Задача о самолете

[Paul Kellerman]

Нет, суть подстройки по условию задачи - "компенсировать" вращение колес и
это может удержать автомобиль, но никак не самолет. Если колеса проскальзы-
вают (а самолету в отличие от автомобиля абсолютно наплевать на это), тогда
"компенсация" не удержит самолет на месте. Он протащится, скользя, и улетит.

Замена колес на лыжи возможна по жизни, но некорректна для условий задачи.

[Jacky]

Ммм, я бы сказал, что вариант с проскальзывающими колесами неинтересен. Если силы тяги будет достаточно для скольжения, причем с ускорением для развития необходимой подъемной силы на крыльях, то он улетит. Конечно.

Но я полагаю, что условия задачи проскальзывания не предусматривают.

PS. коллеги, а тут физики есть? Может кто-нибудь диссертацию пишет по этой теме, насчет самолета?

[VAR]

Кстати, почему-то при обсуждении этой задачи сразу делается допущение, что набегающий поток воздуха может создаваться только при движении самолета, то есть когда воздух неподвижен, а самолет, наоборот, движется. Однако двигатели самолета сами создают набегающий поток воздуха даже, если самолет неподвижен. Если самолет сверхлегкий, а двигатели сверхмощные, то самолет сможет оторваться от беговой дорожки.

[mike_123]

За счет чего взлетает самолет?
- За счет подъемной силы.

За счет чего возникает подъемная сила?
- За счет движения крыльев вперед, за счет чего создается разреженный потока воздуха (т.е. возникает разность давлений над крылом и под крылом) и сооответственно крыло тянет вверх. А за ним и весь самолет.
ТАк ведь?

Для того, чтобы подъемная сила была достаточной - нужно, чтобы самолет двигался вперед, относительно воздушного потока, с хотя минимальной бы своих характеристик скоростью.

Вообще говорят, что у летчиков понятие скорости - это скорость относительно воздушного потока, а не Земли.

=>

Если самолет сможет набрать скорость относ. воздушного потока => взлетит.
нет => нет


Теперь вопрос - как набрать эту скорость?
- оттолкнуться от чего нибудь.
От чего? От воздуха? от Земли?

Земля абсолютно скользкая и весь импульс по отталкиванию нашему вперед принимает и, по третьему закону ньютона - действие равно противодействию. Короче съедает.

Так? Весь ли?

Если весь - Значит не взлетит...

А если не весь, то почему не весь?

Мы отталкиваем воздух назад. Сами получаем импульс вперед. Куда он девается? НА толкание земли назад?? так она сама едет назад.

Похоже весь импульс уходит в трение.
А если трение идеальное? Тогда скорость бега Земли назад бесконечная...

Т.е. при трении -> 0 скорость будет -> бесконечности

Походу не взлетит

[VAR]

Сообщение от mike_123

За счет чего возникает подъемная сила?
- За счет движения крыльев вперед

***

Вообще говорят, что у летчиков понятие скорости - это скорость относительно воздушного потока, а не Земли.

Если скорость не относительно земли, а относительно воздушного потока, то крыльям самолета не обязательно двигаться вперед относительно земли, достаточно двигаться вперед относительно воздушного потока, создаваемого двигателями.

[gav]

mike_123

За счет чего взлетает самолет?
- За счет подъемной силы.

Все верно.

За счет чего возникает подъемная сила?
- За счет движения крыльев вперед

А вот это не совсем. За счет относительного движения самолета и воздушного потока. Здесь множество вариантов. Может самолет двигаться, а воздух - стоять, а может наоборот. А могут и тот и другой двигаться (что на практике и происходит). Главное, чтобы относительное движение потока воздуха и самолета превысило некоторую критическую величину, чтобы разности давлений над крылом и под крылом было достаточно, чтобы подъемная сила, обусловленная разностью этих давлений, превысила бы силу тяжести.
Вот поэтому и

Вообще говорят, что у летчиков понятие скорости - это скорость относительно воздушного потока, а не Земли.

Если самолет сможет набрать скорость относ. воздушного потока => взлетит.
нет => нет

Абсолютно верно.

Теперь вопрос - как набрать эту скорость?
- оттолкнуться от чего нибудь.
От чего? От воздуха? от Земли?

Теоретически можно еще воздушный поток ускорить каким-нибудь внешним супер-вентилятором или проходящим мимо тайфуном Но чтобы взлетел реальный пассажирский самолет нужно такой «ураганчик» - посильнее «Катрины. При этом нужно иметь в виду, что после взлета для продолжения полета самолет должен поддерживать эту относительную скорость относительно воздушного потока. Не получится поставить супер-мощный вентилятор напротив самолета, взлететь и благополучно полететь – как только самолет окажется вне «зоны действия» такого вентилятора, он благополучно упадет. Поэтому оказывается, что на практике набрать необходимую относительную скорость самолета и воздушного потока можно только разогнав самолет относительно земли на довольно большую скорость (сотни км\ч).
Так что ответ на задачу: теоретически самолет может взлететь, но даже теоретически у него мало шансов «полететь» - слишком много еще дополнительных условий нужно для такого полета. Практически же шансов даже взлететь мало. Кстати, об этом можно догадаться совершенно не владея физикой, а только лишь логикой. Зачем делают длиннющие взлетно-посадочные полосы (на них тратится значительная доля средств бюджетов аэропортов), зачем удлиняют полосы авианосцев (что делает их ужасно дорогими, а, главное!, менее маневренными и уязвимыми), если можно поставить транспортер и спокойно «с места» взлетать?

Добавлено через 6 минут 10 секунд
VAR

Кстати, почему-то при обсуждении этой задачи сразу делается допущение, что набегающий поток воздуха может создаваться только при движении самолета, то есть когда воздух неподвижен, а самолет, наоборот, движется. Однако двигатели самолета сами создают набегающий поток воздуха даже, если самолет неподвижен. Если самолет сверхлегкий, а двигатели сверхмощные, то самолет сможет оторваться от беговой дорожки.

Даже планеру трудно оторваться от земли без горизонтальной составляющей движения относительно земли.

Если самолет сверхлегкий, а двигатели сверхмощные, то самолет сможет оторваться от беговой дорожки

Думаю, можно с уверенностью сказать, что ни один современный гражданский и военный самолет такими техническими возможностями не располагает.

Добавлено через 34 минуты 14 секунд
Прочитал внимательно условие задачи:

Самолет (реактивный или винтовой) стоит на взлетной полосе с подвижным
покрытием (типа транспортера). Покрытие может двигается против
направления взлета самолета. Оно имеет систему управления, которая
отслеживает и подстраивает скорость движения полотна таким образом,
чтобы скорость вращения колес самолета была равна скорости движения
полотна. Вопрос: сможет ли самолет разбежаться по этому полотну и
взлететь?

Оказывается, в задаче еще не постулируется, что самолет стоит относительно земли. То есть спрашивается может ли он "разбежаться по полотну". То есть сможет ли система управления, "которая
отслеживает и подстраивает скорость движения полотна таким образом,
чтобы скорость вращения колес самолета была равна скорости движения
полотна" удержать нулевую скоростб самолета относительно земли. Как специалист по теории управления скажу, что информации из условий задачи не достаточно для ответа на этот вопрос. Почти все зависит от закона регулирования - как именно система управления изменяет скорость траспортера при изменении скорости вращения колес. Кроме того, оказывают влияние физические характеристики устройств в цепи управления: какова инерционность датчика и т.п. Если колеса самолета вращаются с постоянным ускорением (имеются в виду ведь угловое?), то возможно создать систему управления, которая не даст самолету сдвинутся с места более чем на несколько метров. Абсолютно удержать его неподвижно будет сложно, но не дать набрать большую скорость в одну сторону - легко Этого будет достаточно, чтобы 99,9% существующих самолетов не взлетели.

[Team_Leader]

Господа.
Мы тут забываем про один очень важный момент - т.н. эффект "аэроднамического экрана".
Начнем стого, что я полностью согласен с аргументами PavelAR.
Во вторых - Дело в том, что, даже если предположить, что удасться создать противожействие движению самолета движением транспортера - мы забываемоб аэжродинамических свойствах воздуха. Транспортер, движущийса относительно крыльев самолета все расно будет нагнетать встречный поток воздуха на крылья. При этом, при близком расположении крыльев над землей - подъемная сила значительно усилиться за счет экранного эффекта, то есть самолет поднимется в воздух или его давление на транспортер уменьшится на стоько, что позволит в любом случае начать колесам проскальзывать. Самолет начнет как инимум "прыгать" по полотну и постепенно все равно наберет скорость.
А нагнетание воздуха транспортером все равно начнется, так как самолет в любом случае разгонится до больших скоростей - следовательно и транспортер достигнет как минимум взлетной скорости.

[saovu]

Textilshik, транспортер не разгонится, т.к. не разгонится самолет, которому помешает разогнаться транспортер.
Да и движение воздуха, создаваемое транспортером, кажется на порядки ниже величины, необходимой для создания подъемной силы.

[gav]

Textilshik
Ну допустим транспортеру удастся нагнать "встречный поток воздуха на крылья" достаточный, для возникновения подъемной силы, достаточной для преодоления силы тяжести, в чем лично я сильно сомневаюсь. Самолету удастся оторвать шасси от транспортера. При этом сразу же уменьшится его скорость относительно воздушного потока (чем выше от транспортера, тем меньше воздушный поток, им (транспортером) нагоняемый). В результате самолет тут же упадет назад на транспортер. Мгновенно сцепиться с полотном колесами он не сможет (да и скорость вращения самих шасси упадет). Пока он не сцепится - будет проскальзывание, в результате которого он (самолет) будет двигаться назад по полотну. Поэтому в результате этого падения его, скорее всего, отбросит назад. Как при этом "он постепенно наберет скорость" совершенно непонятно.

[VAR]

Сообщение от gav

Теоретически можно еще воздушный поток ускорить каким-нибудь внешним супер-вентилятором.

Этим супер-вентилятором и являются двигатели самолета