söndag 6 januari 2008

Video på sladdande och flygande bussar

Precis som för alla farkoster bestäms bussars rörelser av de yttre krafterna och deras vridmoment. Därför finns naturliga förklaringar till de olycksförlopp som massmedia rapporterat om och som jag refererat till i tidigare inlägg.

Videon nedan visar att även bussar kan få sladd. Det kan till och med ske i låg fart, när de stabiliserande sidkrafterna på bakhjulen inte räcker till för att övervinna det girande vridmomentet från framhjulen:



I högre fart räcker det med små avdriftsvinklar och girvinkelhastigheter för att föraren ska vara chanslös mot sladden och inte kunna undvika krasch. Så kan det ha gått till vid bussolyckan nära Rasbo förra vintern.
Mer om den i DN 24/10, 23/10, 24/9, 9/3, 2/3, 1/3, 1/3, 28/2, 28/2, 27/2, 27/2, 27/2, 27/2, 27/2, 27/2.

Det motsatta problemet är kanske vanligare - att bussen är alltför stabil och inte girar trots att föraren vrider framhjulen med ratten. Styrbarheten är dålig. Det kan ha spelat in vid torsdagens busskrock i Gagnef.
Se också SvD 08:22, 11:51, 12:48, 12:54, 15:07 (webb-TV) och DN 12:03, 12:29, 12:49, 13:18, 18:29, 20:44.

Både stabilitet och styrbarhet kan förbättras med antisladd, som Bosch kallar Electronic Stability Program, ESP:


Söndagens bussolycka i Österrike inträffade i så hög fart, att nosen aldrig hann vända nedåt före islaget. Det räddade passagerarna från svårare skador enligt uppgifter i DN och SvD.
När en vägfordon kör ut över ett stup bidrar luftkrafternas moment omkring tyngdpunkten till att vrida nosen uppåt. Det höll på att kosta en fallskärmsutrustad bilförare livet i en stuntkörning ut över Grand Canyon. Den videon är upphovsrättsskyddad men principen illustreras också av den här animeringen, som alltså visar en aerodynamiskt instabil farkost. Den håller ju på att överstegra, 'stalla' på flygspråk ungefär som en JAS39-Gripen utan stabiliserande datorstyrning.

Föregående mening med gråfärgade tecken hade jag med från början. Men den är överflödig, slarvigt formulerad och kan uppfattas som respektlös mot de kvalificerade personer som arbetat med utvecklingen av JAS39 Gripen. Jag ber om ursäkt för detta och gråtonar bort meningen. Den har retat upp Anonym till flera kommentarer.
Även om jag är kritisk mot argumentationen i kommentarerna, så ger jag Anonym ett erkännande och credit för påpekandet i sig. Det fick mig att revidera både föregående och följande stycke.


Vid lägre fart hinner bussen doppa nosen rejält, innan alla hjulen är i luften. Då räcker luftkrafternas moment inte till för att ändra rotationsriktningen:


Fler av rörelsemönstren i trettonhelgens olyckor enligt DN förklaras i tidigare inlägg, några med video.

6 kommentarer:

Anonym sa...

"Videon nedan visar att även bussar kan få sladd. Det kan till och med ske i låg fart, när de stabiliserande sidkrafterna på bakhjulen inte räcker till för att övervinna det girande vridmomentet från framhjulen."

Idioti. Det finns inget girande vridmoment från framhjulet, utan det är storleken på rörelsens sidovektor (mätt från tyngdpunkten) som ska kompenseras. Denna vektors storlek är en kraft som motsvarar fordonets massa gånger dess hastighet i kvadrat när fordonets rörelselinje avviker från en tilltänkt linje som går genom både framaxelns och bakaxelns mittpunkt samt tyngdpunkten). Det är denna kraft bakdäcken (eller i förekommande fall framdäcken) ska hålla emot i sidled för att undvika sladd. Därmed: hög hastighet i kurva på bra underlag är lika riskabelt som låg hastighet i halka (när däckens friktion sidledes begränsas av underlagets låga friktionskoefficient).

Framaxeln kan också förlora greppet av samma anledning (på halt underlag med dubbla bakaxlar är detta är mycket större problem än bakvagnssladd). Anledningen till att de flesta enkelaxlade bussarna sladdar lättare bak är att de är en aning överstyrda (av konstruktionstekniska skäl).

"I högre fart räcker det med små avdriftsvinklar och girvinkelhastigheter för att föraren ska vara chanslös mot sladden och inte kunna undvika krasch. Så kan det ha gått till vid bussolyckan nära Rasbo förra vintern."

Avdrift är en (ofrivillig) sidoförflyttning som endast förekommer i icke fast media (vätskor, gaser) när ett föremål förflyttas och en konstant sidokraft också synbart (!) påverkar dess bana. På fast underlag kan man därför ej prata om avdrift utan endast om sidokraft. Men det är sant, vid halt underlag, när däcken inte har mycket friktion, fordonets acceleration (en kraft) i sidled kan snabbt överskrida däckens motverkande friktion (motkraft) och bussen får sladd.

När man förklara nåt då ska det göras sakligt och inte med påhittade uttryck och pseudovetenskapliga förklaringar.

Anonym sa...

"Söndagens bussolycka i Österrike inträffade i så hög fart, att luftkrafterna höll nosen uppe och räddade passagerarna från svårare skador. Allt enligt uppgifter i DN och SvD.
Ett sådant förlopp illustreras av den här animeringen, som egentligen visar en aerodynamiskt instabil farkost. Den håller ju på att överstegra, 'stalla' på flygspråk ungefär som en JAS39-Gripen utan styrdator.
Vid lägre fart räcker inte luftkrafterna till för att kompensera för bortfallet i bärkraft, när framhjulen går ut över kanten."

Påståendet är världens idioti skriven av någon som aldrig har läst aerodynamik! DN skrev aldrig det (Citat "- Paradoxalt innebar bussens höga hastighet att den undgick ett lodrätt fall" => inget här om aerodynamik!); det är bara bloggförfattaren som vill ge sken av att hans påståenden har en förankring i media.

Bussens form och dess hastighet är såpass aerodynamiskt ogynsamma att man inte kan prata om lyftkraft alls i sammanhanget. Om man nu skulle öka bussens fart till sisådär 500 km/t då kunde det bete sig som ett instabilt lyftfarkost... men hela frågeställningen är befängt.

Bussen 'flög' över' det nämnda lodrätta fallet endast i dess egenskap av en snabbt förflyttande massa, vars rörelseenergi i vågrätt riktning var tillräcklig för att dess bana skulle avvika från ett närapå lodrätt fall. Med andra ord, dess fall liknade banan av ett projektil.

Därmed är det inte sagt att det inte finns något uppåtverkande kraft när ett föremål faller med ett så stort vindfång (underredet) men dess 'motstånd' kan mätas i kilogram, medan bussen massa mäts i tiotals ton... lika mycket påverkan på bussen som en fjäril gör på din axel...mätbar men försumbar.

Sammanfattningsvis: en kastad sten 'flyger ' inte i egenskap av ett objekt som hålls uppe av dess aerodynamik (likt ett flygplan) utan i egenskap ev ett projektil. Bara för att man använder samma uttryck för båda företeelserna betyder inte att de kan förklaras med samma fysikaliska orsaker.

Att hävda aerodynamiska krafter i olyckans sammanhang är precis lika intelligent som att säga att citronen innehåller mycket C-vitamin därför att det kallas för just Citron (samma begynnelsebokstav på varan och innehållet).

Anonym sa...

Nu har jag sett Sandbergs meritlista, han tycks ha (haft) flygutbildning, då kan vi diskutera det här på fackmannamässiga grunder :)

Citat: "Söndagens bussolycka i Österrike inträffade i så hög fart, att luftkrafterna höll nosen uppe och räddade passagerarna från svårare skador."

Jag önskar verkligen att professor Sandberg uppger överstegringsfarten för en sisådär 25 tons buss! Enligt Sandbergs eget påstående ovan bör denna överstegringsfart ligga under 100 km/h, bussens nos hölls ju uppe, alltså den flög i 100 km/t!

Det är nämligen så att ett luftfartyg flyger (kan behålla höjd) över överstegringsfarten och ramlar ner (nosen tippar ner) under det... så om bussens nos hölls uppe då måste den ha flugit per definition!

"Den håller ju på att överstegra, 'stalla' på flygspråk ungefär som en JAS39-Gripen utan styrdator."

En JAS utan strydator blir manöveroduglig men stallar ej (direkt) i uttryckets rätta bemärkelse (vingen förlorar ej lyftkraft). Det är en annan femma att efter ett tag kan ett sådant plan utom kontroll hamna i stall, med det har ej med frågeställningen att göra.

Nej och åter NEJ: visserligen påverkade farten olyckans utgång i egenskap att bussen rörelseenergi var så mycket att dess fallande bana liknade ett projektils och därmed undvek den att ramla rakt ner i ravinen men ingen buss flyger i 100 km/t, således utgången hade ej med aerodynamik att göra.

Visserligen kan F1 bilar i 300 km/t flyga ett tag men då pratar vi om helt andra farter och massa. Tunga fordon flyger ej. Ett Saab 2000 väger ca. 23 ton, det har aerodynamiskt utformade vingar och kan lätta i ca. 180 km/t... så länge en buss inte har den farten och vingar flyger inga bussar, inte ens i korta sträckor!

Jag efterlyser mycket med sakliga kommentarer från Sandberg som i egenskap av professor är förpliktad att komma med fakta: och om det inte går att förklara en företeelse i bloggets begränsade utrymme: avstå från det; halvsanningar blir ingen hjälpt av.

Lennart sa...

Anonym hyllar "sakliga kommentarer" men brassar på med personangrepp (idioti) och felstavningar (Sandberg m.m.). Med sina egna "påhittade uttryck" (sidovektor m.m. m.m.) och "pseudovetenskapliga förklaringar" kastar Anonym sten i glashus.

Jag rekommenderar Anonym att läsa mina artiklar i Nationalencyklopedin under uppslagsorden avdrift, kursstabilitet, sidkraft, sidgrepp och sladd till att börja med.
När det gäller grundläggande begrepp i fysiken brukade jag hänvisa mina studenter vid Linköpings universitet till University Physics av Harris Benson (Wiley).

Och för allt i världen, Anonym. Titta på YouTube-videon bakom hypertexten "den här animeringen" innan du spyr mer galla!
Det är den jag refererar till - inte gårdagens bussolycka.
Observera också att jag skriver luftkrafterna, inte lyftkrafterna. Deras pitchmoment omkring masscentrum kan vara betydande oavsett massans storlek.

Anonym sa...

Jo, herr Strandberg, jag har tittat på den där videon från YouTube.

För det första, en professor ska inte hänvisa till en hemmagjord animering på YouTube som referens, även om den ev. kan visa effekten av pitchmoment runt ett masscentrum.

För det andra: hur många busslängder har bussen i animeringen flugit?!? Och hur högt har den kommit upp i luften?! Det finns ingen mängd 'luftkraft' som kan få en vanlig buss att bete sig på det där sättet (med realistisk utgångshastighet och normalmassa), varför blanda fakta med fiktion? Och vad roligt att bussen rullade och sladdade vidare efter en så vådlig luftfärd... rena rama Hollywood effekten... men i verkligheten skulle allt stannat på nedslagsplatsen som en enda hög av förvridet metall... så barnslig demonstration att bara småbarn tror på det... således är det förkastligt ur pedagogiskt synvinkel för vuxna eller universitetsstuderande. För att inte prata om att i verkligheten inte finns rampar längs vägkanten...

Om du nu ville prata om luftkrafterna (stavat med 'u'), varför blanda in JAS och flygtermer (stall o.d.) som endast har med lyftkraft (stavat med 'y') att göra?

Och om du nu inte tänkte referera till denna YouTube animation angående gårdagens bussolycka: varför tog du upp ämnet överhuvudtaget? Sant; blogg är ju tankar kring en händelse, men du vill ju väcka opinion och inte vädra funderingar på grundskolenivå, eller hur?

Du må komma med egna teorier baserade på YouTube, men blanda då inte in flyget. Flygargument kan te sig imponerande på vanligt folk, men inte på proffs.

För övrigt ber jag om ursäkt för felstavningen av ditt namn, det var inte meningen, rätt ska vara rätt.

Lennart sa...

Anonym ber om ursäkt och håller inne med invektiven. Tack för det!

Men så länge argumentationen ser ned på grundskolenivå och vanligt folk avstår jag från ytterligare kommentarer.