия наклонена вовнутрь, если смотреть спереди автомобиля, и этот наклон называется "поперечным наклоном оси поворота”.

Угол этого наклона измеряется в градусах. Кроме того, расстояние от точки пересечения оси поворота с поверхностью дороги до точки пересечения оси колеса с поверхностью дороги называется "смещением”.

ДЛЯ СПРАВОК

Тип подвески и ось поворота

1. Жесткая подвеска

В жестких подвесках деталь, называемая шкворнем, установлена с каждой стороны передней оси. Ось шкворня эквивалентна оси поворота подвесок другого типа.

2. Подвеска двухрычажного типа

У подвески двухрычажного типа линия, соединяющая верхний шаровой шарнир и нижний шаровой шарнир, образует ось поворота.

НАЗНАЧЕНИЯ ПОПЕРЕЧНОГО НАКЛОНА ОСИ ПОВОРОТА

СНИЖЕНИЕ УСИЛИЯ ПОВОРОТА

Поскольку колесо поворачивается вправо и влево вокруг оси поворота со смещением от оси, представляющим собой радиус его поворота, большое смещение будет создавать большой момент относительно оси поворота из-за сопротивления перекатыванию шины, что увеличивает усилие, необходимое при повороте.

Это смещение можно уменьшить для снижения усилия поворота.

• Развал = нуль

• Поперечный наклон оси поворота = нуль

Чтобы сделать смещение небольшим, можно использовать любой из двух способов:

1. Придать колесам положительный развал.

2. Наклонить ось поворота в поперечном направлении.

ДЛЯ СПРАВОК

Момент, или точнее, момент силы - это стремление силы заставить предмет поворачиваться относительно его оси.

Момент Т выражается в виде произведения силы F, действующей на предмет, и расстояния между осью вращения (а) и точкой (О) приложения силы:

В автомобиле точка приложения О находится на цапфе, тогда как ось вращения а является точкой на поворотном кулаке, вокруг которой поворачивается цапфа. Расстояние называется смещением.

Если к точке О прилагается постоянная сила F, то момент, действующий на точку, будет уменьшаться пропорционально уменьшению расстояния . Это означает, что усилие поворота можно уменьшить путем уменьшения смещения.

УМЕНЬШЕНИЕ ОБРАТНОГО УДАРА И УВОДА В ОДНУ СТОРОНУ

Если смещение слишком велико, реактивные силы, действующие на колеса при движении или торможении, будут создавать момент относительно соответствующей оси поворота, заставляя колесо уходить в ту сторону, где реактивная сила больше. (Также и любой удар от дороги, воздействующий на колесо, будет вызывать толчки или обратные удары на рулевом колесе.). Этот момент пропорционален величине смещения. Когда смещение приближается к нулевому значению, относительно оси поворота создается меньший момент при приложении к колесу силы и рулевое колесо испытывает меньшее воздействие при торможении или от дорожных ударов.

УЛУЧШЕНИЕ УСТОЙЧИВОСТИ ПРЯМОЛИНЕЙНОГО ДВИЖЕНИЯ

Как объяснено ранее (См. ’’Зависимость устойчивости прямолинейного движения от угла продольного наклона оси поворота”), поперечный наклон оси поворота заставляет колеса автоматически возвращаться в положение прямолинейного движения после окончания поворота.

ДЛЯ СПРАВОК

В переднеприводных автомобилях с передним расположением двигателя смещение обычно сохраняется небольшим (нулевым или отрицательным) для предотвращения передачи на рулевое колесо ударов от шин, при торможении или при наезде на препятствие и для сведения к минимуму момента, создаваемого относительно оси поворота приводным усилием во время быстрого трогания или разгона.

Углы установки колес автомобиля

Ниже приведена некоторая полезная информацию о различных терминах и углах установки колес, и что они из себя представляют.

Углы, определяющие расположение элементов подвески на передней оси автомобиля:

  • Схождение колес (Toe)
  • Развал (Camber)
  • Продольный наклон оси поворота (Caster)
  • Поперечный наклон оси поворота (King pin)
  • Смещение оси (Set-back)
  • Прилежащий угол

Углы, определяющие расположение элементов подвески на задней оси автомобиля:

  • Схождение колес (Toe)
  • Наклон или развал колеса (Camber)
  • Смещение оси (Set-back)
  • Линия (угол) движения (Thrust line)

Схождение и развал спереди и сзади

Схождение и отрицательное схождение, как правило, являются наиболее понятным термином. При измерении схождения мы смотрим на то, как параллельны колеса по отношению друг к другу, при взгляде сверху.

Если колеса стоят ближе друг к другу спереди, то схождение положительно (+). Если колеса стоят ближе друг к другу сзади, то схождение отрицательное (-). Причина, почему мы имеем схождение или расхождение в том, что взаимное положение между колесами автомобиля в стационарном положении и в движении различно, из-за деформаций в подвеске и выбора люфтов при движении автомобиля. Как правило, для заднего привода схождение передних колес устанавливается с небольшим положительным схождением. Передне и полноприводные автомобили, как правило, имеют некоторое отрицательное схождение в следствии того, что передние колеса являются тяговыми, и люфты при движении автомобиля выбираются во внутрь (то есть в +).

Неправильное схождение может привести к следующим последствиям:

  • Износ по внешнему краю покрышки – причина: избыточное схождение
  • Износ внутренней поверхности шины -:избыточное отрицательное схождение
  • "Шашечный износ" протектора шины, или так называемые "перья".
  • Неправильное положение рулевого колеса
  • "Плохой" возврат руля при выходе из поворота
  • Повышенный расход топлива из-за трения шин

Возможные причины неправильной регулировки схождения:

  • Неправильная регулировка
  • Неправильные данные, используемые при проведении регулировки
  • Неправильный клиренс
  • Деформации элементов рулевого управления
  • Неправильная калибровка регулировочного оборудования

Примечание : Схождение - -это всегда последний корректирующийся угол.

Отрицательное схождение при повороте автомобиля.

Когда автомобиль поворачивает, колесо на внутренней стороне поворота имеет больший угол поворота (меньший радиус поворота) , чем колесо с внешней стороны. Если колеса в повороте имеют один и тот же угол, они попытаются сходиться. Это могло бы вызвать чрезмерный износ шин и ухудшение управляемости из-за недостаточной поворачиваемости. Конструктивно заложено, что внутреннее колесо имеет больший угол поворота, что приведет к улучшению управляемости и уменьшает износ шин.

Избыточное положительное схождение может привести к следующим последствиям:

  • Чрезмерный износ шин : "оперение"
  • Визг шин на поворотах, даже на низких скоростях
  • Низкая реакция на руль, т.е. недостаточная поворачиваемость

Возможные причины избыточного положительного схождения:

  • Неправильно отрегулировано схождение
  • Неверный наклон рулевых тяг
  • Деформация рулевых тяг
  • Неправильный клиренс

Развал

 

  • Развал положительный ( + ), когда колесо наклонено верхней частью вне автомобиля
  • Развал отрицательный ( - ),когда колесо наклонено верхней частью внутрь автомобиля
  • Нулевой развал, когда колесо вертикально

Развал регулируется для передних и задних колес автомобиля.

Развал необходим для равномерного распределения нагрузки автомобиля по всему пятну контакта шины в точке контакта, чтобы свести к минимуму износ шин. Развал возможно также использовать, чтобы изменить управляемость автомобиля, иногда за счет износа шин. Отрицательный развал может улучшить устойчивость автомобиля в поворотах, обеспечивая хороший контакт шины с дорогой при прохождении поворотов.

Неправильный развал может вызвать уводы, а также чрезмерный износ шин. Как правило, разница развала на одной оси (кросс) должна быть не более 30' (в минутах).

Неправильный развал может привести к следующим последствиям:

  • Износ внутренней поверхности шин:- чрезмерный отрицательный развал
  • Износ на внешнем краю покрышки:- чрезмерный положительный развал
  • Тянет в одну сторону
  • Чрезмерный износ подшипника колеса (из за неравномерной нагрузки)
  • Неудовлетворительная управляемость автомобиля

Возможные причины неправильного развала:

  • Деформация элементов подвески
  • Неправильная регулировка
  • Неправильный клиренс

Продольный наклон шкворня (или оси поворота) (CASTER) - угол между вертикалью и проекцией линии, проходящей через центры шаровых опор, на плоскость, параллельную продольной оси автомобиля. Он способствует стабилизации передних колес в направлении прямолинейного движения.

 

Иначе кастер – это продольный наклон плоскости качания колеса и может быть просто описан как, наклон вперед или назад Макферсон если смотреть на автомобиль сбоку. Положительный кастор (+), - это когда верхняя опора стойки смещена назад. и чаще используется на современных автомобилях.

Отрицательный кастер - это когда верхняя опора стойки смещена вперед. Положительные кастер обеспечивает лучшую курсовую устойчивость и стабилизацию, чем негативный кастер. Если вы посмотрите на передние колесо и вилку велосипеда, вы увидите, что они образуют положительный кастер, и именно это позволяет ехать на велосипеде не прикасаясь к рулю. Чем больше положительный угол продольного наклона, тем тяжелее руль.

Поскольку в большинстве своем современные автомобили способны развивать высокие скорости, положительный угол продольного наклона необходим для обеспечения высокой стабильности при движении. Электрогидравлическое рулевое управление призвано для преодоления тяжелого руля. Как правило, кастор на левой и правой стороне транспортного средства не должен различаться более чем на 30' (в минутах), в противном случае автомобиль может тянуть в одну сторону. Автомобиль будет тянуть в сторону с наименьшим углом.

Неправильный кастер может привести к следующим последствиям:

  • Тяжелое рулевое управление - чрезмерный положительный кастер
  • Чрезмерная чувствительность к восприятию дорожных неровностей на руле – избыточный положительный кастер
  • Колебание (биение) руля - : чрезмерный отрицательный кастер усилия на рулевом колесе при левом и правом поворотах, односторонний износ протектора
  • Отсутствие самостабилизации руля - : чрезмерный отрицательный кастер разные визг шин на поворотах.
  •  

Возможные причины неправильного castеr:

  • Верхняя опора -Макферсон установлена вперед или назад
  • Продольный рычаг подвески или его крепление перемещается вперед или назад
  • Автомобиль не установлен на ровной поверхности при регулировке
  • Неправильный наклон автомобиля
  • Колеса не блокируются во время регулировки
  • Неправильная регулировка (если регулируется)

Поперечный наклон оси поворота (King pin) (угол наклона оси поворота (НОП))

(на рисунке β ) - это угол наклона оси поворота (шкворня)  колеса (a-b) в поперечной плоскости при виде спереди. Задается конструкцией поворотного кулака (на рисунке зеленый) и не регулируется.

Прилежащий угол (на рисунке α + β ) - суммарный угол развала и поперечного наклона шкворня.

НОП, на некоторых конструкциях поддается регулировке..НОП -это угол, который образуется между вертикалью и осью Макферсон всегда наклоненной внутрь если смотреть на автомобиль спереди Как правило этот угол задан производителем и не регулируем.. Тем не менее, некоторые производители используют изменение угла НОП на благо регулирования развала. НОП- всегда положителен. НОП вместе с развалом служит для снижения восприятия ударов от дороги и снижения влияния неравномерности тормозных сил на рулевой механизм. Дорожные удары и неравномерное торможение будут вызывать реакцию на рулевом колесе за счет возникающего момента на плече А-В , что делает автомобиль нестабильным и вызывает сильную реакцию на руле.. Чрезмерные значения угла НОП может загрузить компоненты, такие как шаровые шарниры. НОП также помогает самоцентрированию рулевого управления.

Неправильный НОП может привести к следующему:

  • Чрезмерной обратной связи с дорогой
  • Уменьшить самостабилизацию рулевого управления
  • Чрезмерному износу элементов подвески
  • Неправильному развалу
  • Нарушению прямолинейности движения на неровностях

Плечо обката (Scrub Radius) — это расстояние по прямой между точкой, в которой ось поворота колеса пересекается с дорожным полотном, и центром пятна контакта колеса и дороги.

 

Плечо обката определяется не только конструкцией подвески, но и параметрами колёс.

Проще говоря, при плече отличном от нулевого колесо начинает действовать как рычаг воздействуя на элементы подвески и рулевого управления, возникает дополнительный момент, который необходимо компенсировать рулем.

При положительном плече обката случайное повышение силы сопротивления одного из колес способно вызвать поворот руля в эту же сторону и нарушить курсовую устойчивость автомобиля.

При положительном значении усилие на руле при повороте колес на месте меньше. (колесо катится при повороте руля, а не просто проворачивается на месте), зато при переезде кочек будут заметны рывки.

Изменяя диаметр колеса не забудьте изменить вылет диска, чтобы привести плечо обката в нужные вам значения.

Линия осевого давления (THRUST LINE)- линию осевого давления (направление тяги) можно упрощенно понимать, как перпендикуляр к задней оси. Это несколько упрощённое понятие, так как не принимаются во внимание углы установки самих задних колёс.

Угол осевого давления или угол движения – это угол между осью симметрии автомобиля и направлением тяги.

Направление усилия на заднюю ось, называемое осевой нагрузкой, определяется схождением задних колес. Линия осевого давления определяется разницей между продольной осью симметрии автомобиля и осевыми нагрузками.

Если угол осевого давления не равен «0», то передние колеса стремятся поворачиваться в одинаковом направлении, как и задние колеса, стремясь выправить траекторию движения автомобиля в прямую линию. Как следствие, кузов будет направляться под углом к направлению движения.

Угол осевой нагрузки отрицателен, когда осевая нагрузка направлена влево к водителю, и положителен – при направлении вправо от водителя.

Угол движения должен быть равен «0» для автомобилей с правильно отрегулированными углами установки задних колёс. Угол движения (более 20') может также говорить о нарушении геометрии кузова. На большем числе современных транспортных средств можно регулировать заднее схождение , а иногда и развал . Если заднее схождение на транспортном средстве является ошибочным, оно будет иметь влияние на управляемость автомобиля. Для движения по прямой водителю придется подруливать, компенсируя увод. Неправильное заднее схождение или несимметричное заднее схождение может негативно повлиять на угол разворота заднего моста (угол тяги автомобиля) ,trust angle.

Неправильный угол тяги может привести к следующим последствиям:

  • Неправильное выравнивание руля
  • Чрезмерный износ задних покрышек, "оперение"
  • Рыскание
  • Недостаточной или избыточной поворачиваемости
  • Движение с перекосом

Возможные причины угла разворота заднего моста (неправильного угла тяги):

 

  • Заднее схождение неверно отрегулировано, нет симметрии по сторонам
  • Задняя подвеска погнута или повреждена
  • Задний подрамник неправильно выровнен
  • корпус автомобиля неправильно выровнен
  • Крепления задней подвески изношены.

Клиренс - высота дорожного просвета.

Рекомендуется перед посещением сход-развала убедиться, что давление в шинах соответствует норме, износ протектора на левом и правом колесах примерно одинаков, отсутствует люфт в подшипниках и рулевом управлении, колесные диски не деформированы. На автомобилях с регулируемым дорожным просветом проверить регулировку.

Смещение оси (SET-BACK) - это угол, образованный линией, перпендикулярной продольной линии симметрии автомобиля и линии, проходящей через (переднюю или заднюю) ось, соединяющую центры колёс. Например, на передней оси оно возникает при неверной регулировке продольного угла наклона оси колёс (Caster-а).

Смещение оси положительно, когда правое колесо впереди (согласно направлению движения) относительно левого колеса. Оно отрицательно, когда правое колесо позади (согласно направлению движения) относительно левого колеса. Смещение заднего моста вы могли наблюдать на "Волгах", машина едет как бы боком (кстати на "Волге" это происходит когда ослабевает одна стремянка и мост одной стороной перемещается по рессоре вперед или назад).

           

Как правило, эта ситуация не вызовет проблем, влияющих на управление до тех пор, пока это не станет значительно.

Как делают сход-развал

Те, кто имеет хоть небольшой опыт работы, тот знает, что периодически нужно обращаться в автосервис, чтобы отрегулировать развал — схождение.

Сход-развал, что это такое? Самое простое определение - это углы установки автомобильных колёс

Развал передний (Camber) — это угол наклона колеса по отношению к дорожному покрытию в вертикальной плоскости (угол «альфа»).
Если верхняя часть колеса наклонен а к центру автомобиля, то развал отрицательный, если наружу, то положительный.
Левый и правый развал по величине должны быть максимально приближены друг другу. Разность развалов не должна превышать 30', т. к. может вызывать увод а/м от прямолинейного движения.

Схождение или сход (TOE) — угол между плоскостью вращения колеса и продольной осью автомобиля.
Схождение способствует правильному положению передних колес при различных скоростях движения и углах поворота автомобиля.
В большинстве случаев схождение регулируется изменением длины боковых рулевых тяг.

Признаки отклонения схождения от нормы: сильный пилообразный износ шин (даже при небольших отклонениях), визг шин в повороте, повышенный расход топлива из-за большого сопротивления качению передних колес (выбег автомобиля намного меньше положенного).

Продольный наклон шкворня (или оси поворота) (CASTER)-— угол между вертикалью и проекцией линии, проходящей через центры шаровых опор, на плоскость, параллельную продольной оси автомобиля.
Он способствует стабилизации передних колес в направлении прямолинейного движения. Ось шаровых или стойки должны стоять под углом как вилка на мотоцикле.
Характерные признаки отклонения величины угла от нормы: увод автомобиля в сторону при движении, разные усилия на рулевом колесе при левом и правом поворотах, односторонний износ протектора, визг шин на поворотах.

Поперечный наклон шкворня (KING-PIN) — это угол наклона оси поворота (шкворня) колеса (a-b) в поперечной плоскости при виде спереди.
Задается конструкцией поворотного кулака (на рисунке зеленый) и не регулируется.

Прилежащий угол (на рисунке α + β) — суммарный угол развала и поперечного наклона шкворня.

Плечо обкатки (на рисунке А) — это расстояние от линии пересечения центральной плоскости вращения колеса с опорной поверхностью до точки пересечения оси поворота колеса с этой же поверхностью.
Если точка пересечения оси поворота колеса с дорогой лежит с внутренней стороны от плоскости вращения колеса, то плечо обкатки положительное, с наружной — отрицательное.

Смещение оси (SET-BACK) — это угол, образованный линией, перпендикулярной продольной линии симметрии автомобиля и линии, проходящей через (переднюю или заднюю) ось, соединяющую центры колёс.
Например, на передней оси оно возникает при неверной регулировке продольного угла наклона оси колёс (Caster-а).

Смещение оси положительно, когда правое колесо впереди (согласно направлению движения) относительно левого колеса.
Оно отрицательно, когда правое колесо позади (согласно направлению движения) относительно левого колеса.
Смещение заднего моста вы могли наблюдать на «Волгах», машина едет как бы боком (кстати на «Волге» это происходит когда ослабевает одна стремянка и мост одной стороной перемещается по рессоре вперед или назад).

Линия осевого давления (THRUST LINE) — линию осевого давления (направление тяги) можно упрощенно понимать, как перпендикуляр к задней оси. Это несколько упрощённое понятие, так как не принимаются во внимание углы установки самих задних колёс.
Угол осевого давления или угол движения – это угол между осью симметрии автомобиля и направлением тяги.
Направление усилия на заднюю ось, называемое осевой нагрузкой, определяется схождением задних колес.

Линия осевого давления определяется разницей между продольной осью симметрии автомобиля и осевыми нагрузками.
Если угол осевого давления не равен «0», то передние колеса стремятся поворачиваться в одинаковом направлении, как и задние колеса, стремясь выправить траекторию движения автомобиля в прямую линию. Как следствие, кузов будет направляться под углом к направлению движения.

Угол осевой нагрузки отрицателен, когда осевая нагрузка направлена влево к водителю, и положителен – при направлении вправо от водителя.
Угол движения должен быть равен «0» для автомобилей с правильно отрегулированными углами установки задних колёс. Угол движения (более 20') может говорить также о нарушении геометрии кузова.

Клиренс — высота дорожного просвета.            

 Рекомендуется перед посещением сход-развала убедиться, что давление в шинах соответствует норме (на иномарках- табличка на левой двери или стойке), износ протектора на левом и правом колесах примерно одинаков, отсутствует люфт в подшипниках и рулевом управлении, колесные диски не деформированы.

Обслуживание авто. Прайс Сход - развал
Наименование   Отечественные Иномарки седан Джип Кроссовер
Сход-развал (две оси) от - 1400 1400
Сход-развал (одна ось) от 800 800 800
Сход-развал (одна ось) джип, нива от 1000 1000  

5 упражнений для бокового наклона таза

Что такое боковой наклон таза?

Таз - это костная структура, которая располагается поверх ваших ног. Он помогает ходить, бегать и сохранять хорошую осанку.

Таз должен располагаться параллельно вашим плечам и земле. Боковой наклон таза возникает, когда одно бедро выше другого. Это может привести к напряжению одних мышц и ослаблению других.

Массаж помогает расслабить напряженные мышцы, а ежедневные упражнения - укрепить слабые.

Боковой наклон таза может вызвать такие проблемы, как:

Чтобы узнать, неровен ли ваш таз:

  1. Встаньте перед большим зеркалом, расставив ноги на ширине плеч.
  2. Положите пятки рук на переднюю часть тазобедренных костей, также известную как передняя верхняя подвздошная ость.
  3. Возьмите веревку, натянутую обеими руками, или представьте горизонтальную линию между руками.

Линия между вашими руками должна быть параллельна земле, а не наклонена вверх или вниз.Если линия не параллельна, у вас может быть боковой наклон таза.

Если вы не уверены, есть ли у вас боковой наклон таза, или если вы не уверены в себе, пытаясь поставить себе диагноз, вам следует обратиться к сертифицированному физиотерапевту для осмотра.

Вы можете попробовать эти упражнения дома, чтобы исправить боковой наклон таза.

Это упражнение поможет укрепить ягодичные мышцы и улучшить подвижность бедер. Бедро, которое сидит ниже, вероятно, будет иметь более слабые мышцы, что поначалу может затруднить выполнение этого упражнения.

  • Лягте на живот, положив ноги на землю и положив лоб на руки.
  • Поднимите одну ногу, удерживая колени прямыми, а ягодичные мышцы напряженными. Не позволяйте другому бедру отрываться от пола.
  • Задержитесь на 2–5 секунд, а затем опустите ногу.
  • Сделайте 12 повторений.
  • Ножки переключателя.

Не выгибайте спину, поднимая ногу, так как это может вызвать боль в спине. Во время этого упражнения сжимайте мышцы живота, чтобы не выгибаться слишком сильно.

Это упражнение укрепит ваши ягодичные мышцы и улучшит ваше равновесие.

  • Держитесь за стену или спинку стула для равновесия.
  • Держите тело прямо, напрягите мышцы живота и оторвите одну ногу от земли позади себя.
  • Поднимите ногу прямо позади себя как можно выше, не выгибая спину.
  • Опустите ногу до упора пальцем ноги в пол.
  • Сделайте 12 повторений.
  • Поменяйте ноги и повторите.

При выполнении этого упражнения держите позвоночник ровно, используя небольшие контролируемые движения. Не раскачивайте ногу, это может вызвать боли в спине.

Это упражнение поможет выровнять бедра друг с другом.

  • Лягте на спину, упершись ногами в стену.
  • Расположив ногу на той же стороне, что и бедро, которое наклонено к плечу, прижмите ногу к стене.
  • Одновременно надавите рукой на верхнее бедро.
  • Удерживайте 10 секунд, а затем отпустите.
  • Сделайте 12 повторений.

Это упражнение поможет улучшить подвижность бедер и укрепить ягодичные мышцы.

  • Лягте на бок, обе ноги согнуты под углом 90 градусов, нижняя рука поддерживает вашу голову.
  • Перед тем как начать, слегка поверните верхнее бедро к земле, убедившись, что ваш позвоночник расслаблен и устойчив.
  • Поднимите верхнее колено, но ноги держите вместе.
  • Задержитесь на 5 секунд, а затем опустите колено.
  • Сделайте 12 повторений.
  • Стороны переключателя.

Не поворачивайте позвоночник при выполнении этого упражнения. Это может вызвать дополнительное напряжение и боль в спине. Стремитесь к коротким контролируемым движениям.

Вы можете подвести ноги ближе к телу или больше их растянуть. Слегка изменив положение, вы проработаете все мышцы в этой области.

Это упражнение поможет укрепить приводящие мышцы, расположенные на внутренней стороне бедра.

  • Лягте на бок, вытянув обе ноги. Используйте нижнюю руку для поддержки головы.
  • Скрестите верхнюю ногу над нижней, поставив ступню верхней ноги на пол перед коленом нижней ноги.
  • Удерживая нижнюю ногу прямо, поднимите ее как можно выше вверх.
  • Задержитесь 5 секунд, а затем опустите ногу.
  • Сделайте 12 повторений.
  • Стороны переключателя.

Убедитесь, что вы не поворачиваете бедра, поднимая ногу.

Эти упражнения укрепят недостаточно проработанные мышцы. В дополнение к этому вам нужно будет растянуть перегруженные мышцы, чтобы сбалансировать их.

Национальная академия спортивной медицины рекомендует растягивать следующие сверхактивные мышцы, связанные с боковым наклоном таза:

Боковой наклон таза может вызвать боль и дискомфорт, но ежедневные упражнения могут помочь вам решить эту проблему.

Используйте зеркальный тест, чтобы отслеживать свой прогресс. Продолжайте выполнять эти упражнения даже после того, как ваш таз перестроится.Это предотвратит повторное развитие состояния.

.

% PDF-1.2 % 74 0 объект > endobj xref 74 70 0000000016 00000 н. 0000001748 00000 н. 0000002220 00000 н. 0000002430 00000 н. 0000002956 00000 н. 0000003295 00000 н. 0000003825 00000 н. 0000004615 00000 н. 0000005412 00000 н. 0000005685 00000 н. 0000006019 00000 п. 0000006872 00000 н. 0000007057 00000 н. 0000007501 00000 н. 0000007681 00000 н. 0000010299 00000 п. 0000010321 00000 п. 0000012792 00000 п. 0000012814 00000 п. 0000015059 00000 п. 0000015081 00000 п. 0000017180 00000 п. 0000017202 00000 п. 0000019227 00000 п. 0000019249 00000 п. 0000021248 00000 н. 0000024615 00000 п. 0000025217 00000 п. 0000025474 00000 п. 0000025870 00000 п. 0000026266 00000 п. 0000026289 00000 п. 0000028193 00000 п. 0000028597 00000 п. 0000029446 00000 н. 0000029502 00000 п. 0000029804 00000 п. 0000031965 00000 п. 0000032145 00000 п. 0000032483 00000 п. 0000032912 00000 п. 0000032935 00000 п. 0000035297 00000 п. 0000035320 00000 п. 0000037299 00000 п. 0000043317 00000 п. 0000043396 00000 п. 0000043474 00000 п. 0000046840 00000 п. 0000048602 00000 п. 0000049480 00000 п. 0000054672 00000 п. 0000059466 00000 п. 0000060654 00000 п. 0000061367 00000 п. 0000062117 00000 п. 0000063793 00000 п. 0000064543 00000 п. 0000065403 00000 п. 0000066154 00000 п. 0000066996 00000 п. 0000067957 00000 п. 0000068693 00000 п. 0000069619 00000 п. 0000070313 00000 п. 0000070422 00000 п. 0000070545 00000 п. 0000070653 00000 п. 0000001803 00000 н. 0000002198 00000 н. трейлер ] >> startxref 0 %% EOF 75 0 объект > endobj 142 0 объект > ручей Hb``b``f`c`b, ^ ״ W00T.ۯ | ͎ i '1> c? ## h! CS! F # + uO` ؚ QM`yl1 * / n0O1qpJNmnb'β,? ~!

.

Оси полета вертолета - управление вокруг продольной и поперечной осей

Движение вокруг продольной и поперечной осей обрабатывается несущим винтом вертолета. В кабине есть два рычага, управляющих несущим винтом, известные как органы управления общим и циклическим шагом. Рычаг общего шага находится сбоку от кресла пилота, а рычаг циклического шага - впереди сиденья посередине. [Рисунок 3-91] Рисунок 3-91. Органы управления вертолетом.

Когда рычаг управления общим шагом поднимается, угол лопастей всех лопастей ротора равномерно увеличивается, и они создают подъемную силу, которая позволяет вертолету взлетать вертикально. Захват на конце регулятора общего шага - это дроссельная заслонка двигателя, которая поворачивается для увеличения мощности двигателя при поднятии рычага. На многих вертолетах дроссельная заслонка автоматически поворачивается и увеличивает мощность двигателя, когда поднимается общий рычаг. Рычаг общего шага может иметь встроенное регулируемое трение, поэтому пилоту не нужно оказывать на него давление снизу вверх во время полета.

Рисунок 3-82. Полностью шарнирно-сочлененная головка несущего винта.

Рычаг управления циклическим шагом, как и коромысло самолета, можно тянуть назад или толкать вперед, а также перемещать влево и вправо. Когда рычаг циклического шага продвигается вперед, лопасти ротора создают большую подъемную силу, когда они проходят через заднюю половину своего вращения, и меньшую подъемную силу, когда они проходят через переднюю половину. Разница в подъемной силе вызвана изменением угла (шага) лопастей ротора. Штанги изменения шага, которые были замечены ранее на Рисунках 3-82 и 3-83, управляются рычагом циклического шага, и именно они изменяют шаг лопастей ротора.Повышенная подъемная сила в задней части либо приводит к наклону несущего винта вперед, либо к наклону носовой части вертолета вниз, либо к тому и другому одновременно. Конечный результат - вертолет движется в прямом направлении. Если рычаг циклического шага отвести назад, подъем лопастей винта спереди будет больше, и вертолет вернется назад.

Рисунок 3-83. Головка несущего винта Eurocopter 725.

Если рычаг циклического шага перемещается влево или вправо, вертолет будет креном влево или вправо. Чтобы вертолет мог крениться вправо, лопасти несущего винта должны создавать большую подъемную силу, когда они проходят мимо левой стороны вертолета.Как раз наоборот, если вертолет кренится влево. За счет создания большей подъемной силы сзади, чем спереди, и большей подъемной силы слева, чем справа, вертолет может лететь вперед и крениться вправо. На Рис. 3-92 можно увидеть Agusta A-109 в прямом полете и крене вправо. Лопасть ротора сзади и левая обе находятся в поднятом вверх положении, что означает, что они оба испытали состояние, называемое закрылком.

Рисунок 3-92. Справа крен Agusta A-109.

В некоторых вертолетах используется горизонтальный стабилизатор, аналогичный тому, что можно увидеть в самолетах, для обеспечения дополнительной устойчивости вокруг боковой оси. Горизонтальный стабилизатор можно увидеть на Agusta A-109 на Рисунке 3-92.

Летный механик рекомендует

.

Управление автомобилем - документация разработчика библиотеки систем управления Python

Карл Дж. Астром и Ричард М. Мюррей

23 июл 2019

Этот блокнот содержит вычисления для примера работы рулевого управления транспортного средства в системе Feedback Systems .

Комментарии RMM для Карла, 27 июня 2019 г. * Я использую этот ноутбук, чтобы просмотреть все примеры рулевого управления автомобиля и убедиться, что все параметры, условия и максимальные углы поворота согласованы и приемлемы.* Не стесняйтесь присылать мне комментарии к содержанию, а также помеченные заметки в любой удобной форме. * После того, как мы отсортировали все настройки, которые хотим использовать, я скопирую изменения в файлы MATLAB, которые мы используем для создания фигур. в книге. * Эти записи будут удалены из записной книжки, как только мы все закончим.

 импортировать numpy как np импортировать matplotlib.pyplot как plt контроль импорта как ct ct.use_fbs_defaults () ct.use_numpy_matrix (Ложь) 

Динамика рулевого управления автомобиля (Пример 3.11)

Динамика автомобиля задается простой моделью велосипеда. Мы принимаем состояние системы, где положение опорной точки транспортного средства в плоскости и угол наклона транспортного средства относительно горизонтальной. Входной сигнал транспортного средства определяется как где - скорость транспортного средства вперед, а - угол поворота рулевого колеса. В качестве параметров берем колесную базу и вылет между задними колесами и ориентиром. Модель включает насыщение угла поворота автомобиля ( maxsteer ).

  • Состояние системы: x , y , theta
  • Системный вход: В , дельта
  • Системный вывод: x , y
  • Параметры системы: , колесная база , refoffset , maxsteer

При условии отсутствия пробуксовки колес, движение транспортного средства определяется вращением вокруг точки O, которая зависит от угла поворота. Для того, чтобы вычислить угол скорости опорной точки по отношению к оси транспортного средства, то пусть расстояние от центра вращения O к точке контакта заднего колеса быть и его следует из фиг.3.17 в FBS, что и , откуда следует, что.

Разумные пределы угла поворота рулевого колеса зависят от скорости. В нашей модели физический предел составляет 0,5 радиана (около 30 градусов). Однако этот предел редко возможен во время движения автомобиля, поскольку это приведет к скольжению шин по асфальту. Мы используем предел 0,1 рад

.

Внеосевые телескопы и телескопы с наклонным элементом 1

телескоп Ѳ ptics.net ▪ ▪ ▪ ▪▪▪▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ СОДЕРЖАНИЕ

◄ 8.3.1. Пол-Бейкер, плоское поле анастигматические апланаты ▐ 8.4.2. Двухзеркальный ТСТ ►

Осесимметричные отражающие телескопы имеют недостаток в том, что меньшее зеркало находится на пути света, вызывая дополнительный эффект дифракции, ухудшающий качество изображения. Во избежание этого одно или несколько зеркал должны быть наклонены или выполнены как внеосевой сегмент большая система. Наклон зеркала вызывает тяжелую кому и астигматизм, трудно контролировать, за исключением относительно небольших апертур.Внеосевые системы, с другой стороны, лучше контролировать аберрации, но ограничены по размеру в зависимости от сложности производства и / или цены. Следовательно, оба наклонены оптика и
Системы внеосевых секций ограничены относительно небольшими, длиннофокусными системы.

8.4.1. Отражатель Herschelian

В простейшая беспрепятственная отражающая система - так называемая гершелевская отражатель, использованный великим немецким / британским астрономом конец 18 - начало 19 века, сэр Уильям Гершель.Для того, чтобы предотвратить дополнительную потерю света на дополнительной зеркальной поверхности - тогда - очень низкая отражательная способность, Гершель наклонил первичный элемент достаточно, чтобы фокусироваться вне падающего света, с окуляром, установленным на боковой стороне трубы большого размера. Хотя он устраняет эффект центрального препятствия и потери света, наклон зеркала приводит к значительному ухудшению изображения. Возможно, что Гершель частично исправлено наклоном окуляра, но дизайн все еще страдает аберрациями, а также турбулентностью воздуха, вызванной отключением тепла голова наблюдателя, размещенная рядом с траекторией набегающего воздуха.В более свежий вариант, с боковым плоским зеркалом, направленным от плоскости изображения из трубки устраняет эту проблему ( РИС. 132 ), но очень длиннофокусный зеркало по-прежнему требуется, чтобы поддерживать приемлемые аберрации. уровень.

РИСУНОК 132 : Современная версия отражателя Гершеля, с основным наклонена на угол τ , и небольшая отражающая плоскость, расположенная вне пути падающего света направить сходящийся конус в сторону для более удобного окуляра позиция.Чтобы снизить аберрации, вызванные наклоном, первичный очень маленькая относительная апертура.

Маленькие длиннофокусные зеркала можно оставить сферические, поскольку их сферическая аберрация незначительна. Однако, астигматизм центрального поля, вызванный наклоном, и кома по-прежнему могут вызвать неприемлемое изображение ухудшение. Угол наклона зеркала τ приведет к Ошибка астигматизма P-V волнового фронта W a = τ2 D / 8F (из ур.18), а ошибка кома P-V волнового фронта Вт c = τD / 48F2 (из уравнения 12-15.1), оба в их соответствующих дифракционных фокусах. Если ζ - это относительное расстояние в единицах основного фокусного расстояния, на котором Луч, отраженный от центра зеркала, выходит за пределы пути падающего осевого карандаша ( РИС. 85 ), тогда угол наклона τ = 1 / 4ζF в радианах, и их можно записать как:

W a = D / 128 ζ2 F 3 и W c = D / 192 ζ F 3 .(93)

D - диаметр отверстия, а F фокусное отношение. Установка минимального плоского разделения на 1 дюйм между поступающим осевым карандашом и плоской центральной точкой (что дает ~ 1 дюйм используемого диаметра поля), относительное расстояние ζ определяется как ζ = (f-D-4) / (D + 2) F с , D и F - зеркало фокусное расстояние, диаметр (в дюймах) и фокусное отношение соответственно. Для мм ζ = (f-D-100) / (D + 50) F.Между 100 мм / 20 и 150 мм / 25, ζ варьируется от 0,6 до 0,7 соответственно.

Поскольку ζ <1, Ур. 93 указывает, что астигматизм является доминирующим, с Ошибка волнового фронта P-V в 1,5 / ζ раза больше, чем для комы. Чтобы сделать их сопоставимыми, два P-V ошибки нужны должны быть выражены в виде RMS, которые в несколько раз меньше из 24 и 32 на астигматизм и кому соответственно.Тогда необходимое отношение фокусировки зеркала F для любой заданной среднеквадратичной ошибки волнового фронта ω a астигматизма, внесенного в центр поля, определяется по
F = (D / 128
ωaζ 2 24 ) 1/3 .

Для диаметра апертуры D = 100 мм ζ = 0,6 и ωa = λ / 14 (λ = 0,00055 мм), необходимое фокусное отношение F = 22,3. Для этих значений D , ζ и Ф , среднеквадратичная ошибка волнового фронта комы составляет λ / 40.Если предположить, что эти два в основном не связаны, приближение комбинированной среднеквадратичной ошибки волнового фронта из квадратного корня из сумма квадратов ошибок составляет ~ λ / 13,2. Все еще немного ниже 0,80 Стандарт Штреля (λ / 13,4) в центре поля, но он превышает этот уровень в лучшей части поле ( фиг.133 ). Так как угол наклона τ = 1,2, при отклонении от центра 0,2 дюйма направление наклона зеркала, фактический угол наклона карандаша равен 1, уменьшение ошибки волнового фронта астигматизма в 0 раз.7 и кома - пользователем коэффициент 0,83 для комбинированной ошибки ~ λ / 18,5 среднеквадратичного значения волны, и соответствующий 0,89 Штрел.

РИСУНОК 133 : Диаграмма лучевого пятна для 100мм / 22,3 гершелиан с зеркальным наклоном τ = 0,021 радианы (1.2). Круг представляет собой диаметр диска Эйри. В поле аберрируется асимметрично из-за волновых фронтов, приходящих на зеркало от направления наклона, находя его наклоненным под углом меньший угол, чем волновые фронты, идущие от радиально противоположных направление.Аберрация уменьшается при движении от центра поля в направление наклона зеркала (то есть в сторону расположения плоское зеркало). Размер аберрация довольно чувствительна к изменениям в зеркале F-число. Пренебрегая изменением ζ как относительно незначительное по сравнению с изменением числа отношения F, из (93) , в первом приближении волновой фронт ошибка как для комы, так и для астигматизма изменяется обратно пропорционально кубу числа F.Таким образом, На 10% медленнее зеркало аберрации были бы ниже в ~ 0,7 раза. С другой стороны, относительно небольшой выигрыш на 10% при сокращении фокусного расстояния по цене обе аберрации увеличились примерно на треть. Как и с во всех системах с наклонным зеркалом поле изображения также наклонено, хотя с незначительным эффектом из-за очень низкого наклона углы. Аберрации центра поля сопоставимы с эффектом 33% центральная непроходимость.

Ошибка волнового фронта наклонного вогнутое зеркало также может быть выражено через наклон зеркала τ дюймов градусов. Для апертуры D в мм среднеквадратичное значение астигматизма Погрешность волнового фронта в единицах длины волны 550 нм определяется как wa ~ D τ 2 / 71,4F, а для комы - wc ~ D τ / 8.6F2. Для D в дюймах, wa ~ D τ 2 / 2,8F, и wc ~ 3D τ / F2 (выражения слегка округлые, но с точностью до пары процентов).

Телескоп гершельского типа может получить существенно по уровню коррекции, компактности, размеру апертуры и / или относительная диафрагма, если используется какой-либо корректор объектива для минимизации аберрации, вызванные наклоном. Обычный выбор - клиновидная линза или клиновидная линза. мениск, вставленный под углом к ​​оси оптического пути в сходящийся световой конус. Одиночный мениск BK7 с неравными радиусами (R1 = 80 мм, R2 = 88,4 мм, вогнутая к зеркалу, 9.Толщина центра 8 мм, лицевая поверхность при 1450 мм от вершины зеркала, положительный вертикальный осевой децентр 3,8 мм), уменьшает аберрацию в центре поля диаметром 200 мм с наклоном 2,3 / 8 сфера до 0,042 волны RMS. Несмотря на некоторый боковой цвет, он позволяет вполне пригодная для использования свободная апертура, с большей частью ее прочная астигматизм поля компенсируется астигматизмом окуляра. Лучше результаты возможны при более сложных - и сложных - корректирующие линзы.

Вопрос в том, есть ли практическая польза от него? Общим для всех этих компенсирующих линз-корректоров является что у них очень жесткие допуски на расстояние, угол наклона, кривизна поверхности и толщина центра из-за огромной нагрузки компенсаторные аберрации (в основном астигматизм). Это требует очень точный механизм крепления и регулировки, да и то сомнительно, насколько близка к оптимальной может быть такая система объективно поддерживается.

С другой стороны, Зеркало 200 мм / 8 в обычном ньютоновском устройство может работать с центральным препятствием в диапазоне от 0,15 до 0,25 диапазон диаметров апертуры, удовлетворяющий требованиям высококонтрастных от планетарного к более широко освещенному инструменту для дальнего космоса. это особым преимуществом является сравнительно низкая чувствительность к рассогласование, что, вероятно, лучше, чем у оптических данные как таковые указывают.Учитывая это, телескоп с наклонным зеркалом альтернатива в основном для тех, кто находит в ней ценности, отличные от его оптическое качество и практичность использования.

Катадиоптрический гершелиан с полноапертурным корректором Хаутона

Катадиоптрический вариант Гершеляна, который предлагает хорошую общую коррекцию, но делает возможным чтобы использовать значительно более быстрое зеркало, используется простейшая форма корректор Хаугтона с нулевым увеличением: два полноапертурных плано (PCX и PCV) линзы равного радиуса, расположенные почти на расстоянии фокусного расстояния в перед зеркалом.Первоначально это немного измененный дизайн предложенный Д. Шафер (Telescope Making 41, как представлено в " Reflective и катадиоптрические объективы "глава Ллойда Джонса, Университет Аризона). Это полностью сферический 150 мм. / 8 система.

Два наклонных элемента - это задняя линза и зеркало. Исправление аберрации очень хороши на плоском поле, с дифракционным полем диаметр более 1 градуса.Осевой хроматизм легко переходит «истинный» требование апо "; боковой цвет хорошо контролируется, все длины волн, оставшиеся в пределах диска Эйри. Вышеуказанная система не полностью оптимизирован, поэтому почти все аберрации могут быть немного ниже, но не принесет ощутимой практической выгоды.

Чтобы система приблизилась к уровню проектной коррекции, два наклонных элементы должны соответствовать очень жестким допускам в отношении наклона угол.Также все три элемента (диагональная плоскость не является обязательной, и оптически пассивный) должны быть очень хорошо центрированы вокруг оптической оси. В Другими словами, эта система требует качественной механической сборки - оптическая трубка в целом и линзовые и зеркальные ячейки в частности.


◄ 8.3.1. Пол-Бейкер, плоское поле анастигматические апланаты ▐ 8.4.2. Двухзеркальный ТСТ ►

Дом | Комментарии

.

Смотрите также