Was ist eine Spiralkurve und wie unterscheidet sie sich von einer normalen Kurve?

Ich habe die Begriff gehört Spiralkurve verwendet , um einen Abschnitt der Autobahn zu beschreiben , das ästhetisch auf den Fahrer Auge gefallen. Ich glaube jedoch, dass ich auf genug Straßen gefahren bin, um sagen zu können, dass ich den Unterschied zwischen einer bestimmten Kurve, die nicht "scharf" ist, definitiv nicht erkennen kann.

Könnte jemand erklären, wie man feststellen kann, ob ein Kurvenabschnitt auf einer Autobahn als "spiralförmige" Kurve klassifiziert ist, und gibt es neben "gut aussehen" noch andere Vorteile?

Spiral

Eine Spiralkurve ist ein geometrisches Merkmal, das zu einer regelmäßigen Kreiskurve hinzugefügt werden kann. Die Spirale bietet einen allmählichen Übergang von einer Bewegung in einer geraden Linie zu einer Bewegung in einer Kurve um einen Punkt (oder umgekehrt).

Die Verwendung einer Spirale bewirkt, dass die Straße oder Spur der gleichen Form folgt, die das Fahrzeug von Natur aus annimmt. In einem Auto geht man nicht direkt vom Geradeausfahren zum vollständigen Abbiegen. Es gibt einen Übergangsbereich, in dem Sie das Lenkrad langsam drehen. Die Querbeschleunigung wird beim Eintritt in die Spirale langsam erhöht oder beim Verlassen der Spirale langsam verringert.

In der Abbildung unten ist die Spirale der rote Teil.

_{Wikipedia-Bild}

Hghways

Auf Autobahnen sind die Fahrspuren so breit, dass Sie eine Spirale fahren können, indem Sie sich von einer Seite der Fahrspur zur anderen bewegen. Manchmal wird dies als "Richten der Kurve" bezeichnet. Aus diesem Grund werden auf Autobahnen nicht auf allen Kurven Spiralen verwendet.

Eisenbahnen

Eine Branche, in der Spiralen in großem Umfang eingesetzt werden, ist die Eisenbahnindustrie . Autos auf einer Straße haben die Freiheit, sich von einer Seite der Fahrspur zur anderen zu bewegen, ein Zug hat diesen Luxus nicht. Ein Zug wird starr an den Schienen geführt und darf nicht abweichen.

Auf Eisenbahnschienen haben alle Kurven mit Ausnahme von Kurven mit sehr niedriger Geschwindigkeit Spiralen auf beiden Seiten der Kurve. Dies sorgt für einen sanften Übergang bei der Querbeschleunigung. Dies verbessert den Passagierkomfort erheblich. Spiralen werden auf Güterstrecken eingesetzt, weil sie auch die Kräfte auf die Gleiskomponenten selbst reduzieren.

Ein Nachteil der Verwendung von Spiralen ist, dass sie den Platzbedarf für jede Kurve erhöhen. Spiralen verlängern effektiv die Kurve.

Es geht nicht darum, "ästhetisch ansprechend für das Auge zu sein", sondern um Komfort.

Wenn Sie eine Kurve hätten, die nur ein Kreisbogen ist, würden Sie beim Betreten dieser Kurve sofort eine seitliche Zentrifugalkraft spüren, die proportional zu Ihrer Geschwindigkeit und umgekehrt proportional zum Radius der Kurve ist. Mit anderen Worten, Sie müssten das Lenkrad plötzlich in eine Position ruckeln, in der Sie der Kurve folgen können, und Sie müssten es ebenso plötzlich zurück rucken, um die Kurve wieder zu glätten.

Stattdessen haben Autobahnkurven eine "Lockerung", dh sie folgen einer Form, in der Sie allmählich in die Kurve hinein und dann allmählich aus ihr heraus lenken, wodurch sich die empfundene Seitenkraft allmählich erhöht und verringert. Mathematisch ist die Form einer solchen Kurve eine logarithmische Spirale.

F: ... wie man feststellen kann, ob ein Kurvenabschnitt auf einer Autobahn als "Spiralkurve" klassifiziert ist, und gibt es neben "gut aussehen" noch andere Vorteile?

A: Der Zweck einer Spirale oder Übergangskurve hat nichts mit Ästhetik zu tun. Sie wurden ursprünglich aus Sicherheitsgründen im Zusammenhang mit Überhöhungen auf Eisenbahnen eingeführt, wie hier erläutert: Anmerkungen zu Übergangs- und Endkurven . Auf Hochgeschwindigkeitsautobahnen ermöglichen sie dem Fahrer das Betreten / Verlassen einer Kreiskurve mit allmählicher Zunahme / Abnahme der Lenkradauslenkung. Die mathematische Form der Spirale kann von Gerichtsbarkeit zu Gerichtsbarkeit variieren und hat sich in den letzten Jahrzehnten möglicherweise geändert, als Taschenrechner und andere Rechengeräte die von Vermessungsingenieuren früher verwendeten gedruckten Feldtabellen abgelöst haben. Eine häufige Form ist die Euler-Spirale oder Klothoide. Ich habe gelesen, dass in Indien die übliche Übergangskurve eine Hyperbel dritter Ordnung ist, und mir wurde gesagt, dass in Deutschland Autobahnen als durchgehende Reihe zusammenhängender Klothoiden ohne tangentiale Abschnitte oder kreisförmige Kurven ausgelegt sind.