Maximaler Winkel für Autobahn-Spurwechsel

Ich bereite mich darauf vor, einen Strafzettel von einer Radarkamera zu bekämpfen. Es gibt noch viel mehr zu dieser Geschichte, aber die Informationen, die ich jetzt brauche, beziehen sich auf den Winkel, in dem ein Auto die Spur wechseln kann, in Bezug auf den Fahrzeugwinkel relativ zur Richtung des Verkehrsflusses. Ich habe einen 2009er VW Golf Kombi (das ist der Jetta Sportwagen in den USA). In meinem Fall ist die relevante Geschwindigkeit 90 km/h, aber ich bin auch daran interessiert zu lernen, wie man dies für jede Geschwindigkeit berechnet.

Zum Beispiel glaube ich, dass mein Fahrzeug eine Lenkübersetzung von ungefähr 16:1 hat. Wenn ich also das Rad um 16 Grad drehe, würde ich nur um 1 Grad von meiner ursprünglichen Fahrspur abweichen. Das würde mich irgendwann auf die andere Spur bringen, aber es wird wahrscheinlich ziemlich gemächlich sein. Wenn ich andererseits zu schnell lenkte, würde ich wahrscheinlich die Bodenhaftung verlieren.

Ich weiß, dass das tatsächliche Maximum von vielen Faktoren abhängt (Reifen, Wetter usw.). Meine Frage ist also, welche Art von Winkeln kann ich in einem ähnlichen Auto wie meinem erwarten? Und was ist an einem perfekten Tag mit den besten Reifen der höchste Winkel, den ich erreichen könnte, ohne zu stürzen?

Sie sind mit 90 km/h unterwegs und möchten den Winkel für einen Spurwechsel wissen. Schätzen Sie, wie lange es dauert, die Spur zu wechseln, und schätzen Sie dann den Abstand zwischen der Mitte zweier benachbarter Spuren. Verwenden Sie das dann, um die Geschwindigkeit senkrecht zur Verkehrsrichtung zu erhalten. Mit etwas ausgefallener Trigonometrie können Sie dann leicht herausfinden, in welchem ​​​​Winkel sich Ihr Auto befand
Mir geht es eher darum, was die Reifen vertragen. Wie schnell konnte man die Spur wechseln, ohne ins Schleudern zu geraten? Es wäre ziemlich schwierig, damit sicher zu experimentieren (oder mit viel Genauigkeit bei den Messungen).
Es liegen uns nicht genügend Informationen vor, um diese Frage zu beantworten. Aber anekdotische Beweise deuten darauf hin, dass sie ziemlich viel bewältigen können. Ich habe gesehen, wie Leute in weniger als einer halben Sekunde die Spur gewechselt haben.
Ich muss mir vorstellen, dass es in der Welt der Fahrzeugdynamik viele Leute gibt, die eine grobe Antwort aus dem Kopf wüssten. Ich garantiere, dass sie bei VW ein Computermodell meines Fahrzeugs haben, das die Aufhängung, Reifen und das Gewicht simulieren kann, um einen sehr genauen Wert zu bestimmen. Mich interessiert etwas dazwischen. Was können wir mit grundlegender Physik basierend auf Eigenschaften wie der Reibung der Reifen und der Masse des Fahrzeugs anfangen?
In der Tat, wenn Sie uns sagen, was das Endziel ist, was Sie letztendlich zu zeigen versuchen, können wir möglicherweise maßgeschneiderte Antworten liefern, um die Physik für dieses Ziel bereitzustellen
Ein guter Stuntfahrer kann die Spur wechseln, indem er das Auto um 360° dreht, aber das würde IHNEN trotzdem einen Strafzettel einbringen. Ich denke, Ihr Hauptproblem liegt möglicherweise in dem Teil "Es gibt noch viel mehr zum Story-Teil" ... physikalisch mögliche Bewegung ist nicht gleichbedeutend mit sicherem Fahren.
Heh, lange Rede kurzer Sinn: Ich fordere basierend auf dem Cosinus-Effekt heraus. Das Wechseln der Fahrspuren weg von der Kamera macht aufgrund der grundlegenden Trigonometrie tatsächlich einen ziemlich großen Unterschied in der getakteten Geschwindigkeit. Die Zertifizierung besagt sogar, dass die Kamera in einem 25-Grad-Winkel zum Verkehr stehen muss. Ich weiß, dass meine Geschwindigkeit überschätzt wird. Selbst eine Drehung um ein Grad ändert die Anzeige um einige km/h. Anhand der Antwort auf diese Frage kann ich abschätzen, wie viel niedriger meine tatsächliche Geschwindigkeit hätte sein können. Werde ich gewinnen? Zweifelhaft, aber wenn sie Technologie missbrauchen, um mich wegen einer falschen Geschwindigkeit zu zitieren, sind Prinzipien im Spiel.
Hier in Frankreich schießt die Kamera übrigens glaub ich schon bei 5 km/h über dem Limit. Daher ist dies ein gültiger Ansatz, um Tickets mit einer so geringen Selbstbeteiligung zu bekämpfen, da Sie mit dieser Mathematik leicht 5 km/h gutmachen können, ganz zu schweigen davon, dass diese Fehlerquote für andere technologische Mängel verantwortlich ist. Hoffentlich kann die Antwort auch anderen helfen.
Viel Erfolg bei Ihrem Rechtsproblem!
Die Frage ist daher nicht, was der maximale Winkel sein könnte, sondern was Ihr durchschnittlicher Winkel ist. Vergessen Sie nicht, dass Menschen dazu neigen, so zu fahren, dass die Spurwechselzeit mehr/weniger konstant bleibt. Das heißt, je schneller Sie fahren, desto geringer ist der Winkel
Eine Berechnung auf der Rückseite des Umschlags führt mich zu der Aussage, dass Sie erwarten sollten, dass der Winkel kleiner als ist 5 ∘
Wenn ich das rein wissenschaftlich machen würde, wäre der Durchschnitt wichtig. Aber auch rechtlich ist das Maximum wichtig, weil ich damit Beweise entkräften kann. Aber wie CuriousOne betonte, kann ich nicht zu verrückt damit werden, weil ich nicht behaupte, andere Gesetze verletzt zu haben. Ich denke also, wirklich optimal wäre eine Art Konfidenzintervall von 95% für das, was die Leute in der Praxis tun. Ich stimme eher zu, dass der Winkel weniger als 5 Grad betragen muss, weil ich mir nicht vorstellen kann, das Lenkrad jemals mehr als 5 * 16 = 80 Grad auf der Autobahn zu drehen.
"Vergessen Sie nicht, dass die Leute dazu neigen, so zu fahren, dass die Spurwechselzeit mehr/weniger konstant bleibt." Ist das eine Tatsache? Ich denke, es macht Sinn, aber ich bin mir nicht sicher. Es muss wissenschaftliche Artikel darüber geben, welche Aspekte Fahrer versuchen, konstant zu halten, wahrscheinlich sogar in Bezug auf die Wahrnehmung auf niedrigerer Ebene. Ich weiß, dass diese Literatur zum Wandern existiert, da dies meine Domäne ist.
Kommentare wurden in den Chat verschoben, da sie nicht für längere Diskussionen vorgesehen sind. Seufz , wenn ich hier nur ein Mod wäre.

Antworten (1)

Die schnellste Möglichkeit für einen Spurwechsel besteht darin, an der Traktionsgrenze in eine Richtung voll einzulenken und dann wieder an der Traktionsgrenze in die entgegengesetzte Richtung zu lenken.

Die Traktionsgrenze ist μ G = v 2 R Wo G = 9.81 M / S 2 ist die Schwerkraft, μ = 0,8 … 0,9 ist der Reibungskoeffizient (bei Regen die Hälfte), v ist die Geschwindigkeit in Metern pro Sekunde und R der Wenderadius, gemessen von der Fahrzeugmitte entlang der Hinterräder.

Das bedeutet den maximalen Radeinschlagwinkel θ (um die Kontrolle zu behalten) bei Geschwindigkeit ist

bräunen ⁡ θ = μ G ℓ v 2
Wo ℓ ist der Radstand des Autos (in Metern).

Um das Auto seitlich um eine Fahrspurbreite zu bewegen w Sie müssen den Lenkwinkel beibehalten θ eine Möglichkeit, einen Radiusbogen zu verfolgen R = v 2 μ G für einen Winkel

ψ = arccos ⁡ ( 1 − w 2 R )
Die Zeit, die für diesen Teil benötigt wird, ist
T = ψ R v = v μ G arccos ⁡ ( 1 − μ G w 2 v 2 )

Für den vollen Spurwechsel verdoppeln Sie die Zeit. Die parallel zu den Fahrspuren zurückgelegte Gesamtstrecke für den vollständigen Spurwechsel ist gleich

D = w ( 4 R − w ) = w 4 v 2 μ G w − 1

Ist der Reibungskoeffizient für verschiedene Reifentypen sehr unterschiedlich? Oder vielleicht ist es für unsere Zwecke vernachlässigbar? Wenn es relevant ist, würden Sie zustimmen, dass die Vorderreifen wichtiger sind als die Hinterreifen (ich habe vorne einen anderen Typ als hinten)?
Ganzjahresreifen haben im Vergleich zu Hochleistungsreifen (Sommerreifen) einen niedrigeren Reibungskoeffizienten. Für die meisten Reifen kann man von mindestens 0,85 ausgehen.
Eine einfachere Berechnung ist zum Beispiel die Schätzung T = 3 Sekunden, um das Manöver durchzuführen und die Fahrspuren zu zentrieren w = 3 Meter, so dass der durchschnittliche Winkel ist
ψ = w / T v
Wo v ist die Geschwindigkeit in Metern pro Sekunde und der Winkel im Bogenmaß. Der maximale Winkel kann auf das Doppelte des durchschnittlichen Winkels geschätzt werden.
Ihr erster Satz klingt plausibel: Sollte es offensichtlich sein, oder gibt es ein nicht triviales Optimierungsproblem, das Sie nicht vollständig gezeigt haben?
In der Rennwelt auch als „Bang-Bang“-Methode bekannt. Man kann es mathematisch beweisen, oder man kann in Steuerungen, Bahnplanung, Robotik und Kurvengetrieben nachlesen, dass das Optimum immer an den Randbedingungen liegt.
Maximaler Winkel für Autobahn-Spurwechsel
AntwortenHierDatenschutz-Bestimmungen1y, 0v