飞机起飞时轮子与地面的相互作用

滚还是滑不是重点。举个例子，正常行进时自行车两个轮子受摩擦力方向是相反的。只要弄清楚飞机起飞时轮子是主动还是从动就可以了。


之前出了大错，免得误导，编辑掉：

起落架没动力，只能从动

滚还是滑不是重点。举个例子，正常行进时自行车两个轮子受摩擦力方向是相反的。只要弄清楚飞机起飞时轮子是主动还是从动就可以了。


之前出了大错，免得误导，编辑掉：

起落架没动力，只能从动

起落架就是飞机在地面停放、滑行、起降滑跑时用于支持飞机重量、吸收撞击能量的飞机部件。简单地说，起落架有一点象汽车的车轮，但比汽车的车轮复杂的多，而且强度也大的多，它能够消耗和吸收飞机在着陆时的撞击能量。 概括起来，起落架的主要作用有以下四个： 承受飞机在地面停放、滑行、起飞着陆滑跑时的重力； 承受、消耗和吸收飞机在着陆与地面运动时的撞击和颠簸能量； 滑跑与滑行时的制动； 滑跑与滑行时操纵飞机。

根据以上的起落架定义，个人认为滑跑阶段起落架仅起到支撑作用，不管轮子打滑没，都是从动轮。

起落架就是飞机在地面停放、滑行、起降滑跑时用于支持飞机重量、吸收撞击能量的飞机部件。简单地说，起落架有一点象汽车的车轮，但比汽车的车轮复杂的多，而且强度也大的多，它能够消耗和吸收飞机在着陆时的撞击能量。 概括起来，起落架的主要作用有以下四个： 承受飞机在地面停放、滑行、起飞着陆滑跑时的重力； 承受、消耗和吸收飞机在着陆与地面运动时的撞击和颠簸能量； 滑跑与滑行时的制动； 滑跑与滑行时操纵飞机。

根据以上的起落架定义，个人认为滑跑阶段起落架仅起到支撑作用，不管轮子打滑没，都是从动轮。

轮子只滚动不滑动也有阻力的，因为轮子要变形，变形也就产生了阻力。。。

滚还是滑不是重点。举个例子，正常行进时自行车两个轮子受摩擦力方向是相反的。只要弄清楚飞机起飞时轮子是 ...
感谢兄弟回帖～
我认为绝对一点来说，发动机喷射是飞机的唯一动力来源，其它的一切只是分配动力（如机翼）以及减少动力的损耗（飞机的流体力学外形以及轮子）
希望有大神来指点～

轮子只滚动不滑动也有阻力的，因为轮子要变形，变形也就产生了阻力。。。
嗯，所以我觉得从动力角度来说，轮子是负的贡献，如何将这个缩小到接近于零是工程师们所追求的

接近零不可行，飞机从停泊区一直到进入起飞跑道的过程中，需要起落架和地面的磨擦提供转向力的。同理降落完毕后还得靠这个转向力回到停泊区。不可能全部靠拖车

staudinger 发表于 2012-9-27 00:21
嗯，所以我觉得从动力角度来说，轮子是负的贡献，如何将这个缩小到接近于零是工程师们所追求的

接近零不可行，飞机从停泊区一直到进入起飞跑道的过程中，需要起落架和地面的磨擦提供转向力的。同理降落完毕后还得靠这个转向力回到停泊区。不可能全部靠拖车

起落架是不可能有动力的。。。。这是基本常识。。。

起落架如果和地面的摩擦力为零，想象一下在冰面上起飞和降落吧。。。。

lz物理确实是美术老师教的……之所以用机轮，就是因为滚动摩擦小于滑动摩擦。如果机轮轴承的滚动摩擦大到机轮转不动了，必须要提高地面材料摩擦系数才能迫使机轮转起来的程度……那还是修修机轮吧……

突然想到一个奇怪的问题。
如果飞机跑道是类似于跑步机这样的装置，那飞机还能飞的起来吗？
我觉得飞不起来，这个时候飞机相对空气没有位置变化，无法产生升力。
再逆向思考，如果飞机降落在这样的跑步机装置上，飞机发动机停机，是否最终会停在原地？

Sheepy 发表于 2012-9-27 00:28
起落架是不可能有动力的。。。。这是基本常识。。。

起落架如果和地面的摩擦力为零，想象一下在冰面上起 ...
求教一下，以前听说过APU的事情，但是自己坐民航机的时候，民航机地面短驳没有拖车，如果不是起落架提供动力，那动力是哪里来的？当时喷气发动机没有开启。

ananlw 发表于 2012-9-27 00:32
突然想到一个奇怪的问题。
如果飞机跑道是类似于跑步机这样的装置，那飞机还能飞的起来吗？
我觉得飞不起 ...
第一个飞不起来，没有和空气的相对速度就没有升力

第二个不会停在原地，运动物体受到阻力直到停止会有距离

哦，找到了，起落架确实只能从动

http://baike.baidu.com/view/701701.htm

起落架就是飞机在地面停放、滑行、起降滑跑时用于支持飞机重量、吸收撞击能量的飞机部件。简单地说，起落架 ...
飞机轮子压根就没动力。

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接近零不可行，飞机从停泊区一直到进入起飞跑道的过程中，需要起落架和地面的磨擦提供转向力的。同理降 ...
接近零的是轮子的轴承，不是胎面。
飞机在地面滑行，靠的是发动机的推力。只要小推力状态即可。转向什么的，少数飞机靠左右轮差动刹车，大部分靠前起落架转向。～～～～晕。这么简单的问题楼上一大片不懂的。

起落架没动力，但是不表示不能制动。。。。。

用刹车片就行了。

不行的。你自己前面也说了是相对空气在动。如果降落到会动的跑道上～飞机因为原来自己前飞的惯性还是照样向前运动的。机轮子转得更快一点而已。

ananlw 发表于 2012-9-27 00:32
突然想到一个奇怪的问题。
如果飞机跑道是类似于跑步机这样的装置，那飞机还能飞的起来吗？
我觉得飞不起 ...

不行的。你自己前面也说了是相对空气在动。如果降落到会动的跑道上～飞机因为原来自己前飞的惯性还是照样向前运动的。机轮子转得更快一点而已。

这一楼里物理白学了人真多...

如果我们考虑的是比较理想的情况，假设飞机轮子轴承的滑动摩擦力忽略不计，飞机当然可以飞起来...只不过轮子会转的快一些而已。飞机发动机的作用力是作用在空气上，不是地面，得到的反作用力也是一样，和地面没关系。

ananlw 发表于 2012-9-27 00:32
突然想到一个奇怪的问题。
如果飞机跑道是类似于跑步机这样的装置，那飞机还能飞的起来吗？
我觉得飞不起 ...

这一楼里物理白学了人真多...

如果我们考虑的是比较理想的情况，假设飞机轮子轴承的滑动摩擦力忽略不计，飞机当然可以飞起来...只不过轮子会转的快一些而已。飞机发动机的作用力是作用在空气上，不是地面，得到的反作用力也是一样，和地面没关系。

volcano-et 发表于 2012-9-27 01:43
不行的。你自己前面也说了是相对空气在动。如果降落到会动的跑道上～飞机因为原来自己前飞的惯性还是照 ...
飞机制动一般用轮子上的刹车力，还有用发动机反推力（我们这里忽略空气阻力，指望空气阻力把飞机停下来，那跑道得几百公里长...）。就这两点来说，如果降落到会动的跑道上，完全可以停在原地，因为飞机可以把力传递给跑道。理论上当然不可能立即停在降落的原点，但只要给一个很小的长度，就可以停下来，看起来和阻拦索道理差不多。

我兔威武 发表于 2012-9-27 00:34
求教一下，以前听说过APU的事情，但是自己坐民航机的时候，民航机地面短驳没有拖车，如果不是起落架提供动 ...
你遇到那种情况现在很常见，现在的民航机可以用APU产生电力，电力驱动涡轮风扇来获得地面行走的动力，所以你觉得喷气发动机没有开启。轮子是从来没有动力的...

我兔威武 发表于 2012-9-27 00:39
第一个飞不起来，没有和空气的相对速度就没有升力

第二个不会停在原地，运动物体受到阻力直到停止会有 ...
第一个你错了。第二个正确。

具体看我之前的解释。

起落架就是飞机在地面停放、滑行、起降滑跑时用于支持飞机重量、吸收撞击能量的飞机部件。简单地说，起落架 ...
个人认为是主动轮。你可以想象你骑在自行车上不踩，我在后面推你。

这就初中物理吧。飞机轮子受力参考自行车前轮，与地面摩擦和前进方向相反。飞机起飞时候和这个摩擦力没关系，和轮子润滑程度有关。

深更半夜的欢乐帖哈！

楼主的想法从原理上说并没有什么问题。

滚动摩擦也是摩擦，只要飞机的轮子仍然接触地面，就一定有摩擦力产生。这个摩擦力所起的作用就是楼主说的，抵消一部分发动机推力。这种抵消的结果呢？飞机就损失了一部分加速度，直接的后果就是可能需要更长的一段滑跑距离才能起飞，以及在这个起飞滑跑阶段消耗更多的燃料。

因此，如果完全从减少这一影响出发，楼主所设想的，通过各种方式更多地变滑动摩擦为滚动摩擦，这个想法的方向是对的。事实上，在飞机的发展史上，曾有一种特殊机型，船身型水上飞机，它的设计者就曾经面临类似的问题：船身型水上飞机直接在水面起降，其机体的下端（船身）扮演的就是起落架的作用。而水面对飞机起飞所产生的各种阻力（线型阻力，兴波阻力，等效于摩擦力的表面张力等等），成为困扰这种飞机起飞性能甚至飞行安全的重要课题。因此，这种飞机的设计者会从很多方面去寻找解决方案，其中也包括使用特殊的材料来减少阻力。




但是，飞机为什么要有轮子，飞机的轮子怎样设计，这更多是一个工程问题，而非理论问题。

举一个最简单的例子：摩擦力最小化的轮子，固然在起飞的时候需要较短的跑道，消耗更少的燃料；但是在降落的时候呢？想象极端情况，即飞机的轮子跟地面完全没有摩擦——那飞机降落的时候岂不是只能完全靠空气阻力或者发动机反推或者阻拦索之类的外力才能停住？

事实上，飞机的起落架结构非常复杂，其中就有一部分就是刹车结构。可见飞机的轮子所产生的摩擦力，对于飞机的整个飞行效能来说，并不完全是起反作用的。

这里就有一对矛盾了：理论上说，要获得A，就应该降低X；要获得B，就应该增加X。可是工程上的需求呢？却是同时需要A和B。那X到底是应该增加还是减少？没有别的办法，只能大量做实验，寻找一个在A和B两个方面都能接受的，最终妥协方案。

设计飞机的轮子，要考虑的还远不是起降时产生的摩擦力这一对矛盾而已。例如，飞机的轮子是不是应该具有一定的弹性形变空间？如果弹性形变空间太小，飞机起降的时候受到巨大的机械动力的影响，会有明显的颠簸，不但影响乘坐的舒适性，更可能威胁飞行安全；但弹性形变空间是不是越大越好呢？譬如说，常见的橡胶轮胎为了追求弹性形变空间，会采用内部充气的手段，而飞机的轮子一旦充气，就要面对安全性问题——这个轮子承受的重力和瞬间冲击力太大了，充气之后爆胎的风险就更大。

因此，时至今日，人类发展航空业已经一百多年的历史，飞机的起落架，其结构和材质也发生了无数的变化，并且根据不同的飞机、不同的飞行任务，产生了无数种特化方向——每一种现有的飞机轮子，它所采用的设计方案都是有特定原因的，都是对一系列可能相互矛盾的技术要求的妥协结果。

楼主的思考方向其实是很好的。顺着这个方向，多思考一些，提出更多的问题，肯定对飞机的起落架设计就会有更深入的理解。

楼主的想法从原理上说并没有什么问题。

滚动摩擦也是摩擦，只要飞机的轮子仍然接触地面，就一定有摩擦力产生。这个摩擦力所起的作用就是楼主说的，抵消一部分发动机推力。这种抵消的结果呢？飞机就损失了一部分加速度，直接的后果就是可能需要更长的一段滑跑距离才能起飞，以及在这个起飞滑跑阶段消耗更多的燃料。

因此，如果完全从减少这一影响出发，楼主所设想的，通过各种方式更多地变滑动摩擦为滚动摩擦，这个想法的方向是对的。事实上，在飞机的发展史上，曾有一种特殊机型，船身型水上飞机，它的设计者就曾经面临类似的问题：船身型水上飞机直接在水面起降，其机体的下端（船身）扮演的就是起落架的作用。而水面对飞机起飞所产生的各种阻力（线型阻力，兴波阻力，等效于摩擦力的表面张力等等），成为困扰这种飞机起飞性能甚至飞行安全的重要课题。因此，这种飞机的设计者会从很多方面去寻找解决方案，其中也包括使用特殊的材料来减少阻力。




但是，飞机为什么要有轮子，飞机的轮子怎样设计，这更多是一个工程问题，而非理论问题。

举一个最简单的例子：摩擦力最小化的轮子，固然在起飞的时候需要较短的跑道，消耗更少的燃料；但是在降落的时候呢？想象极端情况，即飞机的轮子跟地面完全没有摩擦——那飞机降落的时候岂不是只能完全靠空气阻力或者发动机反推或者阻拦索之类的外力才能停住？

事实上，飞机的起落架结构非常复杂，其中就有一部分就是刹车结构。可见飞机的轮子所产生的摩擦力，对于飞机的整个飞行效能来说，并不完全是起反作用的。

这里就有一对矛盾了：理论上说，要获得A，就应该降低X；要获得B，就应该增加X。可是工程上的需求呢？却是同时需要A和B。那X到底是应该增加还是减少？没有别的办法，只能大量做实验，寻找一个在A和B两个方面都能接受的，最终妥协方案。

设计飞机的轮子，要考虑的还远不是起降时产生的摩擦力这一对矛盾而已。例如，飞机的轮子是不是应该具有一定的弹性形变空间？如果弹性形变空间太小，飞机起降的时候受到巨大的机械动力的影响，会有明显的颠簸，不但影响乘坐的舒适性，更可能威胁飞行安全；但弹性形变空间是不是越大越好呢？譬如说，常见的橡胶轮胎为了追求弹性形变空间，会采用内部充气的手段，而飞机的轮子一旦充气，就要面对安全性问题——这个轮子承受的重力和瞬间冲击力太大了，充气之后爆胎的风险就更大。

因此，时至今日，人类发展航空业已经一百多年的历史，飞机的起落架，其结构和材质也发生了无数的变化，并且根据不同的飞机、不同的飞行任务，产生了无数种特化方向——每一种现有的飞机轮子，它所采用的设计方案都是有特定原因的，都是对一系列可能相互矛盾的技术要求的妥协结果。

楼主的思考方向其实是很好的。顺着这个方向，多思考一些，提出更多的问题，肯定对飞机的起落架设计就会有更深入的理解。

真的，看完这贴我真的觉得超大的基础知识水平也不过如此了。

个人观点，机轮是次要的，主要是跑道。起飞跑道尽量光滑，降落跑道尽量粗糙。

general_j 发表于 2012-9-27 02:21
第一个你错了。第二个正确。

具体看我之前的解释。
关于第一个问题，飞机升力是空气流过机翼等升力体时产生的压力差给了一个上升的力，和空气没运动当然没升力

楼主的想法从原理上说并没有什么问题。   滚动摩擦也是摩擦，只要飞机的轮子仍然接触地面，就一定有摩擦力 ...
你的物理老师悲摧！

看LZ的帖子，隐约想起了一个多年前的帖子，关于讨论“飞机能否从冰上起飞”，然后又想到了“失重”问题。不寒而栗呀。

我兔威武 发表于 2012-9-27 07:38
关于第一个问题，飞机升力是空气流过机翼等升力体时产生的压力差给了一个上升的力，和空气没运动当然没升 ...
还没明白？你怎么能让空气和飞机没速度差？靠那个跑步机能拖住飞机么？

突然想到一个奇怪的问题。
如果飞机跑道是类似于跑步机这样的装置，那飞机还能飞的起来吗？
我觉得飞不起 ...
怎么又见到神论了
你弄个模型实验一下也行
你说的不对

第一个你说的不对
为什么相对空气没速度?这个不是事实 飞机又不是轮子驱动的
事实上 理想状态下 跑步机不影响起飞时相对空气的速度 仅仅是轮子转的快了而已 当然 现实中 跑步机会增加阻力降低一些飞机相对空气的速度

我兔威武 发表于 2012-9-27 00:39
第一个飞不起来，没有和空气的相对速度就没有升力

第二个不会停在原地，运动物体受到阻力直到停止会有 ...

第一个你说的不对
为什么相对空气没速度?这个不是事实 飞机又不是轮子驱动的
事实上 理想状态下 跑步机不影响起飞时相对空气的速度 仅仅是轮子转的快了而已 当然 现实中 跑步机会增加阻力降低一些飞机相对空气的速度

general_j 发表于 2012-9-27 08:09
还没明白？你怎么能让空气和飞机没速度差？靠那个跑步机能拖住飞机么？
当然拖不住,但你看他第二行,是在假设拖住的情况下提问的.

楼主的物理不是美术老师教的   而是政治老师教的


什么叫静摩擦？什么叫动摩擦？


楼主听好了：

飞机划越加速的时候，飞机是加速状态，有一个正向的加速度a

这个加速度的指向就必定决定了飞机受到的阻力是反向的

至于阻力有哪些：1  地面阻力  这个必须是反向的   2  空气阻力  这个也必须是反向的

为什么是反向：
1  是  没错  轮胎是会转动   但是！  你忘记了  你想当然得以为能轮胎转动  轮胎就会抵消和地面的相对位移

    大错特错！   轮胎的最外圈接触地面的线速度根本抵不上飞机相对地面的移动速度
    为什么：因为轮胎的轮轴本身也有摩擦  而且刚刚的和轮轴内轴之间肯定是动摩擦   动摩擦必定消耗动能转化为热能   所以轮胎的最外圈接触地面的线速度根本抵不上飞机相对地面的移动速度   
    所以轮胎外圈必定和地面产生动摩擦

    以上的东西你明白了之后   你下面写的就没意义去讨论了


    劝你物理重修！

唉。。。一大堆小白。。。

volcano-et 发表于 2012-9-27 00:59
接近零的是轮子的轴承，不是胎面。
飞机在地面滑行，靠的是发动机的推力。只要小推力状态即可。转向什么 ...
很靠谱
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一帮人，别人在讨论飞机轮子的作用，却自以为是的以为飞机轮子没有驱动力，所以根本是没用的。

兔子特务 发表于 2012-9-27 08:48
楼主的物理不是美术老师教的   而是政治老师教的
哈哈，我政治老师教会我如何把妹！
我主贴最后说了关于轮轴内轴的问题，你可以仔细看看。至于你推倒轮胎外圈必定和地面产生动摩擦的过程我表示我体育老师也看不懂