Что такое спиральная кривая и чем она отличается от нормальной кривой?

Я слышал термин спиральная кривая, который используется для описания участка шоссе, который более эстетичен для водителя. Тем не менее, я считаю, что проехал достаточно дороги, чтобы сказать, что не могу точно определить разницу между любой кривой, кроме того, насколько она «крутая».

Может ли кто-нибудь объяснить, как можно определить, классифицируется ли участок кривой на шоссе как «спиральная» кривая, и есть ли другие преимущества, помимо «сделать его хорошо выглядящим»?

спиральный

Спиральная кривая - это геометрический элемент, который можно добавить к правильной круговой кривой. Спираль обеспечивает постепенный переход от движения по прямой линии к движению по кривой вокруг точки (или тиска-стиха).

Спираль используется для того, чтобы дорога или дорожка следовали той же форме, что и автомобиль. В машине вы не идете прямо от движения прямо к повороту. Есть переходная зона, где вы медленно поворачиваете руль. Боковое ускорение медленно увеличивается при входе в спираль или медленно уменьшается при выходе из спирали.

На изображении ниже спираль - красная часть.

_{Изображение Википедии}

Hghways

На автомагистралях полосы движения достаточно широки, чтобы вы могли проехать по спирали, просто переместившись с одной стороны полосы на другую. Иногда это называется «выпрямление кривой». По этой причине спирали не используются на всех поворотах автомагистралей.

Железные дороги

Одной из отраслей, где спирали широко используются, является железнодорожная отрасль . Автомобили на дороге имеют свободу передвижения с одной стороны полосы на другую, поезд не имеет такой роскоши. Поезд жестко направляется рельсами и не может отклоняться.

На железнодорожных путях все кривые, кроме очень низкой скорости, имеют спирали с обеих сторон кривой. Это обеспечивает плавный переход в поперечном ускорении. Это значительно повышает комфорт пассажиров. Спирали используются на грузовых линиях, потому что они также уменьшают усилия на самих компонентах пути.

Одним из недостатков использования спиралей является то, что это увеличивает количество места, требуемого для каждой кривой. Спирали эффективно удлиняют кривую.

Дело не в том, чтобы быть «эстетически приятным для глаз», а скорее в комфорте.

Если бы у вас была кривая, которая была просто дугой окружности, при входе в эту кривую вы сразу почувствовали бы боковую центростремительную силу, которая пропорциональна вашей скорости и обратно пропорциональна радиусу кривой. Другими словами, вам придется внезапно дернуть рулевое колесо в положение, которое позволит вам следовать по кривой, и так же внезапно повернуть его назад, чтобы снова выпрямиться.

Вместо этого у кривых шоссе есть «сервитут», что означает, что они следуют форме, в которой вы постепенно поворачиваете в кривую, а затем постепенно отклоняетесь от нее, давая постепенное увеличение и уменьшение ощущаемой боковой силы. Математически форма такой кривой представляет собой логарифмическую спираль.

Q: ... как можно определить, классифицирован ли участок кривой на шоссе как "спиральная" кривая, и есть ли другие преимущества, кроме как "сделать его хорошо выглядящим"?

A: Цель спиральной или переходной кривой не имеет ничего общего с эстетикой. Изначально они были введены на железных дорогах в целях безопасности в сочетании с супер-возвышением, как описано здесь: Примечания о переходных и конечных кривых . На скоростных автомагистралях они позволяют водителю входить / выходить из круговой кривой с постепенным увеличением / уменьшением прогиба рулевого колеса. Математическая форма спирали может варьироваться от юрисдикции к юрисдикции и, возможно, изменилась в последние десятилетия, поскольку портативные калькуляторы и другие вычислительные устройства заменили таблицы полей в печатном виде, когда-то использовавшиеся геодезистами. Одной из распространенных форм является спираль Эйлера или клотоида, Я читал, что в Индии обычная кривая перехода представляет собой гиперболу третьего порядка, и мне сказали, что в Германии автобаны спроектированы как непрерывный ряд связанных клотоидов без тангенциальных сечений или круговых кривых.