Я чув, як термін спіральна крива використовується для опису ділянки шосе, який більш естетично приваблює око водія. Однак я вважаю, що я проїхав достатньо дороги, щоб сказати, що не можу остаточно сказати різницю між будь-якою кривою, окрім того, наскільки вона "різка".
Чи може хтось пояснити, як можна визначити, чи відрізок кривої на шосе класифікується як "спіральна" крива, і чи є інші переваги, окрім "зробити так, щоб це виглядало добре"?
Відповіді:
Спіраль
Спіральна крива - це геометрична особливість, яку можна додати до звичайної кругової кривої. Спіраль забезпечує поступовий перехід від переміщення по прямій лінії до переміщення по кривій навколо точки (або тиску).
Використання спіралі полягає в тому, щоб дорога або колія слідували за тією ж формою, яку транспортний засіб природно приймає. В автомобілі ви не прямуєте прямо від повного повороту. Є область переходу, де ви повільно повертаєте кермо. Бічне прискорення повільно збільшується по мірі введення спіралі або повільно зменшується в міру виходу спіралі.
На зображенні нижче спіраль - червона частина.
Зображення Вікіпедії
Hghways
На автошляхах смуги руху є досить широкими, щоб ви могли рухати по спіралі, просто переміщаючись з однієї сторони смуги на іншу. Іноді це називають "випрямлення кривої". З цієї причини спіралі не використовуються на всіх кривих на автомобільних дорогах.
Залізничні дороги
Однією з галузей, де широко застосовуються спіралі, є залізнична галузь . Вагони на дорозі мають свободу пересуватися з одного боку смуги руху на інший, поїзд не має такої розкоші. Потяг жорстко орієнтується на рейки і не має місця відхилятися.
На залізничних коліях всі, окрім дуже низької швидкості, мають спіралі по обидва боки кривої. Це забезпечує легкий перехід в бічне прискорення. Це значно покращує комфорт пасажирів. Спіралі застосовуються на вантажних лініях, оскільки вони також зменшують сили на самі компоненти колії.
Одним недоліком використання спіралей є те, що вона збільшує кількість простору, необхідного для кожної кривої. Спіралі ефективно подовжують криву.
Йдеться не про те, щоб бути "естетично приємним для очей", а про комфорт.
Якби у вас була крива, яка була просто круглою дугою, після входу в цю криву ви одразу відчули б бокову відцентрову силу, пропорційну вашій швидкості та обернено пропорційній радіусу кривої. Іншими словами, вам доведеться раптово смикати кермо до положення, яке дозволить вам слідувати за кривою, і так само раптово відштовхнутися назад, щоб знову випрямитися.
Замість цього криві шосе мають "сервітут", це означає, що вони слідують за формою, в якій ви поступово рухаєтесь у криву, а потім поступово рухаєтесь з неї, даючи поступове збільшення та зменшення бокової сили, яка відчувається. Математично форма такої кривої є логарифмічною спіраллю.
Питання: ... як можна визначити, чи відрізок кривої на шосе віднесено до "спіральної" кривої, і чи є інші переваги, окрім "зробити так, щоб це виглядало добре"?
A: Призначення спіралі або кривої переходу не має нічого спільного з естетикою. Вони спочатку були введені на залізниці з міркувань безпеки в поєднанні з надвисокою висотою, як пояснено тут: Примітки про перехідні та термінальні криві . На високошвидкісних шосе вони дозволяють водію в'їжджати / виходити з кругової кривої з поступовим збільшенням / зменшенням відхилення керма. Математична форма спіралі може змінюватись від юрисдикції до юрисдикції, і, можливо, змінилася в останні десятиліття, коли ручні калькулятори та інші обчислювальні пристрої замінили польові таблиці друкованих копій, якими колись користувалися геодезисти. Однією поширеною формою є спіраль Ейлера або клотоїд. Я читав, що в Індії звичайна крива переходу - це гіпербола третього порядку, і мені сказали, що в Німеччині автобани розроблені як суцільна серія з'єднаних клотоїдів без тангенціальних перерізів або кругових кривих.