Yaw damper는 기차, 항공기 등의 이동체에서 요동을 줄이기 위해 사용되는 장치로 주로 회전 운동을 제어한다.
요동 제어가 탈선 계수에 어떻게 영향을 미치는지는 다음과 같은 요소들을 고려해야 한다.
- 기차의 동역학: 기차의 질량, 속도, 가속도, 트랙의 곡률 등의 동역학적 특성
- 트랙의 상태: 트랙의 불균형, 유연성, 견고성 등
- 요동 제어 장치의 성능: 제어 알고리즘, 반응 속도, 제어 힘의 크기 및 방향 등.
가속도계
우리는 가속도의 개념부터 정확히 짚고 넘어가야 한다. 가속도 센서를 이용해서 측정할 때, 가속도는 우리가 흔히 생각하는 물리적인 정의로서 힘을 질량으로 나눈 값만이 아니기 때문이다.
기기 내부의 가속도계는 작은 질량이 특정 방향으로 기울어질 때 그 기울임을 감지한다. 그것으로 기기의 움직임 또한 감지하는 것이다.
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화면 방향 전환: 스마트폰 내부의 가속도계는 중력에 의해 작용하는 힘을 감지한다. 세로로 들어있는 폰을 가로로 기울였을 때, 중력 방향에 따른 가속도계의 출력값이 변하게 된다. 이 변화를 감지하여 기기는 화면의 방향을 변경하게 된다.
걸음 수 측정: 걷거나 뛸 때 발생하는 움직임은 특정한 가속도 패턴을 갖는다. 가속도계는 이런 움직임에 따른 가속도 변화를 감지하게 되며, 소프트웨어는 이 패턴을 분석하여 걸음 수를 계산한다.
횡방향 가속도
횡방향 가속도는 기차가 커브나 굴곡진 철로를 지나갈 때 발생하는 가속도를 의미한다. 이 횡방향 가속도가 높으면 승객이나 화물에 부작용일 발생할 수 있다. 예를 들어 기차가 커브를 너무 빠르게 지나가면 승객이 흔들리거나 화물이 넘어질 수 있다. 이 값을 모니터링하여 기차의 안정성을 유지할 수 있다.
yaw daper는 이를 감지할 때, 작동하고 있을 가능성이 높다. 주로 불균형한 표면의 효과나 기압이 다른 날씨 조건 때문에 발생한다.
종방향 가속도
종방향 가속도는 기차가 전진하거나 브레이크할 때 발생하는 가속도를 의미한다. 예를 들어 기차가 급하게 가속하거나 급정거할 때, 승객이나 화물에 부작용이 발생할 수 있다.
사용 예
댐핑계수가 30%일 때, 시속 5km일 때, 선로를 누르는 힘이 4.5kN 이고 시속 30km일 때, 선로를 누르는 힘이 4.8kN, 시속 200km일 때, 선로를 누르는 힘이 6.15kN
댐핑계수가 40%일 때, 시속 6.68km일 때, 선로를 누르는 힘이 6kN 이고 시속 30km일 때, 선로를 누르는 힘이 6.4kN, 시속 200km일 때, 선로를 누르는 힘이 8.2kN
댐핑계수가 50%일 때, 시속 8.35km일 때, 선로를 누르는 힘이 7.5kN 이고 시속 30km일 때, 선로를 누르는 힘이 8kN, 시속 200km일 때, 선로를 누르는 힘이 10.25kN으로 적용된다.
