Рекордный велосипед Фреда Ромпелберга (268 км/ч)

[Bujhm]

Ничё, что я с заду цитирую? Ну чисто по нашему...

Israel, про сопротивление здесь почитайте.
http://www.birota.ru/texts/2005/august/tyres-theory.php

И еще.
http://www.birota.ru/texts/2008/december/aero-aero.php

Думаю так. Никто тут с такими скоростями просто не ездиит. Посему, спор этот бесполезен и ненужен.

[Druon]

А что это за облигчайзинг? Слабо верится в то что вы написали.

Специально для выпускников физмата университета (Израел, неужели в Ваших краях так плохо с академическим образованием?) на пальцах.

Остановимся только на диаметре колеса, раз Вы так настаиваете. И Вы уж извините, я буду оперировать материальными телами, а не линиями на бумажке.

Итак, имеем: мощность константа, колесо имеет массу отличную от нуля. Задача - получить максимальное КПД, целевая функция, это прямолинейное движение всего велосипеда. Другими словами, минимизировать потери с одной стороны и обеспечить надёжность (ну чтобы вел не рассыпался ещё до финиша) с другой.

Для простоты, не в ущерб сути, допустим что вся масса колеса на ободе. Давайте посчитаем какую энергию надо потратить на раскручивание колеса. Посчитать можем двумя путями, через работу и через кинетическую энергию.
Работа равна интегралу призведения силы на путь который проходит элементарный фрагмент обода. И путь этот представляет из себя синусоиду и он тем больше, чем больше диаметр колеса. Ну и соответственно требуемая мощность равна работе делённой на время.
Кинетическая энергия равна интегралу произведения массы элементарного фрагмента на его скорость в квадрате пополам.
И чем скорость выше, тем требуемая мощность только на раскрутку колеса бедет расти, причём нелинейно (кпд уменьшается) . эмвэ хоть и пополам, но вэ в квадрате.

Не сложно представить ситуацию, когда увеличивая диаметр колеса и соответственно его массу Вы вдруг обнаружите что не в состоянии с вашим моторчиком сдвинуть его за разумное время даже на 1 мм и даже при полном отсутствии сопротивления качению.


Этот аппарат сплошные компромисы МНОГИХ факторов ИХМО.

[Israel]

Ув. Druon. Вы хоть сами сбя поняли? КПД что такое в вашей задаче? отношение чего к чему?
Для начала сформулируйте задачцу а потом предлагайте решение.

И тогда поймете что время для разгона колеса до некоторой линейной скорости прямо пропорционально массе колеса.

А главное что и время для остановки колеса то же самое. То есть дольше разгоням колесо – дольше тормозится под действием силы трения. И резутьтат один равен нулю. Но сила трения у большего колеса меньше. Поэтому останавливаться больше колесо будет дольше чем разгоняться.


Насчет в восемь раз большей массы.

Вы никогда не замечали что у больших колес толщина и ширина обода такая же, а чаще меньше чем у меньших колес?
Насколько я помню у Украины толщина меньше чем у маленькой Камы например.

Я не знаю почему так и как расчитывается упругость и прочность колеса, но думаю что это объясняется тем что чем больше длина окружности тем меньшую нагрузку испытывает каждая точка этой окружности. На сгибаемость обода под нагрузкой массы велосипедиста влияет не упругость обода а упругость спиц.

[zdokuru]

При большем диаметре колеса все сопутствующие негативные факторы больших скоростей увеличиваются

Это кто сказал? Откуда инфа? А я считаю что меньшается. Уменьшается частота вращения и соответственно сопротивление во втулке.
И какие это негативные факторы больших скоростей? И почему это они увеличиваются с увеличением размера?

А сопротивление качению в этом случае не главный фактор

Не не главный а Г Л А В Н Ы Й. Хотя бы потому что других просто нет.

Какой там у нас выигрыш на диаметре по мощности? Сколько это в процентах от затрачиваемой мощности на скорости 40км/ч?

[Druon]

КПД что такое в вашей задаче? отношение чего к чему?

Вы спрашивали, мы отвечаем.

КПД - коофициент полезного действия системы педалирующий-педалируемое.
Полезное действие в данном случае - всё что направлено на прямолинейное движение системы педалирующий-педалируемое.
Бесполезное действие - всё что требует затрат энергии, которая не конвертируется в полезное действие.
КПД, это отношение количества энергии доставшейся полезному действию к полной затрченной, в данном случае она равна полной произведённой педалирующим энергии за единицу времени.

Энергия которую мы потратили на раскручивание колеса не сконвертируется в полезное действие, она там в колесе "скованная" и останется и вернётся к нам, как вы правильно написали, только когда мы будем останавливаться. Т.е. мы смело можем отнести это к разряду бесполезных действий снижающих КПД.
С ростом скорости в каждую последуюшую единицу времени доля энергии затрачиваемой на бесполезное действие будет увеличиваться, а КПД уменьшаться.
При увеличении массы колеса доля энергии затрачиваемой на бесполезное действие будет больше чем при более легком колесе.

Израел,
как расплачиваться за обучение будете, наличными или безналичными? У меня формы оплаты гибкие, но предупреждаю, тарифы не детские. Кроме того, они дифферецированы, чем глупее вопрос, тем дороже ответ. Ваши вопросы по 10-и бальной шкале глупости между 8 и 9, так что не отчаивайтесь, Вам есть куда расти.

Спрашивайте, мы ответим.

NB! Бесплатный бонус!
На этом принципе построена работа маховиков. Сначала мы туда закачиваем энергию, маховик для нас её сохраняет, а потом мы её забираем, когда она нам понадобилась.

[Israel]

Какой там у нас выигрыш на диаметре по мощности? Сколько это в процентах от затрачиваемой мощности на скорости 40км/ч?

Выигрыш зависит от диаметра. Без учета сопротивления воздуха пропорционален разнице диаметра.
Но сопротивление воздуха играет роль на больших скоростях, как правило дсигамых на шоссейных гонках.
В данной теме я затронул этот вопрос потому что этот рекодный заезд осуществлялся в воздшном куполе который двигался со скоростью велосипеда. В данном случае сопротивление воздуха было вызвано лишь у спиц переднего колеса потому что воздух разумеется не вращался в районе колеса. Так что мне не понятно почему он не поставил и на перед сплошное колесо на такой огромной скорости.

Но после вашего вопроса я решил покопаться в инете и посмотреть какой процент составляет сопротивление воздуха. Я офигел! На скорости 40 я не нашел а вот при 30 кмч воздух берет 80% мощности! http://engine.aviaport.ru/issues/39/page22.html

Я думал наоборот – 20%.
Короче гововря. На скорости 30 кмч сопротивление качения колес и втулок составляет 20%, и конечная скорость изменяется в пять раз меньше изменения диаметра.

То есть если диаметр на 10% больше то сопротивленияе качения при скорости 30 кмч максимум на 2% меньше. Но если еще и учесть сопротивление трения втулок и цепи то и того меньше.

Вывод - размер колес играет большую роль на малых скоростях – то есть в гонках по бездорожью и в прогулочных велосипедах.

[Эфиоп]

Вывод - размер колес играет большую роль на малых скоростях – то есть в гонках по бездорожью и в прогулочных велосипедах.

Машиах яво!

[Israel]

Теперь рекорд скорости в воздушном куполе не кажется таким уж фантастическим.
Если на 30 сопротивление колес сотсавляет пятую часть от общего сопротивления то без воздуха велосипедист ехал бы 150 кмч с теми же усилиями что в воздухе 30 кмч.
А любой средний велосипедист может короткое время ехать 50 кмч, а при энтой скорости сопротивление качения составляет не пятую часть а меньше - вот вам уже до 268 рукой подать.

[Эфиоп]

А любой средний велосипедист может короткое время ехать 50 кмч, а при энтой скорости сопротивление качения составляет не пятую часть а меньше - вот вам уже до 268 рукой подать.

Ой, ше яво,
Ой, ше яво,
Ой, ше яво!
Машиах, Машиах, Машиах,
Ай я яяй

[Bujhm]

Вывод - размер колес играет большую роль на малых скоростях – то есть в гонках по бездорожью и в прогулочных велосипедах.

В гонках по бездорожью скорости тоже не деццкие могут быть! И на бездорожье куда важнее манёвренность и прочность колеса. Так что остаёцца только один вариант - прогулочный лисапед...

[Israel]

Ой, ше яво,
Ой, ше яво,
Ой, ше яво!
Машиах, Машиах, Машиах,
Ай я яяй

это отдельная тема в отдельном разделе viewtopic.php?f=28&t=3414

[zdokuru]

Вывод - размер колес играет большую роль на малых скоростях – то есть в гонках по бездорожью и в прогулочных велосипедах.

А если вспомнить, что в гонках по бездорожью большое значение имеют динамика разгона/торможения и маневренность, то остаются только прогулочные велосипеды. Как уже и было сказано выше.

[Tilbert]

Как скачет мысль автора.. А как же шоссейные велосипеды с большим диаметром колеса 28"... Они наверное специально замедлены чтобы быстрее не ехать...

[Israel]

Они наверное специально замедлены чтобы быстрее не ехать...

Это ще почему? Я разве писал что большие колеса медленнее едут?