■車の数学(1): 最小回転半径 "iCar Radius" (簡易版はこちら)
最小回転半径(Minimum turning radius)とはステアリング(ハンドル)を一杯に切って旋回したときに、外側前輪の接地面の中心が描く半径をいいます。小型乗用車の最小回転半径は概ね4〜5m程度です。
最小回転半径:Rminは前輪の車軸中心から後輪の車軸中心までの距離(ホイールベース):Wと、外側前輪の最大切れ角:θmaxから以下のように計算できます。
Rmin = W/sin(θmax)
下のアプレットでは、車の諸元をもとに任意のハンドル回転(切れ角)に対する4つの車輪とボディーの4隅の回転半径を計算するとともに、走行軌跡を表示します。 また、前後の内輪の回転半径の差である内輪差と、外輪の回転半径の差である外輪差もあわせて計算・表示します。
・車のハンドル回転はマウスホイールの回転で行います。
・回転中心は赤の+字で表示されます。
・画面上のグリッド幅は1mです。
・車の前進(Start)、停止(Stop)、バック、初期位置復帰(Reset)ができます。
・画面下部に表示される「位置X」、「位置Y」は左後輪の現在位置を示します。
・「内切れ角」、「外切れ角」はそれぞれ前側の内側車輪と外側車輪の切れ角を示します。内側の車輪の方が切れ角が大きくなっていますが、これは内外で回転半径が異なるためです。これについては、
車の数学(2): アッカーマン理論曲線
を参照してください。
・内輪差が外輪差より大きいことも確認できます。
・最大切れ角を90度に設定し、ハンドルを左側一杯に切ると、車は左後輪位置を中心に回転します。
マウスホイール対応
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