Ângulo do nosewheel da constelação

O @JohnK fornece uma excelente explicação para castor - o deslocamento horizontal entre o eixo da direção e o ponto de contato do pneu.

Mas talvez a pergunta seja sobre curvatura. Esse é o ângulo entre o eixo vertical do pneu e a direção vertical em relação ao solo. O ângulo de curvatura nas rodas do nariz do Connie é chamado de curvatura positiva, e um caso extremo pode ser encontrado nos tratores da época. Curiosamente, é uma característica distinta apenas dos tratores dos EUA, como os tratores John Deere (à esquerda) e Farmall (à direita) abaixo (foto fonte).

O motivo é uma direção mais fácil em terrenos acidentados. Como um quadro de discussão do trator explica:

I have read that positive camber is intended to align the kingpin axis with the center of the tire contact patch. Supposedly this reduces the force required to steer the axle. If that theory is true, then changing the height of the tires would change the intersection point of the camber angle and the kingpin angle; it's improbable that swapping between, say, the correct R4 tires and the correct R1 tires for your tractor would make significant differences.

However, I am not convinced by the theory that the positive camber is there for steering ease. Here is why: I think it would be easier to roll a tire around in a circle than it would be to simply twist it, especially if one considers the tire will be pushing dirt out of the way as it twists.

I think the reason for the positive camber is to attenuate the camber thrust that can occur when the tires encounter uneven terrain. This would tend to help the tractor track straighter, and require less steering input to maintain a straight course. That characteristic, along with the caster geometry, should make the tractor track straight naturally, rather than tending to turn more when either a steering input is made or some uneven terrain is encountered.

O autor deste post tem sua própria teoria; no entanto, o argumento de sua primeira frase realmente tem mérito: como a direção em automóveis e tratores europeus é mais fácil quando o eixo da direção passa pelo ponto de contato do pneu com o solo, a inclinação positiva é uma tentativa de reduzir o raio do rolamento da direção. dos pneus duplos, o que de fato deve facilitar a direção.

A inclinação do eixo de direção reduz o raio do rolo nos carros (foto fonte); como a inclinação do eixo lateral não podia ser usada em engrenagens ou tratores de nariz, ambos recorriam à curvatura dos pneus.

É basicamente pela mesma razão que os garfos de motocicleta são inclinados ou varridos.

Para uma engrenagem de nariz, você tem duas opções para dar ao conjunto da roda uma tendência natural de auto-alinhamento ou caster.

Você pode fazê-lo funcionar como um rodízio de carrinho de compras, como o desenho à direita, com um suporte vertical e a roda em um garfo de pernas dobradas, de modo que o ponto de contato B da roda fique atrás do ponto A. do eixo de direção ou de rotação. os aviões fazem isso dessa maneira e têm a vantagem de um padrão de contato plano a toda a volta, bem como a capacidade de rodar graus 360 quando a tesoura é desconectada. Mas é mais pesado.

Se você deseja endireitar o suporte sem a dogleg, que é um pouco mais leve, faça como o esboço à esquerda e incline o eixo de articulação do suporte para que o eixo de interceptação cruze o solo à frente do eixo da roda (chamado o ângulo do lançador ou do rake - a distância entre A e B é chamada de "trilha"). Como um garfo de motocicleta ou a suspensão dianteira de um carro. Isso dá uma tendência natural ao caster, e é por isso que você pode tirar as mãos do guidão de uma motocicleta e ela não se afasta.

Ajuntar o suporte é quase a configuração universal em aviões leves de roda de pneu único, mas não funciona muito bem para girar com rodas duplas, porque se levanta do chão quando gira, colocando muita pressão no eixo e desgastando os pneus desigualmente, mas isso é significativo apenas ao fazer curvas bastante acentuadas, para que você possa se safar porque as coisas estão se movendo lentamente. Por outro lado, pneus duplos também aprimoram a estabilidade de rolagem, porque ambos querem permanecer plantados pela gravidade e a única maneira é reta - fácil de imaginar se você aumenta mentalmente o ancinho para graus 90 -, portanto, você precisa de menos ancinho de direção caso contrário, pode ser necessário com um único pneu.

Tenho que dar crédito a MikeY, Quiet Flyer e John K por me ajudarem a obter este, juntamente com algumas leituras sobre o design do ancinho do helicóptero.

Quando um ancinho para a frente é "virado", ele rola e gira, resultando em um pneu ligeiramente inclinado enquanto está girando. É por isso que os pneus Constellation são inclinados alguns graus. O pneu externo pode erguer-se completamente do chão quando rola para cima quando o conjunto da roda é girado.

Por que um garfo ajuntado? Sabemos que um disco giratório tem estabilidade e resistirá a ser retirado de seu plano de rotação. Como um garfo com inclinação rola a roda para o lado, a montagem só pode ser girada com esforço contra a roda giratória. Essa estabilidade seria muito importante para um longo nariz, como o encontrado na Constelação. Qualquer oscilação seria desastrosa.

Se o A320 se beneficiaria de rodas angulares, se o ancinho ou o comprimento do suporte não são tão grandes quanto a Constelação, provavelmente não tanto. Mas com a Constellation, espera-se que o pneu interno aguente a curva.