Задача про самолет :)

Хоть вам и кажется, что я "чего-то недопонимаю" - но настолько глупым оппонента считать не стоит.

Про крыло все абсолютно понятно. И как создается разница давлений и подъемная сила. Но не забывайте, что функция крыла - опорная. А функция авиадвигателя - перемещать самолет в воздухе. И для этого ему земля не нужна (а значит и транспортер) - нужен только воздух. Поэтому двигатель будет работать в совершенно обычном для себя режиме.

Остается вопрос - какая сила может затормозить самолет через шасси, при условии, что тормоза НЕ ВКЛЮЧЕНЫ, вращение колеса свободное и мы не берем в расчет экстремальные ситуации вроде взрыва колеса в связи с центробежной силой на огромной скорости или заклинивающего подшипника.

ВэйТ
никак не может понять, что сила трения, которая по его мнению должна остановить самолет (при отсутствии проскальзывания) вовсе не в пятне контакта с полотном - а в подшипнике ступицы шасси.

 

Да, кстати.
Про авиапромышленность говорить не стану - там совсем другие силы, но про авиаконструкторский потенциал мнение у дяди такое: "молодежь ничерта не понимает, старики вымирают, оттого и растеряли весь потенциал"

Собственно данный опрос наглядно иллюстрирует это утверждение.

 

Если бы было так как говорите Вы, то авианосцы не делали, а делали маленькие кораблики с транспортерной лентой и они взлетали бы с места.
PS чтоб еще подтвердить версию вашего дяди, о недостатках обучения современной молодежи - вчера мой друг (выпускник ХАИ) подтвердил мои слова.

 

Я сделаю еще одну попытку зайти со стороны точки зрения противников взлета и объяснить таки почему я думаю, что это решение дальше от истины, чем моя позиция:

Итак:
Единственный теоретически возможный вариант удержать самолет на месте с учетом таких допусков как:
1) отсутствие сопротивления качению колеса из-за деформации покрытия и вообще "идеальное колесо"
2) "идеальный подшипник" ступицы шасси
3) колеса самолета имеют ВЕС и соответственно момент инерции не равный нулю
4) отсутствие проскальзывания в точке контакта колеса и транспортера (это следует из п. - но повторю на всякий случай)

...Это заставить транспортер постоянно разгоняться с ускорением a=F*R^2/I,
где F - тяга двигателей,
R - радиус колес,
I - суммарный момент инерции колес.

Тогда и только тогда сила авиадвигателей будет уравновешена силой, раскручивающей колеса, тоесть силой, действующей на самолет со стороны транспортера...

В нашей же задаче - скорость, а соответственно и разгон транспортера привязаны к скорости колеса!!!!

Потому он и полетит!

 

Вы не поверите, но к авианосцам с транспортером ближе всего не моя, а ваша позиция =))

Я уже даже приводил этот пример.

 

Отойдем от предыдущего идеалистического варианта:

Еще раз вдумайтесь - усилие с ленты транспортера передается на ось колеса только через подшипник. И соответственно равно силе трения в этом подшипнике. Не более. А она пренебрежимо мала, да еще и имеет верхний предел, не зависящий от оборотов колеса.

Вот поэтому я и считаю, что никакой транспортер не сможет ни остановить ни соотв. разогнать самолет настолько круто и быстро чтобы а) компенсировать усилия двигателя б) разогнать самолет с палубы авианосца. Напомню: мы говорим о свободном и незаблокированном шасси. На авиансоцах есть и системы удержания и катапульты выполняющие разгонные и тормозные функции.

 

Нашел иллюстрацию ошибочной позиции WayT



Еще раз: я считаю эту иллюстрацию неприменимой к данной задаче. Если мы создадим по ней модель, иначе как в статике существовать она не сможет - уравнения все разойдутся нафиг - банально при любом увеличении мощности двигателей, включая просто его включение.

Эта модель применима только для закрытой системы, например для автомобиля-транспортера, т.к. для изменения Vокр ему не обязательно менять Vc, в то время как у самолета (воздух-самолет-транспортер) иного способа, кроме изменения Vc просто нет.

 

Инерция у реактивных двигателей чудовищная (если уж вы об этом заговорили) простой и наиболее яркий пример - это соревнование по разгону с места между военным истребителем и спортивной машиной, наверное не надо рассказывать про энерговооруженность обоих? Так что транспортерная лента просто живчик по сравнению с мотором самолета. Это раз. В условиях сказано о том что некая систма конмпенсирует вращение колеса движением ленты, но каким образом не сказано и соответственно можно предполагать, что существует некое упреждение. Это два.

 

Откуда в этом примере возникоает V окр.? От двигателей, которые толкают самолет и пытаются сдвинуть точку С с места. Абсолютно адекватный пример. Тут только указаны скорости, добавьте в формулу мощность двигателя и мощность транспортера и они снова уравняются.

 

Сейчас БФГ расскажет про поезда, про самолет взлетающий с тормозами, скажет что сопротивления качения такого в жизни не достичь(хотя оно в этой задаче вообще не важно). Затем придумает УПРОЩЕННЫЙ пример где добавит в систему массу промежуточных элементов, но САМОЛЕТ У НЕГО ВЗЛЕТИТ !!!
И так по подсчетам, у него уже наверно круг пятый пошел Объяснять бесполезно

 

извините что вмешиваюсь в разговор Больших дядичек....но ответьте на вопрос : если на колесики стоящие на транспортерной ленте , укрепить наимощнейший реактивный двигатель - что будет когда двигатель заработает?

 

рокето

 

Ну для начала надо конечно определиться куда будет направлен вектор тяги. Если вдоль транспортера и против его хода, причем будут соблюдаться условия что колеса не будут проскальзывать и равенство скоростей, то "колесики с наимощнейшим двигателем" останутся на месте.

 

Вы не на то смотрите:

Вдумайтесь - что произойдет с этими уравнениями, если Vс будет не равна 0? Оно просто потеряет смысл!!!!

Но я вам уже доказал, что Vc не будет равна нулю как минимум при старте двигателя. А еще при любом изменении тяги!

Следовательно вся эта модель абсолютно неверна.

Блин вы уже пошли против физики, еще и против математики хотите пойти?

Знаете, что меня особенно бесит: во всех нормальных форумах, противники взлета пишут вполне обоснованные вещи и черное белым не называют. Разница в изначальных условиях - я уже расписал ЕДИНСТВЕННЫЙ ВАРИАНТ ОСТАНОВКИ САМОЛЕТА ТРАНСПОРТЕРОМ. Заметьте - сделал это сам. Но у вас даже не хватило знаний разобраться в нем, зато писать про "пятый круг" и т.п. - пожалуйста.

5ый круг - это потому что вы не въезжаете.

 

пипец.
вы сами в это верите?

Вопрос: вы сидите на скейтборде попой. Руками вы держите веревку, привязанную к автомобилю. Вот вы катитесь 20кмч за машиной
1. изменится ли нагрузка на ваши руки, если вы будете катиться 40кмч? А 140кмч?
2. как изменится нагрузка на ваши руки если автомобиль начнет разгоняться? Разгоняться ОЧЕНЬ плавно и ОЧЕНЬ резко?

Начал рисовать блин...

 

что такое нагрузка и при чем здесь примеры ? Очень советую вам разобраться что такое инерциальная система, мне кажется это большой пробел у вас

 

вы замечательно расписали по сопротивление качению, я согласен что можно все свести к этой силе. Она действительно сопротивляется движению самолета, но это не очень большая сила и в рамках данной задачи можно принять ее равной нолю. При этом трение между колесом и транспортером все равно остается и не даст самолету сдвинутся с места.

 

нагрузка - сила, с которой вам приходится удерживать веревку.

Ща почитаю про инерциальные системы - мне не жалко. Тем более наверняка будет как с 3-им законом ньютона.

 

Именно здесь я и не согласен. Я считаю, что место "противодействия" не в пятне контакта колеса - а в оси шасси самолета. И инерция колеса при разгоне и сопротивление качению в итоге передают силу транспортера на ось. Однако процент этой силы ничтожно мал и им можно пренебречь


Я тут еще подумал:
Если смотреть на постановку задачи чисто математически используя уравнения с картинки про взаимозачет скоростей - то самолет не может сдвинуться с места из за условия равенства скоростей колеса и ленты. Однако тогда теряется весь смысл задачи - т.к. если самолет не сдвинется с места, то не начнет работать транспортер. Налицо явное противоречие в самом условии...

Либо он все-таки сдвинется и тогда говорить о равенстве скоростей некорректно либо вся система находится в состоянии покоя.

 

если автомобиль едет с одной скоростью, то сила эта постоянна, если он ускоряется и мы не будем учитывать уменьшение силы трения - то F=ma
Не пойму к чему этот пример ?

 

Я почитал про инерциальные системы. Ничего нового для себя не открыл - примитив и то, что еще с детства знал и понимал. В дебри типа теоремы Нётер или преобразования Лоренца лезть не стал. Надо было?

Еще раз повторюсь - я физику дальше школы не учил. Я учил математику, фундаментальный анализ, моделирование, автоматизированные системы управления и т.п.. Возможно я использую неверные термины и на знаю всех формул.

Но в данном случае я не просто уверен, я готов поставить реальную сумму денег, что в нашей вселенной построить реальный транспортер, способный удержать какой-либо самолет невозможно. И шасси "буксовать" на взлете не будет вообще. Вообще не заметит какого-либо сопротивления даже на обычных колесах.

 

мы принимаем что подшипник в шасси у нас идеальный

Оле !!!

Отдаленно похожу на задачу про бегуна и черепаху.
Но мы будет считать что сила двигателя подается в тот же момент что и начинает крутиться транспортер - я думаю что забота о системе управления транспортера это не основное в данной задаче.

будем считать что сила на колесо приходит одновремено с работой транспортера. Это не принципиально. Это все бантики.

 

Верно, не учитывайте.

А теперь остановим вас и машину, вы держитесь за трос, привязанный к машине стоящей на асфальте, но под вами транспортер, крутящийся в противоположную сторону со скоростью 40 кмч.

1. Будет ли отличаться нагрузка на ваши руки от варианте езды за автомобилем на такой же скорости? Если да, то за счет каких сил?
2. Если учесть, что F=ma, m и a у нас не меняются - изменится ли нагрузка на ваши руки, если транспортер под вами плавно увеличит скорость до 140кмч? До 500 кмч? до 1000кмч? и т.п.?

 

Даже если так, все равно место взаимодействия - ось в шасси, а не пятно контакта, особенно если сделать допуск о невозможности проскальзываний (колесо и транспортер тогда вообще как неразрывную систему можно рассматривать).

Вот тут я не соглашусь - результирующая скорость действительно не принципиальна, но вот управляющее воздействие имеет первоочередное значение.

На внутреннюю часть колеса приходит сила самолета через ось. Она стремится его ПЕРЕМЕСТИТЬ. На внешнюю часть колеса приходит сила транспортера и она стремится его РАСКРУТИТЬ.

Вращающий момент на колесо приходит ТОЛЬКО с транспортера. А значит чтобы колесо начало крутиться надо либо двигать самолет, либо включать транспортер. Второй вариант противоречит условию, а первый свидетельствует о том, что самолет все-таки смещается с места, что доказывает теоретическую возможность взлета даже при чисто формальном подходе к задаче.

 

Вэйт, подожди, как бы я не бежал, эскалатор мне не обогнать, но я же не дурак, я крылья взял, да с закрылочками, и мотор у меня не карллсон, а много больше реактивных лошадок
И вот я устал бежать...запустил движки свои, они разреженный воздух впереди создали, меня туда бросило, и тут я ещё закрылочки опустил и, вуаля, лечу!
Если самолёт привязать не рвущейся ниразу верёвкой, он запустит движки и до какого-то момента будет натягивать эту верёвку, а потом, опустив закрылки-будет как воздушный змей подниматься в воздух

2 БФГ, держись нас всё равно больше, завтра отцу позвоню, он у меня вертолётчик, интересно, что скажет

 

именно как неразрывную систему я ее и рассматриваю

Не согласен. Вот здесь имхо важнейшее расхождение. Сила транспортера не КРУТИТ колесо. Сила транспортера приложена ПОСТОЯННО в нижней точке колеса и направлена противоположно силе двигателей самолета. Если бы она была приложена в одной точке колеса и перемещалась бы вместе с колесом, то вы были бы правы. А у нас точка приложения силы на колесе постоянно менятся. Т.е. упрощенно говоря, можно забыть про транспортер и то что колесо крутится. Есть просто "нечто", к нижней точке которого приложен сила, и из центра этого "нечто" действует противоположная сила.

 

Вынужден не согласится с данным утверждением =)
подъемная сила берется из скорости набегающего потока, а если мы будем торчать на месте (или привязаны веревкой) то никакой подъемной силы не будет.

Тут смысл в том, что мы не будем стоять на месте - ноги это просто плохой пример шасси, если попросить одеть ракетный ранец супермену (он может достаточно быстро передвигать ногами), направить его четко параллельно эскалатору (чтоб с места не взлетел и запретить ему напрягать ноги (вообще) то мотор начнет его тянуть наверх, чтобы не упасть он будет вынужден перемещать ноги вперед сохраняя равновесие - вот тут и получится, что мотор его будет тащить веперед, независимо от эскалатора, и потому бежать ему надо по-любому вперед. Тетка, которая будет включать эскалатор на ускорение, чтобы спастись от супермена чтобы его остановить должна будет сначала отстрелить ранец.

Колеса же лишены ряда недостактков - таких как максимальная скорость например, хотяв данном случае по сути выполняют туже функцию, что и ноги супермена: ТОЛЬКО опорную =)

 

Вот, еще чуть-чуть!!!! -)))

Если смотреть с вашей точки зрения - то совершенно не важно, откуда приложена противодействующая сила: т.е. вторая сила могла бы быть приложена с противоположной стороны объекта и ничего бы не изменилось. Но ведь это не так

Нам нужно искать результирующую этих двух сил: для примера возьмем детскую машинку и узкую коробку длинных карандашей. разогнав машинку ударим сначала ровно перпендикулярно в центр коробки: она переместится на 10условных единиц. Но если мы с той же силой разгоним и ударим в верхнюю часть коробки, то она переместиться на 3уе + развернется вокруг своей оси на сколько-то градусов (будем считать что от вращения сила трения не уменьшилась). На сколько именно переместиться и развернется - зависит от силы трения и веса коробки (инерции).

Перенося это на нашу задачу: нам нужно рассчитать РЕЗУЛЬТИРУЮЩУЮ силу, смещающую ось самолета (3 уе из примера про коробку карандашей). Я утверждаю, что если бы на коробку карандашей усилие приходило ТОЛЬКО в самой верхней точке (пятно контакта шины), коробка не имела бы массу и сила трения была бы нулевой (масса колеса и подшипник) - коробка вообще бы никуда не уехала (на ось не передалось бы никакое усилие), а просто начала бы вращаться. Увеличивая плавно массу и силу трения (сопротивление качению колеса) мы получим результирующую, которая будет увеличивать смещение коробки относительно центра (силу, давящую на ось самолета).

Иными словами,
Условие удержания самолета через шасси: Fа = Fт*К
,где:
Fa - сила авиадвигателя
Fт - сила транспортера
K - коэф. сопростивления качению колеса

K=I+Cп
,где
I - момент инерции колеса
Сп - сопротивление подшипника

Значением К в реальности можно перенебречь вообще - оно околонцлевое, но рассматривая задачу теоретически - удержание возможно при ненулевых I и Сп

Шурик, там выше еще есть продолжение про скейт борд - оно тоже должно вам помочь разобраться.

 

Отличный способо искать результирующую двух сил Примером
Объясняю то что объяснял 10 стр. назад: если пренебречь размером колеса, то эти силы дадут равнодействующую силу равную нолю.
Если не пренебрегать, то у нас получается момент с ЦЕНТРОМ в ЦЕНТРЕ РАДИУСА колеса. Т.е. эти силы будут стремиться вращать колесо не относительно ЦЕНТРА КОЛЕСА, а относительно ЦЕНТРА РАДИУСА КОЛЕСА. При недеформируемом колесе, транспортере и т.д. эти силы дадут момент - т.е. самолет с помощью двигателей и траспортера будет пытаться вращаться относительно ЦЕНТРА РАДИУС КОЛЕСА. И не взлетит.

И пожалуйста не надо УПРОЩАЮЩИХ примеров, у нас есть простейшая задача с двумя силами - просто докажите что я не прав.

 

Это так =)

.... И этот момент вращает колесо! А если колесо заторможено, то не вращает и передает усилие на ось.


...а не:

Да не будет ничего переноситься на самолет. Самолет отдельно - транспортер отдельно, вдвоем крутят колесо.

Шурик - очнись! Силы там РОВНО теже самые, что и в любом обычном колесике будь то колесо тележки или колесо роликовых коньков!!!! Ну не крутит тележку вокруг центра радиуса - не крутит!!!!!

Доказал