Därför styr bilen fram och planet bak
Av: Kaianders Sempler
Publicerad 20 januari 2010 00:00
7 kommentarer
Fordon på hjul styrs ju i allmänhet med vridbara hjul i framänden. Men fordon utan hjul – som båtar och flygplan – styrs med bakänden. Varför det? undrade Jan Andersson från Ystad i NyT 2009:50. Här får han svar:
Det hela handlarom stabilitet. Det finns en skillnad mellan fordon som går på hjul och fordon (jag skulle kalla dem farkoster) som rör sig i ett visköst medium som luft eller vatten. Det hjulförsedda fordonet (hädanefter kallat bil) rör sig alltid i hjulens riktning (såvida det inte sladdar), medan en båt eller ett flygplan rör sig snett genom vattnet/luften i en sväng. Detta innebär att styrningen fungerar helt olika.
Ett roder placerat bakom giraxeln på båt/plan kommer att ge en stabil styrning, eftersom dess anfallsvinkel mot vattnet minskar när båten vrider sig och börjar svänga. Detta gör att svängen inte accelererar, utan hålls jämn. Sitter rodret i framkant på båten ökar anfallsvinkeln när farkosten vrider sig runt giraxeln. Detta ger instabila styregenskaper och orsakar turbulens.
En bil blir däremot instabil om man sätter styrhjulen bak. Vrider man hjulen kommer bilens bakände tvingas utåt i svängen, samtidigt som de fasta framhjulen börjar svänga inåt. Detta ger en rotation som gör bilen instabil eller överstyrd. Sätter man i stället styrhjulen fram kommer framänden att tvingas inåt i svängen, det vill säga åt samma håll som bakhjulen. Rotationen blir inte lika kraftig, vilket ger stabilare köregenskaper. På vissa fordon, exempelvis truckar, värdesätter man kort svängradie mer än goda vägegenskaper i hög fart, och då placerar man styrhjulen bak.
Jocke von Scheele, Stockholm
I äldre båtar satt alltid rorsman bak med sin styråra. Där hade han kontroll över båt och segel. Det är enklare och mer hållbart med en styryta som släpar efter skrovet än en som sticker ut framför. Och det är besvärligt med ett känsligt roder fram när man ska lägga till vid en brygga eller strand.
Det är också stabilare och effektivare med roder bak, speciellt sedan båtar började drivas med propeller.
Det har funnits båtar med roder även fram. Ett exempel är monitoren Sölve i Göteborgs marinmuseum. Där användes rodret för att förbättra inriktningen av kanonen.
För flygplan är placeringen av rodret bak den enda möjliga lösningen av stabilitetsskäl. Fenan bak fungerar som en vindflöjel, och att sätta rodret på fenan är praktiskt ur både stabilitets- och rodereffektivitetssynpunkt.
Men de allra första konstruktionerna hade faktiskt höjdstyrningen fram, en lösning som gjorde planen instabila och svårstyrda.
Vissa moderrna militära flygplan (exempelvis Jas) har kompletterande styrning fram för att förbättra manöverförmågan. Men planet blir då instabilt, och kan endast kan styras med hjälp av en (fungerande) dator.
Lars Hansén, Norrtälje
Så övertill en ny fråga:
I media har rapporteratsom livbojar som fylls med vatten och sjunker. Är detta sant? För att de skall sjunka krävs väl att de består av ett material som är tyngre än vatten, annars skulle de ju flyta även när de är vattenfyllda.
Varför gör man livbojar av material som är tyngre än vatten?
Claes Johansson,Göteborg
Skicka in era svar och nya intrikata frågor tillteknikfragan@nyteknik.se
Det är ni, kära läsare, som både frågar och svarar i Teknikfrågans spalter.






Kommentarer
7 kommentarer Sortera: Äldsta överst