有眼無珠！還不拿好這份科二通過指南？_風聞
中科院物理所-中科院物理所官方账号-2020-08-23 16:31
小明同學是科目二考場上的常客，從科目一到科目二，再從科目二五次沒考過回到科目一，已有三年兩載。在科目二的考場上，小明總是以飛快的速度，完美的栽在每一個環節上。日日被教練diss，次次被考場的安全員笑話。
某日，小明同學按照規定走進了科目二考場，這已經是他第50次參加科目二考試了。考試開始前，小明默唸道：“50次機會今日將滿，將按照計劃度過修煉期，通過科二考試已指日可待。”
啪！一個巴掌落在了小明的臉上，是教練！
“我曾經是駕校KPI最高的金牌教練，正是因為你這個笨蛋！讓我連續幾年KPI墊底，拿不到年終獎，我看你今天要繼續拖我後腿！”
“教練您放心，今日一舉我必過，所有的一切我都會讓‘駕考學神’向您的boss説明清楚，加倍向您回饋3年薪酬”
啪！又一個巴掌落在了他的臉上，是安全員，他陰陽怪氣道，
“哼，就你？一個考了3年都不能過的loser，不要立flag了，必倒，懂嗎？哈哈哈哈哈”
“三年來我卧薪嚐膽，卑躬屈膝，試盡每一個可能出現的錯誤，只為修撰造福數萬萬科二考生的秘籍，卻依然受盡侮辱，今天的科二考試不考也罷！”
突然，門外走進來了“駕考學神”，眾人看到連忙上前跪拜，而“駕考學神”卻拜倒在小明同學面前，喊道，
“‘駕照考神’！掌管駕校考試的神，您受驚了。直升飛機已為您備好，所有考生的成績聽您發落。”説完便轉頭向教練和安全員戲謔道，“有眼無珠，好好看看這是什麼吧！”小明的臉上露出了笑容√。
説完兩人走出了考場，只留下一本上面寫着**“科二通過指南”**的一本書，於是眾人打開了這本書……
（以上故事純屬虛構，玩梗，過於沙雕，不可能會雷同）
科目二一共包含了五個項目——倒車入庫、側方位停車，坡道定點停車與起步、直角轉彎和曲線行駛。整個科目二考試項目，小編橫看豎看除了坡道定點停車與起步外，其他項目完全都是轉彎的技巧。也可以説，你只要熟練地掌握了熟練的轉彎的原理，掌握背後的數學幾何，那麼你的科目二百分之八十的項目就搞定了。
**新司機，**怎麼轉彎才科學？
好那接下來我們先從幾個例子入手，研究一下一輛汽車是怎麼在車道上轉彎的。我們先看看第一層的轉法，假設將這輛車看成一個方塊，只要清楚汽車的寬度w，那麼我們只要要求汽車的重心位置距離車道兩邊大於w/2，即可，如圖。對於這種情況，你只要知道車道寬和汽車寬，就能在你聰明的腦瓜裏腦瓜中，浮現出通關的路線圖了。
圖|科目二考試直角轉彎
但是你會發現要是在圖中所示處轉彎的話，需要瞬間將車變換逆時針轉90°，然而這瞬間90°的轉向角對於汽車來説，是不可能的，除非你開的是流浪地球裏的萬向輪汽車。
來源：流浪地球
假如你還有做物理題的經驗，你可能是這樣考慮的，假設汽車是一個質點，在遇到一個需要轉彎的路口時，如圖，存在一個最小的偏轉角度，或一個最大的轉向半徑，那麼恭喜你，你已經到了二層！讓小編來試着計算一下。
來源：Stack Exchange
假設我們測量了一些參數，如圖，彎道內、外半徑分別為ri和ro，汽車轉彎半徑為rr。θ為總的偏轉角度，P1和P2點則分別代表汽車軌跡與跑道相切的點。
聯立方程組
得到解
於是你就可以在你聰明的腦海裏有了一個大致的軌跡，只要沿着這條軌跡走那麼你鐵定過科二。考試開始之前你默默的拿着尺子走下了車，安全員出神的望着你遠去的背影，你留下了一句話，
很遺憾，小編只想告訴你，等你還沒開始走到P1點，你的科目二考試就已經夭折了，只因你在第二層。畢竟汽車在這個時候當成質點，是因為我汽車長得不夠寬嗎？
那麼第三層是怎麼考慮的呢，你要是學過點汽車的結構，那麼你就已經站在第三層了。汽車轉向時的機械結構，遵循阿克曼轉向幾何（Ackermann steering geometry）。
阿克曼轉向幾何
當汽車轉彎時，內外輪一方面由於走過的圓弧半徑不一致，同時為了保證內外輪能夠繞同一圓心做圓周運動。兩個原理至關重要，一個是差速器，另一個就是阿克曼轉向幾何了。差速器講的內容也挺多了，大家應該搜一搜可以搜到很多。
差速器是為了保證內外輪走過的路程不一樣且過程儘量不打滑，而阿克曼轉向幾何則是為了保證內外輪在轉彎過程中內外輪能夠做同心圓周運動，也儘量不側向打滑。所以如圖，實際汽車在轉彎時，內側前輪要比外側前輪轉更多的角度。
圖 | 汽車轉向 來源：wikipedia.org
這樣的幾何結構是通過連桿實現的，內外輪的理想阿克曼幾何形狀如圖，
圖 | 理想內、外輪轉角關係[3]
可以從圖中得出這樣的幾何關係：
式中,
通過查閲資料，小編找到一個汽車的最小轉彎半徑Rmin是有説道的，可以按照這個公式來計算，
其中，內、外轉向輪最大轉角為
來源：wikipedia.org
汽車轉向中的軌跡
從圖中可以看到，假設汽車是一個汽車在行駛過程中，並不是時時刻刻車頭都朝着軌跡的切線方向，那這就有點複雜了，你需要考慮到後內輪和前外輪的轉彎半徑是汽車四個車輪軌跡鐘的半徑最小和半徑最大的兩個。所以需要全程保持這兩個軌跡不壓線。
小編拍了拍自己聰明的小腦瓜按比例畫了一個倒車入庫的示意圖，意思是對的，可能總有些誤差。這時候就需要機智的你用尺子來量一量，從哪裏轉彎合適了。
所以啊，在開考試之前你又可以對安全員，自信地説出這句話了。
**接下來科二不就穩了嘛？**小編只能告訴你，不，你還可以到三層半，你還需要考慮，車頭和車位劃過的軌跡。畢竟，車頭和車尾才是真正的最可能觸碰到邊線的部位。
所以下次你可以跳下車，測量一番，**在你聰明的小腦瓜裏構造好車輛運行的軌跡，**在該轉彎的位置轉彎，全程保持慢速就可以了。
你還可以到第四層（正經分割線）
其實，小編自己科二都掛了兩回，理論始終要付諸於實踐。
那麼恭喜你，你看到了第四層！
注意三點一線，你的眼睛、車上的某一個部位和考場上的關鍵標識，用這個方法來確定車輛所在的位置。對了不要忘記後視鏡的關鍵用處。
注意方向盤的旋轉角度和車輛轉向的對應關係，方向盤最多能從正位置向一邊打一圈半，那麼一個方向打到死，一般也就能最多讓前內側車輪轉45°。熟能生巧，就能習慣方向盤打多少圈，速度多快，車能轉多少角度了。
最後半坡停車和起步就不説了吧，放一個離合器的示意圖。停車起步時，注意一定要等到有顛簸的感覺後，也就是離合器處於半聯動的狀態時再慢慢鬆開手剎和腳剎。具體什麼時候松腳剎，什麼時候放下離合器踏板，還是得憑一個感覺。
來源：sohu
害，其實説這麼多，所有能夠通過駕考的都是得練。
祝大家早日拿到心愛的小本本~
參考文獻：
[2] Ackermann steering geometry - 維基百科
[3] 張炳力. 汽車設計[M].安徽:合肥工業大學出版社,2011.