Nazwa programu: Hamstwo.
Cel: wspomaganie pisania plików chk.
Zadania: liczenie przekładni hamulcowej, generowanie wpisów, proponowanie wartości.
Dane wejściowe: parametry hamulca (bez przekładni), masa hamująca.
Ogólna zasada działania: liczenie przekładni poprzez iteracyjne wyliczanie przybliżonej drogi hamowania.
W związku z brakiem dostępu do karty UIC 544-1 potrzebny jest własny program, który w sposób przybliżony będzie w stanie wyliczyć przekładnię hamulcową (BCM) na podstawie masy hamującej. W tym celu należy dokonać analizy dostępnych danych:
a) charakterystyki pojazdu wzorcowego,
b) tabele wymaganego procenta masy hamującej,
c) działanie czuwaka/SHP.
Jadący pojazd, który ma wymagany procent masy hamującej, musi być w stanie zahamować hamowaniem nagłym na odcinku od semafora do semafora (czyli na drodze hamowania), przy czym od chwili włączenia SHP do wdrożenia hamowania nagłego mija jeszcze 10 sekund, przez które pojazd porusza się z maksymalną prędkością.
Sam proces takiego hamowania można podzielić na dwie części: napełnianie i hamowanie właściwe. W czasie napełniania siłowniki napełniają się powietrzem i wywołują coraz większy nacisk klocków. Podczas hamowania właściwego ciśnienie ma cały czas największą możliwą wartość. Proces ten ma bardzo ważną cechę: skalowanie liniowe. Pojazd o 2 razy większej masie przebędzie 2 razy dłuższą drogę, przy tym samym nacisku klocków. W przypadku zmiany tarcia klocków zachodzi relacja odwrotna — 2 razy większe tarcie daje 2 razy mniejszą drogę. Z racji tego, że tarcie to iloczyn nacisku i współczynnika tarcia, nacisk by musiał być ponad 2 razy większy (przy czym część powyżej dwóch zależy w dużej mierze od konkretnej wartości nacisku).
Zatem można napisać tabelę hamowania:
| napełnianie | | hamowanie | |
| 0 | | tn | | tn+th |
| vp | | vh | | 0 |
| 0 | | sn | | lh=dn+sdh |
O ile sdh (standardową drogę hamowania) można łatwo obliczyć z właściwości hamowania, o tyle wiele trudniejsze jest znalezienie prędkości na końcu napełniania vn, mając daną prędkość początkową vp i czas tn. Wynika to z tego, że współczynnik tarcia zmienia się ze względu na rosnący nacisk i malejącą prędkość. W przypadku krótkich czasów i niewielkich opóźnień hamowania można przyjąć, że współczynnik ten jest w przybliżeniu stały, a więc cały proces skaluje się liniowo z czasem — dwa razy dłuższy czas napełniania daje dwa razy większą różnicę vp-vn. Jednak w przypadku hamulca wolno działającego czas ten sięga ponad 20 sekund (czasem nawet dużo ponad), co oznacza dość znaczne różnice we współczynniku tarcia.
Na tę chwilę rozwiązaniem jest doliczanie poprawki około połowy różnicy wartości na początku i końcu. Problemem jest tylko to, że hiperbola jest wykresem funkcji wypukłej, a zatem taka prosta poprawka może być za duża. Z drugiej zaś strony, cały sposób liczenia powinien mieć błąd nie więcej niż 10%, zatem napełnianie nie powinno tutaj odstawać od normy.
Jeszcze innym sposobem jest wykonanie tabeli spadków prędkości dla kolejnych czasów napełniania (podobnie jak jest z drogą hamowania pojazdu wzorcowego od prędkości). Poza koniecznością wykonania wielu pomiarów na początku (co i tak będzie konieczne), powinno to dać najlepsze rezultaty.
Oczywistym jest, że podczas hamowania występują też inne siły hamujące, np. opór powietrza, jednak ich wpływ zawiera się w dokładności całej metody. Jednocześnie pominięcie ich, a więc jednocześnie wzmocnienie hamulców, będzie stanowić już pewien margines bezpieczeństwa.
Liczę na propozycje z rozwiązaniem problemu napełniania, które jednak nie będą stosowały skomplikowanych operacji matematycznych (np. całkowanie). Wiąże się to z tym, że nie zależy mi na wyciąganiu fizyki z symulatora i przeliczania jej bez wyświetlania sceny — program ma wspomagać tworzenie, a wielokrotne przeliczanie równań ruchu w celu znalezienia dobrej wartości będzie bardzo czasochłonne.
Ankieta