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- blog.xkcd.com/2008/09/09 / …
- Oh nein, nicht das Laufband!
- Ahhhhh! Nun, wir mussten es hier haben. 😉
- Jemand hat ein riesiges Laufband gebaut, um dies zu testen. Siehe das Mythbusters-Video unten
- Das Laufband ist irrelevant. Alles was es tun kann, ist die Räder zu drehen. Es kann das Flugzeug nicht bewegen. Mythos Busters sollten als Unterhaltung und nicht als ernsthafte wissenschaftliche Untersuchung betrachtet werden. Sie haben mit diesem einen miesen Job gemacht und gezeigt, dass ein Flugzeug fliegen kann.
Antwort
Alle sagten gemeinsam „Oh Gott, nicht dieser“, weil dieselbe Frage in der Vergangenheit einige intensive Debatten ausgelöst hat. Flugzeuge sind auf den Luftstrom über dem Schaufelblatt (Flügel / Heck usw.) angewiesen, um Auftrieb zu erzeugen – unabhängig von der Bewegung der Reifen. Dies bedeutet, dass das Flugzeug mit genügend Luft über dem Flügel fliegt, auch wenn es sich relativ zum Boden überhaupt nicht vorwärts bewegt.
Aus diesem Grund befinden sich Flugzeuge auf Rampen an Flughäfen müssen am Boden festgebunden sein. Dies soll nicht nur verhindern, dass sie herumrollen, sondern auch abheben, wenn der Luftstrom schnell genug über den Flügel strömt.
Wenn Sie an einem interessiert sind Unterhaltsames Segment, die MythBusters haben ein ziemlich wissenschaftliches Experiment durchgeführt.
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- Es ist nicht ' t, dass es ' sich nicht in Bezug auf den Boden bewegt, es ' bedeutet, dass das Laufband ' nicht verhindern kann, dass es sich in Bezug auf den Boden bewegt .
- Das Mythbusters-Video hat lediglich bewiesen, dass die Räder im Flugzeug sich mit der doppelten Drehzahl drehen können, die für den Start des Flugzeugs erforderlich ist.
- @FreeMan: Die Räder sind frei drehend und im Wesentlichen nicht verbunden das Flugzeug. Stellen Sie sich das so vor: Wenn Sie mit Rollerblades auf dem Rücken liegen, kann ich Ihr Bein durch Drehen der Räder anheben? Ihr ' sagt, ich kann.
- @slebetman nicht sicher, ob ich Ihnen folge. Das Flugzeug bewegte sich mit X Knoten vorwärts, während Jamie das Förderband " " bei X Knoten rückwärts zog. Die Flügel erzeugten genug Auftrieb zum Abheben, aber die Räder drehten sich mit 2X. Das Video hat daher nur bewiesen, dass die Räder mit 2-fachem Durchdrehen umgehen können, wo sie sich normalerweise mit X drehen würden. Ich verstehe voll und ganz, dass der Start nichts mit der Drehzahl der Räder zu tun hat und dass ' Deshalb habe ich angegeben, dass das Experiment ' nichts anderes beweist.
- @FreeMan: Die Räder können mit X-Geschwindigkeit durchdrehen hat nichts damit zu tun, das Flugzeug daran zu hindern, sich vorwärts zu bewegen. Die Räder wirken grundsätzlich als Rollenlager. Die einzige Möglichkeit, das Flugzeug anzuhalten, besteht darin, die Räder explodieren zu lassen (was theoretisch mit einer Fadenmühle möglich sein könnte). Es gab auch eine Antwort in der Physik SE, die darauf hinwies, dass die Rotationsträgheit der Räder eine winzige Kraft auf das Flugzeug ausüben kann. Es würde jedoch erforderlich sein, dass sich die Räder mit oder über die Lichtgeschwindigkeit hinaus bewegen, um einen spürbaren Effekt zu erzielen.
Antwort
Ja.
Flugzeuge erhalten ihren Schub durch die Verwendung der Luft. Die Räder werden nicht angetrieben. Der Widerstand von den Rädern begrenzt, wie schnell das Laufband fahren kann, bevor das Flugzeug nicht mehr starten kann.
Es ist einfacher zu verstehen, wenn Sie einen anderen Referenzrahmen auswählen. Angenommen, das Laufband steht still, aber die Luft bewegt sich mit jeder Geschwindigkeit in jede Richtung.
Beachten Sie, dass ich gerade einen windigen Tag beschrieben habe.
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- Hat es jemals ein Flugzeug gegeben, das weggeflogen ist, oder wurde an einem windigen Tag weggehoben?
- @SargunDhillon Ja. –slebetman ' s YouTube-Link.
- Das Argument für den windigen Tag ist etwas fehlerhaft. Wenn der Wind entlang des Flugplatzes weht, nehmen die Flugzeuge den Wind auf.
- @Taemyr Nichts hindert das Flugzeug daran, den Förderer mit unendlicher Länge einzuschalten und sich in den Wind zu drehen.
li> @ratchetfreak Ich würde sagen, dass die Frage impliziert, dass in diesem Fall die Fadenmühle in die andere Richtung laufen würde. Im Wesentlichen den Wind drehen.
Antwort
Diese Frage ist bestenfalls mehrdeutig. Je nachdem, was mit dem Flugzeug und dem Laufband gemacht wird, kann es sowohl Ja- als auch Nein-Antworten geben. Der Punkt ist, dass für das Abheben eines Flugzeugs eine ausreichende Fluggeschwindigkeit vorhanden sein sollte. Wenn kein Wind weht, entspricht die Fluggeschwindigkeit der Bodengeschwindigkeit
Unter der Annahme, dass kein Wind (in oder gegen das Flugzeug) weht, gibt es zwei mögliche Lösungen.
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Wenn das Flugzeug relativ zum Boden stationär ist, startet es nicht (da die Windgeschwindigkeit Null ist).
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Wenn Das Flugzeug bewegt sich relativ zum Boden (mit ausreichender Geschwindigkeit) und hebt ab.
Nehmen wir an, wir haben ein Düsenflugzeug (nur aus Gründen der Argumentation) und eines drückt den Gashebel und es beginnt sich vorwärts zu bewegen. Da das Laufband nun eine stufenlos einstellbare Geschwindigkeit hat, können drei Bedingungen vorliegen:
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Wenn die Laufbandgeschwindigkeit Null ist, wird das Flugzeug dies tun Erzeugen Sie schließlich einen ausreichenden Auftrieb und starten Sie.
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Wenn die Laufbandgeschwindigkeit so eingestellt wird, dass das Flugzeug relativ zum Laufband stationär bleibt, wird das Flugzeug dies tun Abheben (da es sich in Bezug auf den Boden bewegt und auch eine gewisse Fluggeschwindigkeit hat).
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Wenn das Laufband Die Geschwindigkeit wird so eingestellt, dass das Flugzeug relativ zum Boden stationär bleibt. Das Flugzeug kann nicht starten, da sowohl die Boden- als auch die Luftgeschwindigkeit Null sind. Beachten Sie, dass in diesem Fall die Flugzeuggeschwindigkeit relativ zum Laufband doppelt so hoch ist wie die Geschwindigkeit, mit der das Laufband betrieben wird.
Wenn Wind weht, ist dies erforderlich Die Fahrgeschwindigkeit kann entsprechend angepasst werden, das Prinzip bleibt jedoch gleich. Wenn beispielsweise die Windgeschwindigkeit gleich der für den Start erforderlichen Fluggeschwindigkeit ist, hebt das Flugzeug ab, obwohl es in Bezug auf den Boden stationär ist.
Auch hier ist das wichtige Konzept die Fluggeschwindigkeit. Es spielt keine Rolle, ob sich das Flugzeug auf einem Laufband, einer Bahnstrecke oder einer Landebahn befindet.
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- Ihr letzter Aufzählungspunkt ist fehlerhaft und ist der ganzes Problem mit diesem dummen " Rätsel ". Das Laufband hat absolut keine Möglichkeit, den von den Triebwerken erzeugten unabhängigen Schub zu überwinden – es kann nicht verhindern, dass sich das Flugzeug relativ zum Boden und damit relativ zum Wind bewegt.
- @aeroalias Wie? Die Physik ' stimmt nicht überein – ich denke, bei einer bestimmten Geschwindigkeit kann es zu einem Radlagerausfall kommen, aber während diese Lager funktionsfähig sind, ' s fast keine Beziehung zwischen Vorwärtsschub und der Drehung der Räder.
- @Dan Bitte lesen Sie die gleiche Frage in Physics Stackexchange für Eine viel klarere Erklärung dessen, was ich ' zu sagen versuche.
- Dieses Problem ist, dass # 3 nicht ' ist nicht möglich. Egal wie schnell das Laufband läuft, die Reifen im Flugzeug drehen sich frei. Drehen Sie also einfach schneller, während das Flugzeug das tut, was es zuvor getan hat (Beschleunigen, wenn es unter Strom steht). Anders ausgedrückt, wenn die Triebwerke ausgeschaltet wären und Sie das Laufband starten (vorausgesetzt, die Bremsen sind nicht angezogen), würden die Reifen durchdrehen, aber das Flugzeug würde stationär bleiben. Beachten Sie, dass dies aus Gründen der Klarheit die Reibung zwischen der Achse und der Radnabe ignoriert und dass sie sich schließlich langsam zu bewegen beginnt. Dies wird jedoch durch den Schub in der Frage überwunden.
- Was jeder vermisst, ist, dass das Laufband, und was es tut, ist völlig irrelevant. Das einzige, was es tun kann, ist das Drehen der Räder (ohne Berücksichtigung der Reibung, was ein Rundungsfehler bei den beteiligten Kräften ist). Das einzige, was zählt, ist Luft über den Tragflächen und die einzige Möglichkeit, die erzeugt werden kann (unter der Annahme, dass kein Wind vorhanden ist), besteht darin, dass das Flugzeug auf normale Weise Schub erzeugt. Die erste Hälfte Ihrer Antwort ist richtig. Die zweite Hälfte ist falsch. Das Laufband kann das Flugzeug nicht bewegen.
Antwort
Ja. Es spielt eigentlich keine Rolle, in welche Richtung und wie schnell sich das Laufband drehen würde. Das Flugzeug wird abheben.
Die einzige Voraussetzung für die Erzeugung eines Auftriebs besteht darin, sich ausreichend schnell durch die air zu bewegen. Die Geschwindigkeit wird durch Schub erzeugt. Und der Schub des Flugzeugtriebwerks hängt nicht von der Bodengeschwindigkeit ab („Boden“ wäre in diesem Fall die Oberfläche des Laufbandes).
Das Laufband kann nur die Fahrgeschwindigkeit beeinflussen und hat daher keinen Einfluss auf den Motorschub. Daher würde es auch keinen signifikanten Einfluss auf die Luftgeschwindigkeit haben, es sei denn durch die Reibungskräfte in den Lagern der Räder. Ich gehe davon aus, dass diese Kräfte im Vergleich zur Motorleistung gering sind.
Die einzige Chance, da das Flugzeugchassis nur für die begrenzte Fahrgeschwindigkeit ausgelegt ist, kann das Laufband das Abheben verhindern, indem es sich schnell genug in die entgegengesetzte Richtung dreht, um ein Zusammenfallen des Chassis zu verursachen.
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- Wenn wir die Reibung ignorieren, würde das Laufband weder die Fahrgeschwindigkeit noch die Fluggeschwindigkeit beeinflussen, es sei denn, Sie ' definiert ' Fahrgeschwindigkeit ' als Geschwindigkeit relativ zur sich bewegenden Laufbandoberfläche. Wenn Sie ' ' Fahrgeschwindigkeit ' als relativ zur Erde definieren, die die Das Laufband sitzt auf (dh die normale Definition der Bodengeschwindigkeit). Die Bodengeschwindigkeit würde sich von der Fluggeschwindigkeit nur durch den Wind unterscheiden, der gerade zu diesem Zeitpunkt kam.
- Welche Kräfte würden dazu führen, dass das Chassis zusammenbricht?
- @Octopus Reibung in den Radlagern, die zu einem Drehmoment an den Fahrwerkstreben führt.
- " Fahrgeschwindigkeit " Ich meine relativ zur Oberfläche des Laufbandes (der " Boden ", von dem das Flugzeug abhebt). Das Laufband kann die Räder dazu zwingen, schneller durchzudrehen, als sie halten könnten, indem sie sich schnell genug in die entgegengesetzte Richtung bewegen.
- @DavidRicherby Ganz zu schweigen von Reibung in den Radlagern und Reibung auf der Reifenoberfläche (beide mit Luft) und mit der Laufbandoberfläche) wahrscheinlich das Zahnrad in Brand setzen.
Antwort
Theoretisch ja. In Wirklichkeit kommt es darauf an.
Theoretisch
berücksichtigen wir nicht die Reibung in den Radlagern des Fahrwerks oder zwischen dem Laufband und den Rädern. Dies würde bedeuten, dass das Flugzeug gerade sitzt Wenn sich das Laufband im Leerlauf bewegt, bleibt das Flugzeug ruhig. Sie können dies versuchen, indem Sie ein Spielzeugauto auf ein Stück Papier legen. Wenn Sie das Papier hin und her bewegen, bewegt sich das Auto nicht wirklich. Der einzige Grund, warum sich das Auto bewegt, ist die Reibung. Wenn Sie die Reibung in den Rädern eliminieren würden, würde sich das Auto überhaupt nicht bewegen. Wir haben jetzt festgestellt, dass die sich bewegende Landebahn keinen Einfluss auf das Flugzeug hat. Dem Piloten steht es frei, den Motor zu starten und abzuheben.
In Wirklichkeit
hängt die tatsächliche Antwort vom Design und den Grenzen des Flugzeugs / Laufbandes ab:
- Im wirklichen Leben gibt es Reibung im Fahrwerk. Es gibt Grenzen, wie schnell sich die Räder drehen können, bevor sie ausfallen. Es gibt jedoch auch eine Grenze für die Geschwindigkeit, mit der das Laufband fahren kann.
- Es gibt Grenzen dafür, wie schnell das Laufband und das Flugzeug beschleunigen und die Richtung ändern können. Ein Pilot kann das Laufband möglicherweise in die eine Richtung bewegen, sich dann umdrehen und in die andere abheben.
- Ein sehr großes Laufband, das sich mit hoher Geschwindigkeit bewegt, würde Wind erzeugen. Bei ausreichend starkem Wind kann ein Flugzeug starten, obwohl es stillsteht.
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- " oder zwischen dem Laufband und den Rädern. " Wenn Sie ' die Reibung zwischen den Reifen und dem Laufband nicht berücksichtigen, werden die Räder ' nicht gleichmäßig Das Flugzeug rutschte einfach über die Oberfläche des Laufbandes.
Antwort
Ich hatte hier einen Gedanken : Wenn wir ein perfektes Laufband und perfekte Räder / Lager im Flugzeug in Betracht ziehen, hebt es nicht ab.
Das Flugzeug beginnt zu rollen. Das Laufband entspricht der Geschwindigkeit des Rads, aber dies dreht die Räder einfach schneller – solange das Flugzeug rollt, befindet sich das Laufband in einem endlosen Rennen gegen das Rad.
Da wir es uns ansehen Ein perfektes System, das unbegrenzt und unendlich schnell abläuft – das Laufband (und die Außenkante des Rads) nähern sich der Lichtgeschwindigkeit. Die Masse wächst unbegrenzt, das Flugzeug ist zu schwer zum Abheben.
In der realen Welt mit unvollkommenen Systemen muss etwas geben.
1) Die Räder haben eine maximale Geschwindigkeit. Wenn Sie das zu weit überschreiten, explodiert Ihr Fahrwerk. Das Flugzeug pfannkuchen auf das Laufband, die Reibung ist zu groß, um es zu überwinden, es wird nach hinten geworfen und stoppt dann.
2) Das Laufband hat eine maximale Geschwindigkeit. Wenn die Räder die Startgeschwindigkeit plus überleben können Diese Geschwindigkeit hebt das Flugzeug ab, sonst # 1.
3) Das Laufband hat eine endliche Beschleunigungsrate. Das Flugzeug kann sehr gut abheben, bevor das Laufband eine ernsthafte Geschwindigkeit aufgebaut hat.