回帖看来没人看,那就新发个贴吧,关于飞机和传送带

来源:百度文库 编辑:超级军网 时间:2024/04/29 04:11:13


我们看看最爱亦非的原话:(免得有人认为我没有在这个基础上讨论)

  假设有一架客机,停靠在一个传送带。传送带足够宽、足够长。
当飞机启动,滚轮开始滚动,而传送带以同样的速度
(这里明确下假设条件吧,假设传送带可以瞬时调整自己的速度,与飞机轮胎速度大小相同)
朝相反方向滑动。

那么,这架飞机能起飞吗?

在别处看见的一个问题
本人文科生,不懂物理学
求各位指教~

      

    我来简单分析一下飞机的受力吧

   当飞机启动,滚轮(这个滚轮是什么不清楚,是飞机的机轮呢,还是驱动传送带的滚轮呢,不过不影响后面的讨论)开始滚动,而传送带朝相反方向滑动

    那么,飞机受到的水平方向有什么力呢:、
    1 机轮和传送带之间的滚动摩擦,这个在一定速度范围内与传送带和飞机之间的相对运动速度基本无关(机轮转动过快轴过热那是另一回事了)
    2 空气阻力,这个也和传送带与飞机之间的相对速度基本无关,只和飞机与空气之间的相对速度有关,并且这个空气阻力乘上一个升阻比系数就等于飞机受到的升力了。
    3、喷气发动机(或螺旋桨)的推力(拉力),这个显然也和传送带与飞机之间的相对速度无关,只和飞机与空气的相对速度有关。

  基本上我们可以看到,因为扁平的传送带没法带动附近的气流移动,因此在一定的速度范围内,传送带的速度对飞机受到的水平方向的力量的数量和大小的影响根本是忽略不计。不会影响飞机的对地面参照系的速度增加。      

  因此,不管传送带的控制设备多牛逼,传送带的速度多快(当然限制在牛顿力学范围)都无法阻止一架飞机加速向前运动并且起飞(以地面为参照系),传送带的速度再快,也只能使机轮滚动的快一些而已,只要轮轴没有出问题,机轮和传送带保持无滑动接触,那么机轮的角速度乘以半径就等于飞机和传送带的相对速度,不过这个相对速度肯定要大于传送带的速度。因为飞机在前进。

   因此最爱亦非的假设本身就是不成立的,在这个假设上讨论飞机能不能飞起来是没有意义的。




    当然传送带没法控制飞机的速度,不等于飞机没法控制自身的速度,理论上如果有一个很好的惯导或者其他测量飞机状态的设备加上有一个专门设计的发动机,那确实有可能保持飞机相对地面基本静止不动(精确抵消滚动摩擦力和传送带带来的少量风阻),这时候飞机没有足够的迎风速度,确实不会起飞。(或者换一种说法,把飞机放在传送带上,用绳子绑住不动,然后传送带高速运转,飞机相对传送带的速度不会让飞机飞起来)不过这个时候我们控制的不是传送带,而是飞机本身。

    上面讨论的是正常的飞机,直升机和垂直起落飞机不在内。

    当让,如果专门设计一种飞机就是靠发动机驱动轮子转动来加速起飞,到了空中再换别的动力装置来驱动飞机(目前世界上似乎没有什么飞机是这么干的,包括汽车飞机),那么传送带确实可以阻止这种傻逼飞机起飞。

我们看看最爱亦非的原话:(免得有人认为我没有在这个基础上讨论)

  假设有一架客机,停靠在一个传送带。传送带足够宽、足够长。
当飞机启动,滚轮开始滚动,而传送带以同样的速度
(这里明确下假设条件吧,假设传送带可以瞬时调整自己的速度,与飞机轮胎速度大小相同)
朝相反方向滑动。

那么,这架飞机能起飞吗?

在别处看见的一个问题
本人文科生,不懂物理学
求各位指教~

      

    我来简单分析一下飞机的受力吧

   当飞机启动,滚轮(这个滚轮是什么不清楚,是飞机的机轮呢,还是驱动传送带的滚轮呢,不过不影响后面的讨论)开始滚动,而传送带朝相反方向滑动

    那么,飞机受到的水平方向有什么力呢:、
    1 机轮和传送带之间的滚动摩擦,这个在一定速度范围内与传送带和飞机之间的相对运动速度基本无关(机轮转动过快轴过热那是另一回事了)
    2 空气阻力,这个也和传送带与飞机之间的相对速度基本无关,只和飞机与空气之间的相对速度有关,并且这个空气阻力乘上一个升阻比系数就等于飞机受到的升力了。
    3、喷气发动机(或螺旋桨)的推力(拉力),这个显然也和传送带与飞机之间的相对速度无关,只和飞机与空气的相对速度有关。

  基本上我们可以看到,因为扁平的传送带没法带动附近的气流移动,因此在一定的速度范围内,传送带的速度对飞机受到的水平方向的力量的数量和大小的影响根本是忽略不计。不会影响飞机的对地面参照系的速度增加。      

  因此,不管传送带的控制设备多牛逼,传送带的速度多快(当然限制在牛顿力学范围)都无法阻止一架飞机加速向前运动并且起飞(以地面为参照系),传送带的速度再快,也只能使机轮滚动的快一些而已,只要轮轴没有出问题,机轮和传送带保持无滑动接触,那么机轮的角速度乘以半径就等于飞机和传送带的相对速度,不过这个相对速度肯定要大于传送带的速度。因为飞机在前进。

   因此最爱亦非的假设本身就是不成立的,在这个假设上讨论飞机能不能飞起来是没有意义的。




    当然传送带没法控制飞机的速度,不等于飞机没法控制自身的速度,理论上如果有一个很好的惯导或者其他测量飞机状态的设备加上有一个专门设计的发动机,那确实有可能保持飞机相对地面基本静止不动(精确抵消滚动摩擦力和传送带带来的少量风阻),这时候飞机没有足够的迎风速度,确实不会起飞。(或者换一种说法,把飞机放在传送带上,用绳子绑住不动,然后传送带高速运转,飞机相对传送带的速度不会让飞机飞起来)不过这个时候我们控制的不是传送带,而是飞机本身。

    上面讨论的是正常的飞机,直升机和垂直起落飞机不在内。

    当让,如果专门设计一种飞机就是靠发动机驱动轮子转动来加速起飞,到了空中再换别的动力装置来驱动飞机(目前世界上似乎没有什么飞机是这么干的,包括汽车飞机),那么传送带确实可以阻止这种傻逼飞机起飞。
用得着这么复杂吗?

假设飞机飞起来了,那它一定存在一个相对于地面的起飞速度,否则机翼无法提供升力,只是发动机向前的力。

既然相对于地面了有速度,那轮子滚动的速度要快于它接触的传送带回转速度。

由此,偏离题目设定,起飞的假设不成立。
我的意思是,这个题设本身就是错的
costrave 发表于 2009-8-7 00:36
没什么错不错之说,他只是问问能否起飞
如果出一道题目,(a+1)-a=0  求a的解,这有实数解吗?
是的 这个荒谬的命题 是不严谨的 小学生狭隘相对论命题 作为真正的实验也没有意义
costrave 发表于 2009-8-7 00:39
按照他的意思,就是这么问:(a+1)-a=0有没有解?

这么问有错吗?


如果没有人在飞机内做调整的话,那么飞机最终会达到一种平衡的临界状态。
对飞机做受力分析,飞机在前有方向受到阻力和摩擦力,摩擦力向前阻力向后。摩擦力和阻力的差值决定飞机的加速度,最终决定飞机的速度。

飞机在上下方向上(客机没有一身融合主要考虑机翼)受到上下空气压力作用,由于飞机机翼切割空气,由于翼形的原因,机翼上下压力不同,最终形成升力。

摩擦力---加速---速度---升力     
飞机受到传送带的摩擦力越大则其速度越大,速度越大则受到升力越大,升力越大则摩擦力越小,这是一个负反馈。再考虑到阻力的因素,最终飞机回达到一种平衡状态。飞机在这种平衡状态有一个平衡的临界速度(参照物为空气)。在这个平衡速度上,飞机受到的阻力等于飞机受到的摩擦力。飞机的速度如果超过这个速度,则阻力增大,升力增大进而摩擦力减少,飞机会减速,反之亦然。

当然,飞机的姿态会影响飞机的升力特性的,如果飞机在这种平衡临界状态的情况下,有人在飞机内部调节飞机姿态,有可能起飞。不过这种可能必须给出具体条件做定量分析,分析平衡状态飞机的临界速度能否达到最小起飞速度。

如果没有人在飞机内做调整的话,那么飞机最终会达到一种平衡的临界状态。
对飞机做受力分析,飞机在前有方向受到阻力和摩擦力,摩擦力向前阻力向后。摩擦力和阻力的差值决定飞机的加速度,最终决定飞机的速度。

飞机在上下方向上(客机没有一身融合主要考虑机翼)受到上下空气压力作用,由于飞机机翼切割空气,由于翼形的原因,机翼上下压力不同,最终形成升力。

摩擦力---加速---速度---升力     
飞机受到传送带的摩擦力越大则其速度越大,速度越大则受到升力越大,升力越大则摩擦力越小,这是一个负反馈。再考虑到阻力的因素,最终飞机回达到一种平衡状态。飞机在这种平衡状态有一个平衡的临界速度(参照物为空气)。在这个平衡速度上,飞机受到的阻力等于飞机受到的摩擦力。飞机的速度如果超过这个速度,则阻力增大,升力增大进而摩擦力减少,飞机会减速,反之亦然。

当然,飞机的姿态会影响飞机的升力特性的,如果飞机在这种平衡临界状态的情况下,有人在飞机内部调节飞机姿态,有可能起飞。不过这种可能必须给出具体条件做定量分析,分析平衡状态飞机的临界速度能否达到最小起飞速度。
英国病人 发表于 2009-8-7 00:50
好嘛,非专业人士看上去跟没说一样。

你只需要指出一个能起飞又不违背题设的例子,否则有扰乱视听之嫌。
后面的讨论已经抛开轮子转速的限定了,说的是传送带对飞机起飞的影响。
百度王 发表于 2009-8-7 00:56
还没看明白吗?那是故意歪楼找面子呢
大飞鸡 发表于 2009-8-7 00:53

这种例子理论上是可以有的。要对飞机的气动特别设计。
这种理论上的飞机,在飞行员对其气动面进行调整的前后,其升力特性急剧变化,由升力特性极差变为升力特性极好。
我们知道,正常飞机放在传送带上,其最大速度是有一个临界值无法突破的,也就是平衡状态下的速度。现在我们要做的就是让飞机在气动面动作前,其升力特性较差从而能达到较高的临界速度,在气动面调整后其升力特性又极好能力在小于等于临界速度的情况下起飞。

一个理想化的极端例子就是让现在的客机机翼上下反转,在传送带上滑动,这时候机翼切割空气的结果是上面压力大于下面,速度越大其受到摩擦力反而越大(类似F-1赛车的抓地尾翼)。然后飞机达到一定速度后,飞行员调整翼面,使得翼面调整回正常状态,飞机就有可能起飞。不过这是指理想化的前提下,实践中很难实现。
跑步机党凶猛啊。。。。。。。{:3_90:}
大飞鸡 发表于 2009-8-7 01:03
放过人家吧,天晚,还有人在不容易啊。
英国病人 发表于 2009-8-7 01:03
最简单的一点,如何做到飞机获得起飞的条件,而轮子同时转速和传送带一样。

你说了这么长一段话,根本没举出这样的例子。

真要起飞只要抛开那个轮子与传送带速度一致的设定我也能举出一大堆例子,很遗憾,你这是在把问题复杂化
实在要装滑板起飞,备用轮不转这样的急转弯,那就没必要说了

跑步机党凶猛啊。。。。。。。{:3_90:}
atletico 发表于 2009-8-7 01:04


传送带起飞的一个死穴就是,传送带起飞实际上要依靠摩擦力提供加速度。
而飞机的摩擦力--速度--升力--摩擦力形成了一个负反馈系统,我们知道负反馈系统最终是会达到稳定状态的,如果这个稳定状态无法达到飞机起飞的条件,飞机就无法起飞。如果非要让飞机起飞的话,两个手段,一是提高飞机的临界平衡速度,二是降低飞机的起飞速度条件。
正常起飞方式依靠是发动机提供的动力,没有负反馈的限制。
跑步机党凶猛啊。。。。。。。{:3_90:}
atletico 发表于 2009-8-7 01:04


传送带起飞的一个死穴就是,传送带起飞实际上要依靠摩擦力提供加速度。
而飞机的摩擦力--速度--升力--摩擦力形成了一个负反馈系统,我们知道负反馈系统最终是会达到稳定状态的,如果这个稳定状态无法达到飞机起飞的条件,飞机就无法起飞。如果非要让飞机起飞的话,两个手段,一是提高飞机的临界平衡速度,二是降低飞机的起飞速度条件。
正常起飞方式依靠是发动机提供的动力,没有负反馈的限制。
哎呀,东说东西说西,你说的是传送带向前转。
大飞鸡 发表于 2009-8-7 01:07

轮子何必滚转呢?刹车片抱死就可以了,在这种情况下只不过是一个传力结构。
我所举的理论上的例子,现实中还是没有的。
但是如果飞要专门设计,只要设计一种飞机,其气动面调整前后升力特性差别巨大甚至是相反就可以了。
人家说的是传送带倒退。你说的是传送带助飞,这根本对不上啊。
英国病人 发表于 2009-8-7 01:13
也有,不就是垂直起降飞机吗。就算导弹射出去也得有一定的轨道吧?

反正我也是就懂点常识的小白,再科幻我认为常识不能破的
costrave 发表于 2009-8-7 00:36

原题假设没问题,实际上你的假设有问题,“传送带的速度再快,也只能使机轮滚动的快一些而已”
在牵引力增大的过程中,实际上滚动摩擦力并非完全保持不变,它是随牵引力的增大而增大的,同时滚动阻力偶矩也在增大,当滚动摩擦力增大到一极限值时,就会发生滑动,在这之前属于“纯滚动”,这个不是中学物理。
costrave 发表于 2009-8-7 00:36
这个题有错你可以投江自己解决了~~~~~~~~~~~~
不用起落架干脆把10吨的飞机放在传送带上,摩擦系数最大化,纯粹硬推,传送带在快也只能在飞机上使用10吨的拉力,飞机发动机推力20吨,这不就飞起来了~~~~~再不明白回家问妈妈!!!!
禁止双弓 发表于 2009-8-7 01:38
这个摩擦系数最大化可就超出你的想象了,材料摩擦系数表就可以抛弃了。
摩擦力会远大于重力,飞机肚子又不是平的,传送带又会形变。
飞机压传送带是2个接触面相耦合,2个齿轮相耦合的时候能摩擦么?

这个摩擦系数最大化可就超出你的想象了,材料摩擦系数表就可以抛弃了。
摩擦力会远大于重力,飞机肚子又不是平的,传送带又会形变。
飞机压传送带是2个接触面相耦合,2个齿轮相耦合的时候能摩擦么?
百度王 发表于 2009-8-7 01:52

发动机推力大于你的“超强摩擦力”飞机就能飞!!!
这个摩擦系数最大化可就超出你的想象了,材料摩擦系数表就可以抛弃了。
摩擦力会远大于重力,飞机肚子又不是平的,传送带又会形变。
飞机压传送带是2个接触面相耦合,2个齿轮相耦合的时候能摩擦么?
百度王 发表于 2009-8-7 01:52

发动机推力大于你的“超强摩擦力”飞机就能飞!!!
这是没错,耦合后的的摩擦很多力会用在形变的做功上,比如金刚砂纸打砂纸,摩擦系数就不能用钻石材料算,摩擦就能蹭掉不少沙粒,只怕硬来的话把传送带挂破啦,把进气口拉变形啦。
这个题目的设定本来就是理想设定,按照题设,其实可以假设传送带是超市的那种大电梯,飞机轮子看成齿轮,两者都是物理学意义上的刚体,不可破坏,不存在相互滑动,轮子的轴承为理想轴承,摩擦力为零,飞机有可能起飞么?
好吧 失重教 千秋万代一统江湖
晕,简单问题搞那么乱,飞机又不是靠轮子带动起飞的。是靠发动机直接推起来的。

轮子的作用是减小飞机和地面的摩擦阻力,只要飞机不限制轮子的转动,基本上飞机的运动是不会受轮子转动的影响的。所以无论传送带转不转,怎么转,都只能影响轮子本身转不转,往哪个方向砖,影响不了飞机的运动状态。
都忘了飞机滑跑是什么牵引的了,这个和机轮转多快有多大关系啊
OMG  被移动来BT区了
将地球赤道当做一个假想的传送带,飞机能否起飞?