Gyrowerking

[parcham]

Normaliter valt een tweewielig voertuig om bij stilstand.

Onlangs zijn de resultaten van fundamenteel onderzoek naar de stabiliteit van een fiets opnieuw in de publiciteit gekomen door het onderzoek van de heer Schwab en Jodi Kooijman van de TU Delft waar de laatste op dit onderzoek is gepromoveerd.

Nu blijkt uit dit onderzoek dat een fiets stabiel wordt vanaf een snelheid van ongeveer 14 km/uur. Dit is terug te voeren op drie aspecten. De naloop, de gyrowerking van de wielen en de bewegende massa van de fiets. ( wet tot behoud van energie die verstoord wordt door een wijziging van de richting van de bewegende massa? }

Vanaf 1865 tot recent is altijd gedacht dat de gyrowerking van de wielen en de naloop de bepalende factoren waren voor de stabiliteit van de fiets. Dat blijkt dus niet uitsluitend het geval te zijn. Ook de massa van de fiets speelt een essentiële rol in de stabiliteit.

Maar als die fiets nu stilstaat? Gyrowerking van de wielen is niet aanwezig en zowel naloop als massa van de fiets spelen geen rol, immers de massa beweegt niet.

Nu mijn vraag. Als de fiets bij stilstand wordt voorzien van een ( werkende) gyrostaat/scoop , dan lijkt mij, althans in theorie, dat de fiets niet omvalt vanwege de wet tot behoud van het impulsmoment van de gyro.

En als dat dan inderdaad blijkt te kloppen, hoe bereken je dan vervolgens de grootte van de gyrostaat/scoop , dus de massa en daarmee de waarde van het impulsmoment benodigd om de fiets niet te laten omvallen?

[Celtic]

Dit is afhankelijk van de energie in de gyro.

Deze is 1/2 x I x w^2 met I massatraagheids

moment en w de hoeksnelheid.

[Schonedal]

Normaliter valt een tweewielig voertuig om bij stilstand.

Onlangs zijn de resultaten van fundamenteel onderzoek naar de stabiliteit van een fiets opnieuw in de publiciteit gekomen door het onderzoek van de heer Schwab en Jodi Kooijman van de TU Delft waar de laatste op dit onderzoek is gepromoveerd.

Nu blijkt uit dit onderzoek dat een fiets stabiel wordt vanaf een snelheid van ongeveer 14 km/uur. Dit is terug te voeren op drie aspecten. De naloop, de gyrowerking van de wielen en de bewegende massa van de fiets. ( wet tot behoud van energie die verstoord wordt door een wijziging van de richting van de bewegende massa? }

Vanaf 1865 tot recent is altijd gedacht dat de gyrowerking van de wielen en de naloop de bepalende factoren waren voor de stabiliteit van de fiets. Dat blijkt dus niet uitsluitend het geval te zijn. Ook de massa van de fiets speelt een essentiële rol in de stabiliteit.

Maar als die fiets nu stilstaat? Gyrowerking van de wielen is niet aanwezig en zowel naloop als massa van de fiets spelen geen rol, immers de massa beweegt niet.

Nu mijn vraag. Als de fiets bij stilstand wordt voorzien van een ( werkende) gyrostaat/scoop , dan lijkt mij, althans in theorie, dat de fiets niet omvalt vanwege de wet tot behoud van het impulsmoment van de gyro.

En als dat dan inderdaad blijkt te kloppen, hoe bereken je dan vervolgens de grootte van de gyrostaat/scoop , dus de massa en daarmee de waarde van het impulsmoment benodigd om de fiets niet te laten omvallen?

Aan één kant lijkt het mij dat gyrowerking van de wielen helpt bij de stabiliteit van de fiets.

Dus maak de wielen zo zwaar mogelijk, hoe zwaarder hoe stabieler zou ik zeggen, maar dan komt de vraag: hoe kom je de bocht door?

De gyrowerking bemoeilijkt dan ook het uit het vlak draaien van het draaiende wiel.

Nu moet mij van het hart dat ik de werking van de gyroskoop slecht begrijp, is daarvan uitleg beschikbaar?

[klazon]

Vanaf 1865 tot recent is altijd gedacht dat de gyrowerking van de wielen en de naloop de bepalende factoren waren voor de stabiliteit van de fiets.

Wie dacht dat? Ik in ieder geval niet. Volgens mij is de gyrowerking van de wielen verwaarloosbaar, en die moet ook laag zijn om de fiets bestuurbaar te houden.

Ik ben nog steeds van mening dat fietsen een kwestie is van gecontroleerd vallen. Als de fiets naar rechts dreigt te vallen stuur je naar rechts, dreigt hij naar links te vallen dan stuur je naar links om de val te verhinderen. Kijk maar naar het spoor dat de wielen achterlaten, dat slingert altijd. Het is met een fiets niet mogelijk om een strakke rechte lijn te volgen.

[Jan van de Velde]

Nu moet mij van het hart dat ik de werking van de gyroskoop slecht begrijp, is daarvan uitleg beschikbaar?

http://nl.wikipedia.org/wiki/Wet_van_behoud_van_impulsmoment

[parcham]

Dit is afhankelijk van de energie in de gyro.

Deze is 1/2 x I x w^2 met I massatraagheids

moment en w de hoeksnelheid.

Dit is een interessante link. Het handelt over het TU onderzoek.

http://www.tudelft.nl/live/pagina.jsp?id=6...37-ce54846a1091

Ik stel deze vraag in relatie met een idee van mij om een motorfiets achter een auto te transporteren met beide wielen op de grond. Ik heb daarvoor ook een constructie gemaakt en daarmee gereden. Daarbij is de vooras van de motorfiets "gevangen"in een vork die aan de trekhaak is gekoppeld met een cardanische ophanging die bepaalde bewegingen toelaat. Het resultaat was dat de motorfiets begon te pendelen waarna ik er mee gestopt ben omdat de pendelbewegingen zo hevig werden dat de zaak mogelijk zou kunnen afbreken. Ik heb onlangs met de promotor, de heer Schwab, van het onderzoek "de stabiliteit van een fiets " ( zie eerdere link ) gesproken en hij heeft mij duidelijk gemaakt dat mijn opzet al niet deugde. Het voorwiel moet niet gedwongen worden zoals in mijn constructie, maar moet daarentegen vrij kunnen bewegen. Getrokken moet de motorfiets dus vanaf een punt aan het frame en het frame moet vrij kunnen bewegen. Probleem is dan dat de motorfiets eerst stabiel wordt vanaf een verwachte snelheid van +/- 14 km/uur. Dit is althans de snelheid waarbij een fiets niet meer omvalt. Nu bedacht ik mij dat ik die motorfiets bij stilstand dus rechter over eind moet houden door middel van een giro op de motorfiets die vanaf +/- 14 km/ uur uitschakelt omdat vanaf die snelheid dan naloop, de eigen girowerking van de wielen en de voortbewegende massa van de motorfiets voor de stabiliteit zorgen.

Nu heb ik misschien wel mooie ideeën, maar een reuze handicap is dat ik met mijn opleiding als Arabist weinig kennis heb van dynamica en kinetische wetten.

Het is daarom dat ik Celtic wil vragen om op zijn formule enige toelichting te geven, zodat een "domme alfa " het ook kan volgen. Misschien wil Celtic wellicht zijn opvattingen geven over mijn idee om de motorfiets bij stilstand recht overeind te houden .

Ik zou een foto kunnen plaatsen van de constructie waarmee ik geëxperimenteerd heb, alleen meen ik niet dat het forum daarvoor mogelijkheden biedt

[parcham]

Wie dacht dat? Ik in ieder geval niet. Volgens mij is de gyrowerking van de wielen verwaarloosbaar, en die moet ook laag zijn om de fiets bestuurbaar te houden.

Ik ben nog steeds van mening dat fietsen een kwestie is van gecontroleerd vallen. Als de fiets naar rechts dreigt te vallen stuur je naar rechts, dreigt hij naar links te vallen dan stuur je naar links om de val te verhinderen. Kijk maar naar het spoor dat de wielen achterlaten, dat slingert altijd. Het is met een fiets niet mogelijk om een strakke rechte lijn te volgen.

Klazon. Neem svp even kennis van dit citaat

"'In de Science-publicatie tonen we nu ook experimenteel aan dat onze inzichten hierover kloppen.' Schwab ontwierp en bouwde samen met promovendus ir. Jodi Kooijman een fiets waarmee experimenteel was aan te tonen dat gyroscopische effecten en naloop niet noodzakelijk zijn om een fiets, boven een bepaalde snelheid, uit zichzelf stabiel te houden. Dit werd de zogenoemde Two Mass Skate bicycle. Deze heeft kleine plus tegengesteld draaiende wielen, dus geen noemenswaardig gyroscopisch effect, en een kleine negatieve naloop, een voorloop dus. En toch blijft ook deze fiets stabiel."

zoals dat verwoord is in de link

http://www.tudelft.nl/live/pagina.jsp?id=6...37-ce54846a1091

en waaruit blijkt dat men vanaf 1865 onvoldoende zicht heeft gehad op alle parameters die een functie hebben in de stabiliteit van een tweewielig voertuig. Het onderzoek van Schwab en Kooijman is absoluut baanbrekend!

[shimmy]

Leuk idee om iets te verzinnen om je motor te verslepen. Ik snap alleen niet zo goed wat het van doen heeft met je openingspost en dus die hele studie van stabiliteit door gyroscopische effecten.

Het resultaat was dat de motorfiets begon te pendelen waarna ik er mee gestopt ben omdat de pendelbewegingen zo hevig werden dat de zaak mogelijk zou kunnen afbreken.

Dit klinkt mij dan als shimmy in de oren (denk aan het wieltje van een boodschappen karretje dat snel begint te oscilleren als je de kar duwt) en dat staat in principe los van het gyroscopische effect. Als je last hebt van shimmy zul je op 1 of andere manier een demper moeten verzinnen. Daar zijn vast hele mooie dingen voor te verzinnen met veren bijvoorbeeld, maar het kan ook al te beinvloeden zijn door de bandendruk te veranderen of het zwaartepunt te verplaatsen.

[parcham]

Het pendelen betrof geen shimmie van het voorwiel maar deed zich voor met de motorfiets zelf. De hele motorfiets schudde van links naar rechts ( uitslag tot 0.5 mtr op stuurhoogte ) tijdens het slepen achter de auto ( snelheid 40 km )

Een demper zal de oplossing niet geven omdat mijn constructie, zoals Schwab mij in het onlangse telefoongesprek aangaf, niet de wetten volgt die gelden voor het stabiel zijn van een voortbewegende fiets/ tweewielig voertuig, maar wellicht zelfs de wetten die zorgen voor deze stabiliteit, dwarsboomt.

Het is vandaar dat ik tot de conclusie ben gekomen dat de motorfiets geduwd moet worden of getrokken aan een punt van het frame. Dit punt kan een kogelverbinding zijn dat alle vrije bewegingen toelaat. Dat zal ook functioneren, echter pas vanaf een snelheid van minimaal 14 km/uur.

Ik zit dus met het probleem hoe die motorfiets rechter overeind te houden bij stilstand en tot een snelheid van+/- 14 km/uur. Ik kwam daarom op het idee een giro te gebruiken die bovenop de motor gemonteerd wordt en die in werking is tot +/- 14 km/uur

[shimmy]

Het pendelen betrof geen shimmie van het voorwiel maar deed zich voor met de motorfiets zelf.

Ik doelde ook niet op shimmy in het voorwiel, maar juist van de achterbrug/wiel. In een normale rijsituatie is dat niet mogelijk, maar hier wel aangezien je de motor aan de voorvork sleept.

Maar ik begrijp nu:

e hele motorfiets schudde van links naar rechts ( uitslag tot 0.5 mtr op stuurhoogte )

dat de fiets niet oscilleert om de stuuras, maar alleen van links naar rechts heen en weer helt, dan is het dus inderdaad geen shimmy.

Ik kwam daarom op het idee een giro te gebruiken die bovenop de motor gemonteerd wordt en die in werking is tot +/- 14 km/uur

Wordt de constructie dan niet nodeloos ingewikkeld gemaakt. Er vanuit gaande dat je slechts je motor wilt kunnen verslepen achter een auto zou het dan makkelijker worden om gewoon je voorwiel in een vork te leggen en te slepen met slechts je achterwiel op het asfalt, dan ben je van alle ellende af. Maar, misschien wil je met een bepaalde reden beide wielen op de grond houden.

Waar zit nu de bevestiging van de trekstang? Bovenop het stuur of lager?

Ik zou een foto kunnen plaatsen van de constructie waarmee ik geëxperimenteerd heb, alleen meen ik niet dat het forum daarvoor mogelijkheden biedt

Toch wel, ik ben benieuwd. Zie oa hier voor uitleg.

[parcham]

Ik heb daar natuurlijk ook al over nagedacht. Maar het gaat niet.

Het zou inderdaad het eenvoudigst zijn om die motorfiets met het voorwiel op de trekhaak te hangen. Daar is constructief best iets op te verzinnen. Alleen een probleem dat het ook tegelijkertijd onmogelijk maakt.

Er van uitgaand dat een beetje wegmotor al gauw 200 kg weegt en dat voor het gemak de gewichtsverdeling op beide wielen gelijk is, kom je op 100 kg die op het voorwiel rusten .

Aangezien je al een heel knappe auto moet hebben, denk bijvoorbeeld aan een SUV, die meer dan 50 kg op de trekhaak mag dragen, zal het wiel op de trekhaak laten rusten in de praktijk niet gaan. Ook omdat het gewicht van het voorwiel niet op de achteras van de auto is gecentreerd. De trekhaak met voorwiel zal dus als een effectieve hefboom werken en ( in het ergste geval ) de voorwielen van de auto in de lucht laten zweven.

Het voorwiel van de motor was bij mijn proef "gevangen "in een vork waar de as van het motorfiets voorwiel doorheen stak.

Ik ben er met de mogelijkheden voor een afbeelding nog niet helemaal uit, maar ben er mee bezig en zal plaatsen zodra ik de methode doorheb.

[parcham]

[attachment=8305:Kopie_va...2_014122.JPG]

[parcham]

overzichtsfoto [attachment=8307:Kopie_va...2_014110.JPG]

[parcham]

Wie dacht dat? Ik in ieder geval niet. Volgens mij is de gyrowerking van de wielen verwaarloosbaar, en die moet ook laag zijn om de fiets bestuurbaar te houden.

Ik ben nog steeds van mening dat fietsen een kwestie is van gecontroleerd vallen. Als de fiets naar rechts dreigt te vallen stuur je naar rechts, dreigt hij naar links te vallen dan stuur je naar links om de val te verhinderen. Kijk maar naar het spoor dat de wielen achterlaten, dat slingert altijd. Het is met een fiets niet mogelijk om een strakke rechte lijn te volgen.

De gyrowerking is een factor, maar speelt inderdaad geen doorslaggevende rol. Dat heeft het onderzoek van Schwab ook aangetoond. De naloop is ook een heel belangrijk element in de besturing. Maar ook deze is niet allesbepalend in de stabiliteit. Ook dat is bewezen door Schwab c.s., Wanneer die te groot is, kun je eigenlijk alleen maar recht door zoals bij een "Easy Rider motorfiets"met enorme naloop. Maar bestuurbaarheid en stabiliteit zijn twee verschillende dingen.

Maar hoe verklaar je dan de stabiliteit van het gebruikte tweewielige voertuigje in de proeven van Schwab en Kooijman? Die berust voor het belangrijkste deel op de stabiliteit van de bewegende massa vanaf een snelheid vanaf 14 km/uur