Шаткое колесо

Колесо Wobbly Web -это форма металлического колеса диска , где диск «колеблется» в спице. Это обеспечивает более жесткое, легкое колесо.

Колеса Wobbly Weeb наиболее известны благодаря их культовому использованию на гоночных автомобилях Lotus в конце 1950-х и 1960-х годах. ^{[ 1 ]}

Теория

Теория диска зависит от их поведения как напряженной структуры кожи . Предполагается, что их материалы являются необоснованными , но гибкими . Такая кожа жесткая на растягивании нагрузки в плоскости кожи, но гибкая для нагрузок, перпендикулярных ей. Таким образом, плоский диск силен для радиальных нагрузок в плоскости диска, а также для крутящих моментов . Он является гибким для осевых нагрузок, перпендикулярно плоскости диска, а также для урегулирования , колебания оси под углом к основной оси.

Конированное диск также становится жестким по осевым нагрузкам, так как сеть больше не является чисто перпендикулярной осью колеса. В отличие от плоского диска, нет направления, в котором весь конусный диск был бы перпендикулярно (и, следовательно, гибким). Недостаток простого конуса заключается в том, что колесо теперь становится шире вдоль оси. Шаловая сеть эффективно «складывает» складывающее колесо диска в складки , что делает его более уже, но сохраняя осевую жесткость. Этот плиссированный диск также жестче против индивидуальных сил. В архитектуре аналогично, «змеиная стена» , укрепляется против боковых сил путем гофра, что позволяет более тонкую, более легкую, дешевую структуру. ^{[ 2 ]}

Шаловое веб -колесо - это колесо диска с дополнительной формированием, а не выпившим колесом с объединенными спицами. Чтобы избежать концентраций стресса , сети образуют плавные кривые, а не четко определенные спицы. Такие колеса можно нажать из листовой стали или отливать в легком сплаве . Ликовые литейные завод предпочитают диск, который имеет постоянную толщину стенки, так как это делает усадку проще для управления. Специальная форма колеса лотоса была приготовлена намеренно, сохраняя эту постоянную толщину стенки для простоты производства и складывая ее для достижения необходимого вариации жесткости по радиусу. ^{[ 3 ]}

Изобретение и раннее использование

Первым шатким веб -колесом было конструкцию для центра шкива, около 1884 года. Прямая стальная полоса с шириной радиуса колеса была сложена в острые гофрирования. Затем эта аккордеонная складка была развернута в круг, внутренние складки были ближе, чем наружные. Этот диск был затем брошен в железный центр и сложенных вкладок на внешней стороне листа, прикованного к ободу шкива. Эти шкивы были произведены J & E Hall of Dartford. Также были составлены планы по развитию этого в железнодорожное колесо, причем гофрирования прижались к форме полурода . ^{[ 4 ]}

Первое использование для дорожного колеса было Рой Федден для его инновационного автомобиля Cosmos 1919 года. ^{[ 5 ]} Это прессованное стальное колесо использовало диск с шестью спицами по чередующимся сторонам и тремя подпорными болтами. ^{[ 6 ]}

Железнодорожные локомотивы

Паровые локомотивы используют поперечные колеса из литой стали. Несколько производителей имеют предпочтительные варианты этого, стремясь к более эффективному дизайну, используя различные формы пологой или лайки, а не с твердыми спицами овального сечения. Одним из самых успешных из этих конструкций было колесо Bulleid Firth Brown (или BFB), часто неправильно запутанное с колесом Boxpok . У этого были некоторые особенности шаткой сети, разработанной из плоского колеса диска с короткими, широкими «спицами», сформированными в нем путем вытеснения в форме слез в форме диска в другую плоскость. За исключением нескольких небольших осветленных отверстий , это колесо диска постоянно имеет толщину одной стены, вокруг диска.

Как и колесо лотоса, колесо BFB также отображает широкие мелкие складки на внешнем диаметре, с более узкими крутыми складками в направлении центра (см. Изображение).

Несмотря на то, что он поверхностно визуально похож на колесо BFB, дизайн True Boxpok, как указано по его названию, получена из «Box Spoke». Это выпускное колесо, с квадратными половыми спицами. Колесный диск в секции состоит либо две толщины кожи в спицах, либо ноль (т.е. открытое пространство) между ними.

Легкие гофрированные колеса, стандартного диаметра 860 мм, появились в 1980 -х годах для местных пригородных поездов в Японии. ^{[ 7 ]}

Самолеты

Самолеты с лисовыми световыми сплавными колесами появились в 1930 -х годах. Общая форма в британской военной практике использовала диск с одной толщиной, смещенную боком в резких сегментах и присоединилась к радиальной сети. Такие колеса были установлены, среди прочего, Spitfire . Этот базовый дизайн служил с небольшими изменениями в 1960 -х и реактивном возрасте .

Первая отчетливо колебательная сеть появилась на Convair CV-240 от 1948 года. ^{[ 8 ]} В нем использовался отлитный отлив с девятью узкими радиальными спицами, образованными из изогнутого диска.

Лотосовые гоночные машины

Самым известным примером шаткого колеса было то, что использовалось Lotus для их гоночных автомобилей конца 1950-х и начала 1960-х годов. Эти колеса впервые появились на лотосе Формулы 2 двенадцати 1957 года. ^{[ 1 ]}^{[ 9 ]} Аналогичное колесо было использовано Vanwall с 1958 года. ^{[ 1 ]}

Дизайн колеса был, в типичной моде лотоса, предназначенным для достижения максимально легкого веса. ^{[ 3 ]} Это особенно важно для колес, так как они не взволнованы , а автомобили, предназначенные для их перевозки, были чрезвычайно легкими. Их дизайнером был Lotus Gilbert 'Mac' McIntosh , хотя, опять же, обычно лотосным образом, их часто приписывали Колину Чепмену . ^{[ 3 ]}

В отличие от более ранних «волнированных» колес, дизайн лотоса и его отличительные «колебания» были преднамеренной особенностью, даже вплоть до того, как колебания глубоко отступают у концентратора и смягчаются наружу к ободу. ^{[ 2 ]}^{[ 3 ]} Для простоты изготовления при кастинге колеса были спроектированы с постоянной толщиной стенки. Их жесткость (сила/область) должна была быть самой высокой вокруг хаба, поэтому здесь колеса были глубоко и круто сложены. На пути к ободу распределение этой же силы по большей окружности и поперечному сечению металла, таким образом, требовало меньшего складывания, а их профиль стал мягкой волной. ^{[ 3 ]}

Что касается многих других компонентов лотоса, колеса были брошены из Elektron . сплава магния-алюминия ^{[ 3 ]} Они были брошены каменными литейными заводами ^{[ 10 ]} Чарлтона . ^{[ 3 ]} Купер уже использовал магниевые колеса, и, помимо своих технических преимуществ, Чарльз Купер обнаружил очень выгодным продавать водителей множество запасных колес, необходимых для гонок, а не заставлять внешний поставщик, что -то, что Чепмен стремился подражать. ^{[ 3 ]} Макинтош и Чепмен также получили лом, провалились колеса от Куперс и изучили эти неудачи, чтобы понять режимы сбоя гоночного колеса магния. ^{[ 3 ]}

Гоночные цвета Lotus Team в это время были зелеными и желтыми, часто небольшими пятнами каждого с кузовом, существенно отгорьями полированного алюминиевого листа. С появлением шаткого веб -колеса, а не на предыдущих проволочных колесах , колеса были окрашены в желтый цвет, а автомобильные тела зеленые. Этот глянцевый ярко-желтый цвет может быть легко нанесен на зеленовато-желтый цинк-хроматный праймер, используемый на колесах для предотвращения коррозии.

4 противоречия колеса в Ле -Мане

Основным принципом Lotus в настоящее время был знаменитый максимум Чепмена «упростить и добавить больше легкость». ^{[ я ]} Formula Junior Lotus 20 и Lotus 22 расширили это на свои передние колеса, которые использовали 4-х хрупкое крепление, по сравнению с предыдущим 6-ступенчатым, который все еще использовался на их задней, приводящейся колесах. ^{[ 12 ]}

В Le Mans 1963 года Lotus вошел в новый, и несколько незаконченный Lotus 23 , расширенная версия Lotus 22. Это было дисквалифицировано от соревнований до гонки и не принял участие. Это было на основе его колес, хотя и не из-за конструкции шаткой паутины. ^{[ 13 ]} Автомобиль, как и задумано, использовал типичное 6-ступенчатое колесо Lotus в задней части, но 4-х скачковое крепление спереди. Обочки колес также были более шире сзади, 6 "против 5", с более широкими шинами 5,50 × 13, а не 4,50 × 13. ^{[ 14 ]} Поскольку правила Ле -Мана все еще были сформулированы как гонка на выносливости «спортивного автомобиля», им потребовалось перенос запасного колеса. У 23 были такой запасной, но, очевидно, его не могли быть установлены на обоих концах машины. Требователи . отвергли это и запретили автомобиль от соревнований Соответствующие 4-х скаты задних концентраторов были поспешно вылетаны из Англии, избегая проблемы несовместимости, но теперь проверки возражали, что если 6 шпильки требовались раньше, 4 должны быть неадекватно сильными и все еще отказались позволить автомобилям конкурировать. После этого Чепмен ответил: «Мы никогда больше не будем гоняться в Ле -Мане». Обещание, которое Лотос сохранял до 1997 года, еще долго после смерти Чепмена в 1982 году. ^{[ 13 ]}

В следующем году Can Am спортивный автомобиль , Lotus 30 , переключился от колесных шпильков на колесные колеса . Это произошло в основном из-за гораздо большего крутящего момента его большого двигателя V8, но также избегало повторного поступления этой ситуации, поскольку 30 также несли одно запасное колесо. ^{[ 15 ]}

Выписываемые колеса

Недостатком использования колеса диска, особенно для передних колес, является отсутствие воздушного потока через колеса, что важно для охлаждения тормозных дисков . Задние колеса гоночных автомобилей с одним сиденьем управляются карданными валами из Transaxle, а тормоза обычно в любом случае установлены внутри, вдали от колес. ^{[ 16 ]} Более поздние дизайны лотоса, с 26 , использовались по спике -колесам, хотя это было больше о сокращающемся диаметре гоночных шин, особенно фронтов, а не о охлаждении тормозов. С открытым гоночным автомобилем любые ощущения от колес никогда не были серьезным ограничением. ^{[ 16 ]}

Сплавы проблем

Что касается многих статей, сделанных из сплава Elektron , коррозия магния была проблемой для долгосрочного обслуживания. Несмотря на то, что Lotus использовал эти колеса только на своих гоночных автомобилях, а не на дорожных автомобилях, у них был ограниченный срок службы. Автомобили Lotus 1960 -х годов по -прежнему популярны для исторических гонок, но эти колеса в настоящее время больше не приемлемы для проверки конкуренции , независимо от их очевидного состояния. Поскольку колеса являются такой отличительной частью внешнего вида автомобиля, существуют современные репродукции.

Смотрите также

Distee , прессованные стальные колеса

Ссылки

^ Цитата, которая широко приписывается Чепмену, хотя на самом деле это происходит с Гордоном Хутоном , дизайнером для производителя самолетов Уильяма Стаута , чей крепкий скараб также вдохновит на стойку Чепмена . ^{[ 11 ]}

^ Jump up to: ^а ^{беременный} ^в Карл, Людвигсен (2006). Классические машины Гран -при . Haynes Publishing . п. 162. ISBN 1-84425-318-х .
^ Jump up to: ^а ^{беременный} Setright, LJK (1976). Дизайнеры . Чикаго: Follett Publishing. С. 106–107. ISBN 0-695-80584-3 .
^ Jump up to: ^а ^{беременный} ^в ^{дюймовый} ^и ^фон ^глин ^час ^я Людвигсен, Колин Чепмен , стр
^ «Гофро -диск -шкивы». Инженер : 96. 1 февраля 1884 года.
^ Ганстон, Билл (1998). Федеральные . Rolls-Royce Heritage Trust . стр. 43-44. ISBN 1-872922-13-9 Полем Историческая серия nº26.
^ Ludvigsen, Karl (2010). Колин Чепмен: Внутри новатора . Haynes Publishing. п. 121. ISBN 978-1-84425-413-2 .
^ Исао Окамото (декабрь 1998 г.). «Как работают болоты» (PDF) . Японская железнодорожная и транспортная обзор . Железнодорожные технологии сегодня (18): 56–57. Архивировано из оригинала (PDF) 27 сентября 2007 года . Получено 12 декабря 2013 года .
^ Людвигсен, Колин Чепмен , с
^ Людвигсен, Колин Чепмен , стр
^ "Архививая копия" . Архивировано с оригинала 12 сентября 2017 года . Получено 25 июля 2022 года . {{cite web}}: CS1 Maint: архивная копия как заголовок ( ссылка )
^ Людвигсен, Колин Чепмен , с
^ Людвигсен, Колин Чепмен , стр
^ Jump up to: ^а ^{беременный} Людвигсен, Колин Чепмен , стр
^ Джон Матрас (29 августа 2008 г.). «1962 Lotus 23, выбор чемпионов». Экзаменатор .
^ Людвигсен, Колин Чепмен , с
^ Jump up to: ^а ^{беременный} Ludvigsen, Colin Chapman , p

[12] Цитата, которая широко приписывается Чепмену, хотя на самом деле это происходит с Гордоном Хутоном , дизайнером для производителя самолетов Уильяма Стаута , чей крепкий скараб также вдохновит на стойку Чепмена . ^{[ 11 ]}

[Ludvigsen,_Classic_Grand_Prix_Cars-1] Jump up to: ^а ^{беременный} ^в Карл, Людвигсен (2006). Классические машины Гран -при . Haynes Publishing . п. 162. ISBN 1-84425-318-х .

[Setright,_The_Designers,_Chapman,_wheel-2] Jump up to: ^а ^{беременный} Setright, LJK (1976). Дизайнеры . Чикаго: Follett Publishing. С. 106–107. ISBN 0-695-80584-3 .

[Ludvigsen,_Colin_Chapman,_Wheel_design-3] Jump up to: ^а ^{беременный} ^в ^{дюймовый} ^и ^фон ^глин ^час ^я Людвигсен, Колин Чепмен , стр

[4] «Гофро -диск -шкивы». Инженер : 96. 1 февраля 1884 года.

[5] Ганстон, Билл (1998). Федеральные . Rolls-Royce Heritage Trust . стр. 43-44. ISBN 1-872922-13-9 Полем Историческая серия nº26.

[Ludvigsen,_Colin_Chapman,_Fedden-6] Ludvigsen, Karl (2010). Колин Чепмен: Внутри новатора . Haynes Publishing. п. 121. ISBN 978-1-84425-413-2 .

[7] Исао Окамото (декабрь 1998 г.). «Как работают болоты» (PDF) . Японская железнодорожная и транспортная обзор . Железнодорожные технологии сегодня (18): 56–57. Архивировано из оригинала (PDF) 27 сентября 2007 года . Получено 12 декабря 2013 года .

[Ludvigsen,_Colin_Chapman,_Convair-8] Людвигсен, Колин Чепмен , с

[Ludvigsen,_Colin_Chapman,_Twelve-9] Людвигсен, Колин Чепмен , стр

[10] "Архививая копия" . Архивировано с оригинала 12 сентября 2017 года . Получено 25 июля 2022 года . {{cite web}}: CS1 Maint: архивная копия как заголовок ( ссылка )

[Ludvigsen,_Colin_Chapman,_Simplicate-11] Людвигсен, Колин Чепмен , с

[Ludvigsen,_Colin_Chapman,_Lotus_20-13] Людвигсен, Колин Чепмен , стр

[Ludvigsen,_Colin_Chapman,_4_stud-14] Jump up to: ^а ^{беременный} Людвигсен, Колин Чепмен , стр

[15] Джон Матрас (29 августа 2008 г.). «1962 Lotus 23, выбор чемпионов». Экзаменатор .

[Ludvigsen,_Colin_Chapman,_Lotus_30-16] Людвигсен, Колин Чепмен , с

[Ludvigsen,_Colin_Chapman,_Brake_cooling-17] Jump up to: ^а ^{беременный} Ludvigsen, Colin Chapman , p

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ я ]

[ 12 ]

[ 13 ]

[ 14 ]

[ 15 ]

[ 16 ]

[ 11 ]