Гироскоп и колесо машины .

[darcest]

Долго колебался между этим разделом и "помогите решить",но решил опубликовать сюда, т. к. это все же не школьная задача от учителя.
В общем я интереса ради пишу физический движок для 3D игр, и вот пришло время сделать колесо машины, где столкнулся с принципиальной проблемой.
при повороте колеса,на него действует сила, создающая момент(почти как в настоящем колесе). Далее полученный момент суммирую с уже имеющимся моментом вращения колеса,и естественно, вместо привычного выруливания колеса, получаю движение сродное гироскопическому(не классическую прецессию, т. к. сила направлено в другом направлении).

В общем сам вопрос, где я ошибаюсь, и почему такого не происходит с реальным колесом, оно же по идеи действительно является гироскопом, как мне исправить ситуацию,чтоб колесо правильно поворачивала ?



P. S. не знаю важно ли это,но в моей модели время дискретно,то ест любая сила остается постоянной на промежутках около 3 миллисекунд. Не совсем физично, но что поделаешь.
Заранее спасибо за помощь.

[Pphantom]

Тема перемещена из форума «Дискуссионные темы (Ф)» в форум «Помогите решить / разобраться (Ф)»
Причина переноса: тем не менее это сюда.

[amon]

IMHO, дело в том, что колесо автомобиля поворачивается вокруг жестко закрепленной оси (шаровых опор колеса), и все, что удается сделать гироскопическим силам - это раздолбать эти опоры через некоторое время.

[Munin]

Насчёт реального колеса: полезно быть в курсе, что оно поворачивается не вокруг строго вертикальной оси, а вокруг наклонной и сдвинутой, как рулевое колесо велосипеда или переднее колесо самолёта.

Да, гироскопический эффект имеет место, а куда от него денешься? Но он мал по сравнению с весом автомобиля и крутящим моментом двигателя. Кроме того, не надо забывать, что сейчас во всех легковых автомобилях стоят гидроусилители руля.

[darcest]

Я понимаю что колесо вращается вокруг жесткой оси,но что происходит на уровне сил, как мне в движке раздать силы так,чтоб колесо повернуло куда нужно. Просто давать огромную силу при повороте колеса -тоже не помогло. складываются 2 момента вращения. если они ровні по модулю,то конечная ось вращения будет под 45 гр. к земле-явно не то что надо,а если момент,что поворачивает колесо на порядок больше чем момент обычного вращения колеса,то его закручивает со страшной силой,хотя и вокруг нужной оси.

Как силы то раздать.


Ну или, если уже делать костылем,и "насильно" поворачивать ось вращения колеса,не меняя ее модуль, на сколько это будет не физично? То есть допустим машину подняли над землей раскрутили колесо до угловой скорости W и начали крутить руль (колесо без мотора!), сильно ли из-за поворота рулем измениться угловая скорость ?

[amon]

darcest в сообщении #1056013 писал(а):

Как силы то раздать.

Если на принцип идти, то надо учитывать силы реакции в опорах колеса (не зря они шаровые, а не цилиндрические). Если не ходить, то наложить связь "колесо вращается вокруг фиксированной оси" (голономную, если не ошибаюсь) и не мучатся.

[Geen]

amon в сообщении #1056017 писал(а):

darcest в сообщении #1056013 писал(а):

Как силы то раздать.

Если на принцип идти, то надо учитывать силы реакции в опорах колеса (не зря они шаровые, а не цилиндрические). Если не ходить, то наложить связь "колесо вращается вокруг фиксированной оси" (голономную, если не ошибаюсь) и не мучатся.

А если машина "в прыжке"?

[amon]

Geen в сообщении #1056055 писал(а):

А если машина "в прыжке"?

А какая разница? Ось-то вращения к машине пришпандорена.

[Theoristos]

darcest в сообщении #1056013 писал(а):

Я понимаю что колесо вращается вокруг жесткой оси,но что происходит на уровне сил, как мне в движке раздать силы так,чтоб колесо повернуло куда нужно.

Момент к свободному колесу? А зачем?
Как по мне - оверкилл. Какой тонкий эффект требует насколько общего рассмотрения динамики вращения колеса?

darcest в сообщении #1056013 писал(а):

Просто давать огромную силу при повороте колеса -тоже не помогло. складываются 2 момента вращения. если они ровні по модулю,то конечная ось вращения будет под 45 гр. к земле-явно не то что надо

В принципе, есть уравнения Эйлера. Моменты можно подобрать так, чтоб $d\Omega_i/dt$ были такими как хочется.
Но как по мне - оверкилл.

[Geen]

amon в сообщении #1056061 писал(а):

Geen в сообщении #1056055 писал(а):

А если машина "в прыжке"?

А какая разница? Ось-то вращения к машине пришпандорена.

Так а с машиной что будет?

[amon]

Geen в сообщении #1056129 писал(а):

Так а с машиной что будет?

Если рулем не крутить, и на газ не давить/отпускать, то ничего, а так повернется чутка.

[Geen]

amon в сообщении #1056134 писал(а):

Geen в сообщении #1056129 писал(а):

Так а с машиной что будет?

Если рулем не крутить, и на газ не давить/отпускать, то ничего, а так повернется чутка.

[Theoristos]

ps: во многих мех. пакетах есть, конечно, отдельные элементы "колесо-дорожное полотно". Но там обычно внимание уделяется другим тонкостям типа пятна контакта и упругости шины. Можно попробовать скачать демку с euler.ru, не помню есть ли "шина" в демо-версии.

[Xey]

darcest в сообщении #1055971 писал(а):

В общем сам вопрос, где я ошибаюсь, и почему такого не происходит с реальным колесом,

Есть ссылка, в которой на примере гантели поясняется суть прецессии . Может будет полезно.

Xey в сообщении #916124 писал(а):

Например это приведено здесь http://aviaciaportal.ru/ajerodinamiches ... ercionnye/