שְׁאֵלָה:
האם מטוסים יכולים להמריא מהליכון?
Sargun Dhillon
2015-09-30 15:49:13 UTC
view on stackexchange narkive permalink

שים לב שזו יותר שאלה של פיזיקה מאשר תעופת תעופה.
נושא זה סוקר רבות באתר Physics Stack Exchange, והתשובות שם מומלצות לקריאה לכל מי שסקרן את הכוחות והפיזיקה המעורבים.

אם היה לך הליכון ענק שהיה מישור אינסופי, היה לך מהירות מתכווננת לאין שיעור ויכול לדרוך לאורך כל אחד מממדיו ממריא מטוס ממנו?

http://blog.xkcd.com/2008/09/09/the-goddamn-airplane-on-the-goddamn-treadmill/
אה לא, לא ההליכון!
אההההה! ובכן היינו חייבים לעשות את זה כאן. ;)
מישהו * בנה * הליכון ענק כדי לבדוק זאת. ראה את הסרטון [Mythbusters למטה] (http://aviation.stackexchange.com/a/21407/62)
יש לציין כי גרסת ה- xkcd גורמת לטחנת הברגה להתאים באופן אקטיבי למהירות הגלגל, מה שמוביל לסכסוך, בעוד ששאלה זו רק מניחה כי טחנת הברגה חופשית לנוע, שיש לה תשובה ברורה.
ההליכון לא רלוונטי. כל מה שהוא יכול לעשות זה לסובב את הגלגלים. היא לא יכולה להזיז את המטוס. מיתוס באסטרס צריך להיחשב בידור ולא חקירה מדעית רצינית. הם עשו עבודה מחורבנת עם זה והדגימו, ובכן, שמטוס יכול לטוס.
@Simon - אני לא חושב שאני מבין את הנקודה שלך שכל המיתבוסרים הוכיחו שהיא שהמטוס יכול לטוס. הם הניחו מטוס על יריעת בד גדולה, היה שג'יימי משך את הבד לכיוון אחד ואילו אולטרה-אץ מואץ בכיוון השני. אלא אם כן רצית שהם יבנו מסלול מסוע ממונע בתקציב תוכנית טלוויזיה אני לא חושב שהם יכלו להמחיש את הרעיון טוב יותר. או שאתה מנחה את האפשרות שזה לא היה יוצא מכלל שליטה (כאשר * הרבה * אנשים טענו בנקודת מבט זו) או שאתה לא מבין מה הניסוי הראה.
שֵׁשׁ תשובות:
Charlie
2015-09-30 16:19:58 UTC
view on stackexchange narkive permalink

כולם הלכו יחד "הו אלוהים, לא זה" משום שאותה שאלה עוררה דיונים אינטנסיביים בעבר. כלי טיס מסתמכים על זרימת אוויר מעל הנייר (כנפיים / זנב וכו ') כדי לייצר מעלית - שאינה תלויה בתנועת הצמיגים. המשמעות היא שעם מספיק אוויר שיעבור מעל הכנף, המטוס יטוס גם אם הוא לא מתקדם בכלל ביחס לקרקע.

זו הסיבה שמטוסים על רמפות. בשדות תעופה צריך להיות קשור לקרקע. זה לא רק כדי למנוע מהם להתגלגל, אלא להמריא אם זרימת האוויר תעבור מספיק מהר מעל הכנף.

אם אתה מעוניין בקטע משעשע, MythBusters עשו די ניסוי מדעי לכך.

זה לא שהוא לא זז בהתייחס לקרקע, אלא שההליכון * לא יכול למנוע ממנו לנוע בהתייחס לקרקע *.
כל מה שסרטון Mythbusters עשה היה להוכיח שהגלגלים במטוס יכולים להתמודד עם סיבוב בסיבוב כפול מהסל"ד הדרוש להמראת המטוס.
@FreeMan: הגלגלים הם גלגלים חופשיים ובעצם אינם מחוברים למטוס. תחשוב על זה ככה: אם אתה שוכב על הגב שלך עם גלגיליות, אני יכול להרים את הרגל שלך על ידי סיבוב הגלגלים? אתה אומר שאני יכול.
@slebetman לא בטוח שאני עוקב אחריך. המטוס נע קדימה ב X- קשרים, בעוד ג'יימי משך את "המסוע" לאחור ב X- קשרים. הכנפיים יצרו מספיק הרמה להמראה, אך הגלגלים הסתובבו ב -2X. לכן, כל מה שהווידאו הוכיח שהגלגלים יכולים להתמודד עם סיבוב ב -2 X, שם הם בדרך כלל יסתובבו ב X. אני מבין לגמרי שלמראה אין שום קשר למהירות הסיבוב של הגלגלים ולכן ציינתי שהניסוי לא לא להוכיח שום דבר אחר.
@FreeMan: הגלגלים שמסוגלים להתמודד עם סיבוב במהירות X אין שום קשר לשמירת המטוס מלנוע קדימה. הגלגלים בעצם פועלים כמסבי גלילה. הדרך היחידה לעצור את המטוס היא לגרום להתפוצצות הגלגלים (מה שאפשר אולי לעשות עם חוט חוט בתיאוריה). הייתה גם תשובה בפיזיקה SE שהצביעה כי האינרציה הסיבובית של הגלגלים יכולה להקנות כוח זעיר על המטוס. אבל יידרש לגלגלים שנעים במהירות האור או מעבר למהירות האור.
@FreeMan - אלא שתיארת זה עתה את הדרישות למטוס להמריא מהליכון. הגלגלים פשוט חייבים להיות מסוגלים להסתובב בחופשיות במהירות ההמראה הכפולה מבלי שחיכוך הציר במהירות הגבוהה יותר מאט את המטוס מתחת למהירות האוויר קדימה הנחוצה להמריא. לפיכך הם הוכיחו שמטוס יכול להמריא ממסוע.
@slebetman אני חושב שאנחנו אומרים את אותו הדבר בדיוק מכיוונים מנוגדים, אז אני אסכים לחלוק על נוסח ההצהרות שלנו תוך הסכמה לעיקרון שלמסוע מתחת לגלגלים יש השפעה זניחה (לכל היותר) יכולתו של המטוס להמריא.
ה"ניסוי "שיוכיח שהמסוע אינו קשור להמראה יהיה שהטייס יקדם את המנוע לשיוט סרק בזמן שג'יימי מושך את החגורה _ לכיוון ההמראה_. הגלגלים לא יתגלגלו כלל, אך בסופו של דבר תיווצר מהירות רוח מספקת, המטוס ימריא, ובמיומנות מסוימת הטייס היה מטפס החוצה, אם כי לאט.
ratchet freak
2015-09-30 15:57:58 UTC
view on stackexchange narkive permalink

כן.

מטוסים משיגים את כוחם באמצעות האוויר. הגלגלים אינם מופעלים. הגרירה מהגלגלים תגביל את המהירות שבה הליכון יכול לעבור לפני שהמטוס לא יוכל להמריא יותר.

פשוט יותר להבין אם תבחר מסגרת ייחוס אחרת. נניח שההליכון עומד במקום אך האוויר נע סביבו לכל כיוון ובכל מהירות.

שימו לב שזה עתה תיארתי יום סוער.

האם היה אי פעם מטוס שעף משם, או הונף ביום סוער?
@SargunDhillon [כן.] (Https://www.youtube.com/watch?v=TlEKiSwttsc) - קישור YouTube של סלבטמן.
הוויכוח של יום הרוחות לקוי במקצת. אם הרוח נושבת לאורך שדה התעופה המטוסים ייקחו לרוח.
@Taemyr אין שום דבר שמונע מהמטוס להדליק את מסוע האורך האינסופי ולהפוך לרוח.
@ratchetfreak הייתי אומר שהשאלה מרמזת שבמקרה זה מחרוזת החוט תפעל בכיוון השני. בעצם מסובב את הרוח.
@Taemyr זה לא בלתי אפשרי להמריא עם זנב ו / או רוח רוח פשוט מטריד יותר. (זכרו שההליכון בשאלה הוא אינסופי מכל הצדדים)
@ratchetfreak מוסכם, השאלה מקבילה להוצאת שדה תעופה ארוך לאין שיעור עם רוח זנב למינרית חוזק שרירותי. אני גם מסכים שזה יהיה אפשרי. - עם זאת אני חושב שאלו שטוענים שהמטוס לא יכול היה להמריא מחוט החוט יטענו גם שהמטוס לא יכול להמריא משדה התעופה האינסופי הזה. בעולם האמיתי שני דברים ימנעו המראה, אורך המסלול וסערה.
@Taemyr להליכון אין שום קשר למקום ממנו באה הרוח. זה תלוי רק ב"רוח "(שה- OP לא מזכירה אותה) ובמטוס הדחיפה / הכיוון.
aeroalias
2015-09-30 16:27:36 UTC
view on stackexchange narkive permalink

שאלה זו היא במקרה הטוב, מעורפלת. יכולות להיות תשובות כן וגם לא על סמך הנעשה עם המטוס וההליכון. העניין הוא שכדי שמטוס ימריא, צריך להיות מספיק מהירות אוויר . אם אין רוח, מהירות האוויר שווה ל מהירות הקרקע

בהנחה שאין רוח (אל תוך המטוס או כנגד המטוס), ישנם שני פתרונות אפשריים.

  • אם המטוס נייח יחסית לקרקע, הוא לא ימריא (מכיוון שמהירות הרוח היא אפס).

  • אם המטוס נע יחסית לקרקע (במהירות מספקת), הוא ימריא.

נניח שיש לנו מטוס סילון (רק לצורך הוויכוח) ואחד כזה דוחף את המצערת והיא מתחילה להתקדם. כעת, מכיוון שההליכון הוא במהירות מתכווננת לאין שיעור, אנו יכולים לקבל שלושה תנאים:

  • אם מהירות ההליכון היא אפס, המטוס יפיק בסופו של דבר הרמה ממריאה ותמריא.

  • אם מהירות ההליכון מותאמת כך שהמטוס יישאר נייח יחסית להליכון , המטוס ימריא (כשהוא נע ביחס ל הקרקע וכך גם מהירות האוויר).

  • אם מהירות ההליכון מותאמת כך שהמטוס יישאר נייח ביחס לקרקע , המטוס לא יכול להמריא, מכיוון שמהירויות הקרקע והאוויר הן אפסיות. שים לב שבמקרה זה, מהירות המטוס יחסית להליכון היא כפולה מהמהירות בה פועלת ההליכון.

אם יש רוח, הנדרש ניתן לכוונן את מהירות הקרקע בהתאם, אך העיקרון נשאר זהה. לדוגמא, אם מהירות הרוח שווה למהירות האוויר הנדרשת להמראה, המטוס יתנשא למרות שהוא נייח ביחס לקרקע.

שוב, הרעיון החשוב כאן הוא מהירות האוויר. זה לא משנה אם המטוס נמצא על הליכון, מסלול רכבת או מסלול מסלול.

נקודת הכדור האחרונה שלך לקויה, והיא כל הבעיה ב"חידה "המטופשת הזו. להליכון אין שום דרך להתגבר על הדחף העצמאי שנוצר על ידי המנועים - הוא לא יכול למנוע מהמטוס לנוע יחסית לקרקע, ולכן יחסית לרוח.
@Dan עד שהמטוס ימריא, הגלגלים על הקרקע. אם מהירות ההליכון תואמת את מהירות הסיבוב של הגלגלים (שימו לב למסלול ההליכון יש אינסוף אינסופי ולא לשים לב לחיכוך המתגלגל), המטוס יכול * תיאורטית * להיות נייח ביחס לקרקע. בעיה זו היא משום שהשאלה פתוחה למדי ללא גבולות.
@aeroalias איך? הפיזיקה לא תואמת - אני מניח שבמהירות מסוימת ייתכן שיש לך כשל בגלגל, אך בעוד שמסבים אלה תפקודיים אין כמעט קשר בין דחף קדימה לסיבוב הגלגלים.
@Dan אנא עיין ב [אותה שאלה בפיסיקה Stackexchange] (http://physics.stackexchange.com/questions/32269/wat-will-happen-if-a-plane-trys-to-take-off-off-whilst-on -הליכון) להסבר הרבה יותר ברור על מה שאני מנסה לומר.
הבעיה היא ש- # 3 אינו אפשרי. לא משנה כמה מהר פועל ההליכון, הצמיגים במטוס מסתובבים בחינם ולכן פשוט מסתובבים מהר יותר בזמן שהמטוס ממשיך לעשות את מה שהוא עשה לפני (מואץ אם הוא נמצא בהספק). במילים אחרות, אם המנועים היו כבויים ואתם מפעילים את ההליכון, (בהנחה שהבלמים אינם מכוונים) הצמיגים היו מסתובבים אך המטוס יישאר נייח. שים לב שלמען הבהירות זה מתעלם מהחיכוך בין הציר לרכזת הגלגל וכי בסופו של דבר זה יתחיל לאט לנוע, אך זה מתגבר על ידי דחף בשאלה.
מה שכולם מפספסים זה שההליכון, ומה שהוא עושה, אינו רלוונטי לחלוטין. הדבר היחיד שהיא יכולה לעשות הוא לסובב את הגלגלים (תוך התעלמות מחיכוך, שזו טעות עיגול בכוחות המעורבים). הדבר היחיד שחשוב הוא אוויר מעל הכנפיים והדרך היחידה שניתן לייצר (בהנחה שאפס רוח) היא שהמטוס ייצר דחף בצורה הרגילה. המחצית הראשונה של תשובתך נכונה. המחצית השנייה שגויה. ההליכון לא יכול להזיז את המטוס.
זו התשובה היחידה שנכנסת לפרטים על הפרשנויות הלגיטימיות השונות לשאלה, ולכן זו התשובה המלאה היחידה. עם זאת, יש טעות בנקודה השלישית. כדי להשאיר את המטוס נייח יחסית לקרקע, המהירות היחסית בין המטוס להליכון גבוהה בהרבה מכפול. ההליכון יכול להאט את המטוס רק באמצעות התנגדות גלגול טפילית בגלגלים. חיכוך IE.
בגלל אובדן טפילים, אם המטוס מוציא מספיק דחף לנסיעה של 100 קמ"ש, הוא ייסע רק 99 קמ"ש אם על הקרקע. אם ההליכון הולך בכיוון השני במהירות של 100 קמ"ש, זה רק היה מאט את המטוס בקמ"ש נוסף. זה יהיה כמו שהמטוס מוציא מספיק דחף כדי לעבור 200 קמ"ש: הוא ילך רק ב -198 קמ"ש על הקרקע. אתה צריך את הכוח שמריץ ההליכון על המטוס כדי להיות שווה לכוח שהמטוס מפעיל על האוויר. וההליכון שלך יעיל רק בכ- 1-5% בהאטת המטוס.
@Shane כפי שהוא, ניתן לענות על השאלה רק על ידי יישום הנחות ואילוצים. אם אתה מכניס חיכוך, מומנטום והתנגדות מתגלגלת לשטות ההיפותטית הזו, אז זה הופך להיות בלתי ניתן למענה, אלא אם כן מוסיפים לשאלה גבולות ואילוצים קיסריים.
h22
2015-09-30 23:46:06 UTC
view on stackexchange narkive permalink

כן. זה לא ממש משנה לאיזה כיוון ובאיזו מהירות ההליכון יסתובב; המטוס ימריא.

הדרישה היחידה להפקת מעלית היא לעבור דרך האוויר די מהר. המהירות נוצרת על ידי דחף. והדחף של מנוע המטוס אינו תלוי במהירות הקרקע ("קרקע" תהיה משטח ההליכון במקרה זה).

ההליכון יכול להשפיע רק על מהירות הקרקע ולכן לא תהיה לו שום השפעה על דחף המנוע. מכאן שלא תהיה לכך השפעה משמעותית על מהירות האוויר, אלא אם כן באמצעות כוחות החיכוך במסבי הגלגלים. אני מניח שכוחות אלה הם קטנים בהשוואה לכוח המנוע.

הסיכוי היחיד, מכיוון ששלדת המטוס מיועדת למהירות הקרקע המוגבלת בלבד, ההליכון עשוי למנוע את ההמראה באמצעות סיבוב בתוך בכיוון ההפוך מספיק מהר כדי לגרום לקריסת השלדה.

אם נתעלם מחיכוך, ההליכון לא ישפיע על מהירות הקרקע ולא על מהירות האוויר, אלא אם כן אתה מגדיר 'מהירות קרקע' כמהירות יחסית למשטח ההליכון הנע. אם אתה מגדיר 'מהירות קרקע' כיחסית לכדור הארץ שעליו יושב ההליכון (כלומר הגדרה נורמלית של מהירות קרקע), מהירות הקרקע תהיה שונה ממהירות האוויר רק לפי מה שהרוח הייתה במקרה באותה עת.
אילו כוחות יגרמו לקריסת השלדה?
@Octopus חיכוך בסבי הגלגלים המוביל למומנט על תמוכות הנחיתה.
"מהירות קרקע" אני מתכוון יחסית למשטח ההליכון (ה"קרקע "שממנו ממריא המטוס). ההליכון עשוי להכריח את הגלגלים להסתובב מהר יותר מכפי שהמסבים יכולים להחזיק על ידי תנועה מהירה מספיק בכיוון ההפוך.
@DavidRicherby שלא לדבר על חיכוך בסבי הגלגל וחיכוך על משטח הצמיג (גם עם אוויר וגם עם משטח ההליכון) עשוי להצית את הציוד.
John Ray
2015-10-01 20:12:28 UTC
view on stackexchange narkive permalink

תיאורטית כן. במציאות זה תלוי.

תיאורטית

איננו מתחשבים בחיכוך במסבי גלגל הנחיתה או בין ההליכון לגלגלים. פירוש הדבר שעם המטוס שישב סתם סרק, אם ההליכון ינוע המטוס יישאר דומם. אתה יכול לנסות זאת על ידי הנחת מכונית צעצוע על פיסת נייר. אם אתה מטפטף את הנייר הלוך ושוב המכונית לא ממש זזה. הסיבה היחידה שהמכונית נעה היא בגלל חיכוך. אם היית מסיר חיכוך בגלגלים המכונית לא הייתה זזה בכלל. כעת קבענו כי למסלול הנע אין שום השפעה על המטוס. הטייס חופשי להניע את המנוע ולהמריא.

במציאות

התשובה האמיתית תלויה בתכנון ובגבולות המטוס / הליכון:

  • בחיים האמיתיים יש חיכוך בציוד הנחיתה. יש גבולות לאיזו מהירות הגלגלים יכולים להסתובב לפני שהם נכשלים. אבל, תהיה גם גבול כמה מהר ההליכון יכול ללכת.
  • יש גבולות כמה מהר ההליכון והמישור יכולים להאיץ ולשנות כיוונים. ייתכן שטייס מסוגל להביא את ההליכון לכיוון אחד ואז להסתובב ולהמריא לכיוון השני.
  • הליכון גדול מאוד שנע במהירות גבוהה היה יוצר רוח. רוח חזקה מספיק יכולה לאפשר למטוס להמריא למרות שהוא עומד במקום.
"או בין ההליכון לגלגלים." אם לא תסביר חיכוך בין הצמיגים להליכון, הגלגלים אפילו לא יסתובבו. המטוס היה פשוט מחליק על פני ההליכון.
Loren Pechtel
2015-10-02 08:47:59 UTC
view on stackexchange narkive permalink

הייתה לי מחשבה כאן: אם אנו שוקלים הליכון מושלם וגלגלים / מיסבים מושלמים על המטוס הוא לא ממריא.

המטוס מתחיל להתגלגל. ההליכון תואם את מהירות הגלגל, אך זה פשוט מסובב את הגלגלים מהר יותר - כל עוד המטוס מתגלגל ההליכון נמצא במירוץ בלתי נגמר נגד הגלגל.

מכיוון שאנחנו מסתכלים על מושלם מערכת זו מתנהלת ללא הגבלה ובמהירות אינסופית - ההליכון (והקצה החיצוני של הגלגל) עומד להתקרב למהירות אורות. המסה צומחת ללא הגבלה, המטוס כבד מכדי להמריא.

בעולם האמיתי עם מערכות לא מושלמות משהו צריך לתת.

1) לגלגלים יש מהירות מרבית. חרג מזה יותר מדי וציוד הנחיתה שלך יתפוצץ. המטוס מתלבש על ההליכון, החיכוך גדול מכדי שיוכל להתגבר עליו, הוא נזרק לאחור ואז נעצר.

2) ההליכון מהיר ביותר. אם הגלגלים יכולים לשרוד את מהירות ההמראה בתוספת מהירות זו שהמטוס ממריא, אחרת מספר 1.

3) להליכון יש קצב תאוצה סופי. המטוס עשוי מאוד להמריא לפני שההליכון יעלה מהירות רצינית.



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...