שְׁאֵלָה:
כמה דחף זקוק למטוס כדי להמריא אנכית?
NitinG
2015-01-13 17:26:29 UTC
view on stackexchange narkive permalink

בכמה תערוכות אוויר ראיתי כמה מטוסים גדולים (כמו 737) ממריאים כמעט אנכית.

בדרך כלל, מטוסי נוסעים / מטען מלאים לא עושים את זה, אני מניח שבגלל בעיות בטיחות אבל אני חושב שצריך הרבה דחף נוסף כדי להמריא כמעט אנכית.

אז האם המראה אנכית אפשרית בכל סוג של מטוס (ללא משקל מופרז ומתן דחף מלא) או שרק כמה ספציפיים יכולים לעשות זה?

כדי להרים אנכית אתה צריך דחף כמו משקל המטוסים. רוב [מטוסי הקרב] (http://en.m.wikipedia.org/wiki/Thrust-to-weight_ratio) יכולים לעשות זאת אך לא מטוס מסחרי.
-1
הדבר החשוב לציין הוא שהמטוס לא מתנשא לגובה מהר מהרגיל: הוא פשוט נשאר על המסלול זמן רב יותר לפני שהוא מתרומם בחדות מכיוון שהוא נראה מרשים יותר. אם בכלל, זה בדרך כלל גורם לקצב טיפוס כולל נמוך יותר (נמדד כזמן לגובה).
שְׁלוֹשָׁה תשובות:
Peter Kämpf
2015-01-13 18:23:34 UTC
view on stackexchange narkive permalink

ראשית, בואו נסכים על המינוח: מה שראית בתצוגות אוויר הוא נתיב טיסה אנכי. טס אופקי ראשון, המטוס הועלה עד שהאף כיוון ישר לשמיים.

באופן מפתיע, אין צורך בדחף לביצוע התמרון הזה. אפילו רחפנים יכולים לעשות את זה. מה שקורה הוא שאנרגיה קינטית מומרת לאנרגיה פוטנציאלית, קצב עליית האנרגיה הפוטנציאלית הוא פרופורציונאלי למהירות הטיסה ולמסת המטוסים. אם אתה מתחיל מהר מספיק, ניתן לשמור על טיסה אנכית זו למשך מספר שניות, עד שהמטוס יגמר מהמהירות ויעצר באוויר, ואחריו נפילה בלתי מבוקרת. טייסים מיומנים מכוונים את המטוס בכיוון הנכון על ידי התחלת סיבוב סביב הציר האנכי בראש הטיפוס, כך שהטיפה הבאה מאפשרת להם לתפוס מהירות שוב עם הגישה הנכונה של האף כלפי מטה. כעת אנרגיה פוטנציאלית מומרת חזרה לאנרגיה קינטית עד שהמהירות מספיקה למשיכה. באווירובטיקה, התמרון הזה נקרא סיבוב דוכן או דוכן פטיש.

כמה תנאים חלים, עם זאת. המטוס חייב להיות מסוגל לטוס מספיק מהר כדי שיהיה לו את האנרגיה הפוטנציאלית הדרושה כדי לקיים את התמרון בשלב ההתרוממות. זה עוזר אם המנועים שלו מוסיפים אנרגיה, ולכן האנרגיה הקינטית מדממת לאט יותר. כמו כן, בראש התמרון הוא טס באפס גרם, וזה מצריך לפחות שכל הפריטים על הסיפון יהיו מהודקים היטב. לבסוף, התוספת זקוקה לגורם עומס גדול מ- 1 גרם, וככל שגורם העומס המרבי גבוה יותר, כך ניתן להטיס את התוספת הזו.


כעת שונתה השאלה: נתיב הטיסה האנכי מוטס מיד לאחר ההמראה. זה מגביל את מהירות הכניסה לתמרון, ורחפנים לא יוכלו לעשות זאת. אם ניקח את השאלה 737 ונטיס אותה ללא מטען ומעט דלק, מסה הטיסה $ מיליון $ של 737-700 הוא 40 טון, והדחף המותקן הוא כ- 200 ק"ג (סטטי בגובה פני הים). נניח שהטייס מאיץ לאחר ההמראה למהירות אופקית $ v $ = 100 m / s (194 KTAS) תוך כדי משיכת הדשים, האנרגיה הקינטית ($ 0.5 \ cdot m \ cdot v ^ 2 $) שווה ערך לאנרגיה פוטנציאלית. ($ m \ cdot g \ cdot h $) של עליית גובה h של $$ h = \ frac {v ^ 2} {2 \ cdot g} = 510 m $$ המנועים מספקים פחות דחף במהירות הולכת וגוברת; אולי 40% מהמשקל, כך שהמטוס עדיין יאיץ במשך 18 ° - 20 ° הראשונים של שינוי מסלול הטיסה של 90 °. זה יעכב את הנקודה לאחר שדממת המהירות ויוסיף אולי 150 מ 'לשעה. ב 100 מ / ש משיכה ברדיוס של 500 מ 'תוסיף גורם עומס של 2 גרם. הטייס צריך למשוך פחות ראשון וקשה יותר בתום התמרון על מנת להישאר בגדר גורם העומס המרבי של 2.5. כאשר מהירות מדממת, כך גם הרמת הכנף תעלה, ובמחצית השנייה של משיכת הכנף הכנף לא תיצור מספיק הרמה בכדי לשנות את נתיב הטיסה מספיק בכדי להגיע לגישה האנכית הרצויה. כמו כן, המטוס יהיה נמוך מאוד להחלמה בטוחה.

זה גורם למפקפק למדי כי מטוס נוסעים יכול להימשך עד לטיפוס אנכי לאחר ההמראה. אם התמרון מתחיל במהירות גבוהה יותר ועם קצת יותר מרחק מהקרקע, אני לא רואה שום סיבה שזה לא יהיה אפשרי בבטחה.

מנקודת מבט של פיזיקה אתה צודק, וכך זה עובד עבור מטוסים מספיק ניתנים לתמרון, אך האם מטוסי הנוסעים באמת ניתנים לתמרון מספיק בשביל נתיב טיסה אנכי באמת בלי להיתקע לפני שהם מגיעים ל -90 מעלות? באופן אישי, הייתי נוטה לנחש שמה שה- OP באמת ראה היה משהו שדומה לגישה של 30-45 מעלות לאף, לא ממש 90. אם מישהו יכול היה לשפוך מעט אור על האם מטוסי נוסעים באמת מסוגלים לבצע (בקצרה) נתיב טיסה אנכי, אם כי, זה יהיה מוערך.
ניטפיק: האנרגיה הקינטית לא תדמם לאט יותר. זה ידמם (כלומר יומר ל- PE) בקצב _דומה_; המנועים פשוט "יוסיפו" (כלומר ממירים מדלק) יותר אנרגיה קינטית למערכת, ולכן המרת כל זה אורכת זמן רב יותר.
@imallett: זה מאוד לא רגוע! חשבתי על "המהירות תדמם לאט יותר", אבל זה היה דורש לתרגם מהירות לאנרגיה קינטית במוחו של הקורא. אז הסתפקתי במונח הקל יותר להבנה (ועדיין לא נכון).
ratchet freak
2015-01-13 18:29:35 UTC
view on stackexchange narkive permalink

למלאכה במשקל x ק"ג אתה צריך g * x ניוטונים מינימום דחף ל טיסה אנכית ממושכת (התייחסות: תיכון פיזיקה). במילים אחרות עבור כל טון משקל נדרש לך כ- 9.81 ק"ג דחף. ל- A380 יש משקל ריק תפעולי של 276 ט 'ולכן הוא יצטרך 2707 ק"ג דחיפה כדי לשמור על טיפוס אנכי. 4 המנועים שלו המפיקים כל אחד 320kN אפילו לא מגיעים באמצע הדרך.

עם זאת התנדנדות עד אנכית והמשיכה ב תוך כדי מהירות נשירה אפשרית ללא דחיפה.

לא הצלחתי למצוא שום אזכור אז לא רוצה לעשות את העריכה בצורה מעשית, אבל אני מאמין שזה יהיה מדויק יותר לומר שהמנועים מייצרים 320 kN * כל אחד *?
@MichaelKjörling כן, אתה צודק. ל- A380 יש 288,000 פאונד של דחף מקסימלי ומשקל פעולה ריק של 610,000 פאונד. ה- MTOW שלה הוא 1,268,000 פאונד. לכן, במקרה הטוב ביותר (ממש טוב מהטוב ביותר, מכיוון שאי אפשר להמריא ללא דלק), יהיה לו יחס דחף / משקל של 0.47, וב- MTOW זה יהיה 0.23. אז, אין טיסה אנכית מתמשכת ל- A380. :) מה שיהיה כיף יהיה להשיג 737 (עם כנפיים מאולצות מחדש וציוד נחיתה מאורך מאוד) המצוידים במכשירי GE90-115b. כל אחד מהם יוכל להאיץ את המטוס בטיפוס אנכי בפני עצמו. :)
הסכמה ריקה תעמוד על 0.85, היא אמורה להיות מסוגלת לטוס אנכית די הרבה זמן: D
fooot
2015-01-13 22:21:06 UTC
view on stackexchange narkive permalink

למרות ההייפ שחלק ממאמרי החדשות אוהבים להוסיף לסיפורים שלהם, עם דיבורים על המראות "כמעט אנכיות" ופניות "מפחידות", התמרונים האלה פחות קיצוניים ממה שהם נראים. אמנם גבוה מהרגיל, אך גובה של 30 מעלות לאחר ההמראה או 60 מעלות בנק אינם אנכיים. עם זאת, התוכנית האווירית עדיין אמרה שזה היה יותר מדי, ולכן תצוגות טיפוסיות של מטוסים שאינם אווירובטיים הולכות להיות אפילו פחות מזה.

כדי לענות על השאלה בכותרת, התבונן במטוס ההתקפה AV-8B Harrier II. יש לו משקל המראה אנכי מקסימלי של 20755 lb, והמנוע שלו מייצר 23500 lbf דחף. זה מתאים ליחס דחף ומשקל של כ- 1.13: 1, מכיוון שהדחף חייב לחרוג מכוח המשיכה על מנת להאיץ את המטוס כלפי מעלה. לעומת זאת, ל- 787-9 מהדוגמה שלעיל יש דחיפה של 142,000 ק"ג, ומשקלו נע בין 304,000 ק"ג לבין 557,000 ק"ג. אם המטוס שקל 400,000 ק"ג בהמראה ההיא, יחס הדחיקה למשקל היה בערך 0.36: 1. למרות שהמרת אנרגיה קינטית לאנרגיה פוטנציאלית תאפשר למטוס לטפס מהר יותר, כמות האנרגיה הקינטית הזמינה למטוס בעת ההמראה מוגבלת יותר.



שאלה ותשובה זו תורגמה אוטומטית מהשפה האנגלית.התוכן המקורי זמין ב- stackexchange, ואנו מודים לו על רישיון cc by-sa 3.0 עליו הוא מופץ.
Loading...