Hallo,


das Monowheel bleibt eine spannende Geschichte. Nach den Videos zu urteilen, hätte ich gedacht, dass kontrollierte Kurvenfahrten, wenn auch mit einem großen Kurvenradius, möglich sind. Die Kurvenfahrten waren doch gezielt durch die Auslenkung der Pendel bedingt? oder nicht?

Vielleicht läßt sich das Verhalten vom Monowheel auch folgendermaßen erklären:
Dadurch dass das Außenrad eine relativ große Trägheit besitzt, kann man den Einfluß der Pendel durch den Impuls bei Auslenkung oder auch Effekte des kleinen Steuerungskreisels erst einmal vernachläßigen.
D.h. im Falle des Pendels oder Auslegers: Ausleger wird ausgefahren und es passiert erst einmal gar nichts. Rad kippt nicht, da Drehimpuls des Aussenrades zu groß.

Jetzt hat man die Verhältnisse wie bei einem Kreisel an dem quer zur Rotationsachse eine Kraft, nämlich die Gewichtskraft des Auslegers ansetzt.
D.h. dies führt zu einer Präzession des Kreisels. Nach dem Drallsatz gilt:

mit Omege = Präzessionswinkelgeschwindigkeit
D= Drehmoment durch den Ausleger
T=Trägheitsmoment des Aussenrades
w=winkelgeschwindigkeit des Aussenrades

Omega = D / T / w

Durch die Präzession dreht sich das Rad und fährt einen großen Kreis mit Radius R
v= Geschwindigkeit
Omega = v / R

selbst dreht sich das Rad mit
r = Radius des Aussenrades
w= v / r

setzt man alle 3 Formel ineinander ein ergibt sich:

R=v/Omega= v * T * w / D=v^2 / r * T * D

Für v= 3m/sec, r=0,13 m, J= 0,8 kg * 0,13 m * 0,13 m *9 m/sec^2
und D = 0,1 Kg * 0,05 m (kann Pendel um 5 cm ausgefahren werden und wiegt es etwa 100g?)

ergibt sich ein Kurvenradius von etwa 13 m.

Damit kippt das Rad etwas nach innen und das Drehmoment auf das Rad wird größer, der Kurvenradius wird noch etwas kleiner. Der Ausleger kann jetzt zurückgefahren werden. Das Rad hat ja eine gewisse Schräglage. Verringert man die Geschwindigkeit wird der Kurvenradius noch kleiner. Natürlich ist dies eine deutliche Vereinfachung. Der Einfluss und die Bewegung des Innenteils sind ja nicht mitberücksichtigt.

Da R proportional zu v^2 ist, was ja verständlich ist, sollte die effektivste Steuerung letztlich über die Geschwindigkeit möglich sein.

zum Aufrichten des Rades: Gas geben. Ausleger auf die Gegenseite. Ist ja auch schon mehrfach, insb. den Bikern unter Euch, so gesagt worden.

Ist denn die Größenordnung 10 m Kurvenradius bei 3 m / sec realistisch ? Dreht das Rad auf die Seite des ausgefahrenen Auslegers ? Wenn ja, ist dies durch die Hebelwirkung des Auslegers bedingt. Der Impulseffekt sollte dagegen entgegengesetzt wirken. Ein Kreisel auf dem Innenteil würde natürlich ebenfalls zu einem Impulseffekt und kippen des MW führen und Einleiten einer Kurve führen. Im weiteren würde der Kurvenradius aber wieder über die Geschwindigkeit gesteuert werden müssen.
Konsequenz wäre also insb. eine gute Regelung der Geschwindigkeit, auch Abhängig vom Neigungswinkel einzubauen. Dazu müßte natürlich der Schwerpunkt vom Innenteil möglichst tief liegen.


Viele Grüße

Christian