Kunnen vliegtuigen opstijgen vanaf een loopband?

Ja.

Vliegtuigen krijgen hun stuwkracht door de lucht te gebruiken. De wielen zijn niet aangedreven. De weerstand van de wielen beperkt hoe snel de loopband kan gaan voordat het vliegtuig niet meer kan opstijgen.

Het is eenvoudiger te begrijpen als je een ander referentiekader kiest. Stel dat de loopband stilstaat, maar dat de lucht er met elke snelheid omheen beweegt in elke richting.

Merk op dat ik zojuist een winderige dag heb beschreven.

Opmerkingen

• Is er ooit een vliegtuig weggevlogen, of weggehaald op een winderige dag?
• @SargunDhillon Ja. –slebetman ' s YouTube-link.
• Het argument van de winderige dag is enigszins gebrekkig. Als de wind langs het vliegveld waait, zullen de vliegtuigen tegen de wind in opstijgen.
• @Taemyr niets weerhoudt het vliegtuig ervan om op de oneindige transportband te draaien en tegen de wind in te draaien.
• @ratchetfreak Ik zou zeggen dat de vraag impliceert dat in dat geval de threadmill de andere kant op zou draaien. In wezen de wind draaien.

Deze vraag is op zijn best dubbelzinnig. Er kunnen zowel ja als nee antwoorden zijn op basis van wat er met het vliegtuig en de loopband wordt gedaan. Het punt is dat om een vliegtuig te laten opstijgen, er voldoende luchtsnelheid moet zijn. Als er geen wind is, is de luchtsnelheid gelijk aan de grondsnelheid

Ervan uitgaande dat er geen wind is (in of tegen het vliegtuig), zijn er twee mogelijke oplossingen.

• Als het vliegtuig stilstaat ten opzichte van de grond, zal het niet opstijgen (aangezien de windsnelheid nul is).

• Als het vliegtuig beweegt ten opzichte van de grond (met voldoende snelheid), zal opstijgen.

Stel dat we een straalvliegtuig hebben (alleen voor de discussie) en iemand duwt het gaspedaal in en het begint vooruit te gaan. Nu de loopband een traploos regelbare snelheid heeft, kunnen we drie voorwaarden hebben:

• Als de snelheid van de loopband nul is, zal het vliegtuig uiteindelijk voldoende lift genereren en opstijgen.

• Als de snelheid van de loopband zodanig wordt aangepast dat het vliegtuig stationair wordt gehouden ten opzichte van de loopband , zal het vliegtuig opstijgen (aangezien het beweegt ten opzichte van de grond, en dus ook wat luchtsnelheid heeft).

• Als de loopband snelheid wordt aangepast zodat het vliegtuig stationair wordt gehouden ten opzichte van de grond , het vliegtuig kan niet opstijgen, aangezien de grond- en luchtsnelheid beide nul zijn. Merk op dat in dit geval de vliegtuigsnelheid ten opzichte van de loopband tweemaal zo hoog is als de snelheid waarmee de loopband wordt bediend.

Als er wind is, is de vereiste de grondsnelheid kan dienovereenkomstig worden aangepast, maar het principe blijft hetzelfde. Als de windsnelheid bijvoorbeeld gelijk is aan de luchtsnelheid die nodig is om op te stijgen, zal het vliegtuig opstijgen, ook al staat het stil ten opzichte van de grond.

Nogmaals, het belangrijke concept hier is de luchtsnelheid. Het maakt niet uit of het vliegtuig zich op een loopband, treinbaan of landingsbaan bevindt.

Opmerkingen

• Je laatste punt is gebrekkig, en is de hele probleem met dit stomme " raadsel ". De loopband heeft absoluut geen manier om de onafhankelijke stuwkracht die door de motoren wordt gegenereerd te overwinnen – hij kan niet voorkomen dat het vliegtuig beweegt ten opzichte van de grond en dus ten opzichte van de wind.
• @aeroalias Hoe? De fysica komt niet overeen met ' – ik denk dat je bij een bepaalde snelheid een wiellager zou kunnen falen, maar hoewel die lagers daar functioneel zijn ' s bijna geen relatie tussen voorwaartse stuwkracht en de rotatie van de wielen.
• @Dan Zie alstublieft de dezelfde vraag in Physics Stackexchange voor een veel duidelijkere uitleg van wat ik ' m probeer te zeggen.
• Dit probleem is dat # 3 niet ' is t mogelijk. Het maakt niet uit hoe snel de loopband loopt, de banden van het vliegtuig zijn vrijlopend, dus draai gewoon sneller terwijl het vliegtuig blijft doen wat het voorheen deed (versnellen als het onder stroom staat). Anders gezegd, als de motoren waren uitgeschakeld en u de loopband start (ervan uitgaande dat de remmen niet zijn afgesteld), zouden de banden doorslippen maar zou het vliegtuig stationair blijven. Merk op dat dit voor de duidelijkheid de wrijving tussen de as en de wielnaaf negeert en dat deze uiteindelijk langzaam zou gaan bewegen, maar dit wordt overwonnen door stuwkracht in de vraag.
• Wat iedereen mist is dat de loopband, en wat het doet, is totaal irrelevant. Het enige dat het kan doen, is de wielen laten draaien (wrijving negeren, wat een afrondingsfout is in de betrokken krachten). Het enige dat telt is lucht boven de vleugels en de enige manier die kan worden opgewekt (aangenomen dat er geen wind is) is dat het vliegtuig op de normale manier stuwkracht produceert. De eerste helft van uw antwoord is correct. De tweede helft is fout. De loopband kan de drone niet verplaatsen.

Ja. Het maakt eigenlijk niet zoveel uit in welke richting en hoe snel de loopband zou draaien; het vliegtuig zal opstijgen.

De enige vereiste voor het genereren van lift is om voldoende snel door de air te bewegen. De snelheid wordt gecreëerd door stuwkracht. En de stuwkracht van de vliegtuigmotor is niet afhankelijk van de grondsnelheid (“grond” zou in dit geval het oppervlak van de loopband zijn).

De loopband kan alleen de rijsnelheid beïnvloeden en heeft dus geen effect op de stuwkracht van de motor. Het zou dus ook geen significant effect hebben op de luchtsnelheid, tenzij door de wrijvingskrachten in de lagers van de wielen. Ik neem aan dat deze krachten klein zijn in vergelijking met het vermogen van de motor.

De enige kans, aangezien het vliegtuigchassis alleen is ontworpen voor de beperkte grondsnelheid, kan de loopband het opstijgen voorkomen door snel genoeg in de tegenovergestelde richting te draaien om het chassis te laten instorten.

Opmerkingen

• Als we wrijving negeren, heeft de loopband geen invloed op de grondsnelheid of de luchtsnelheid, tenzij je ' herdefinieert ' grondsnelheid ' als snelheid ten opzichte van het bewegende oppervlak van de loopband. Als u ' ' grondsnelheid ' definieert als relatief ten opzichte van de aarde die de loopband zit op (dwz normale definitie van grondsnelheid) de grondsnelheid zou alleen verschillen van de luchtsnelheid door wat de wind op dat moment ook was.
• Welke krachten zouden ervoor zorgen dat het chassis instort?
• @Octopus Wrijving in de wiellagers wat leidt tot een koppel op de landingsgestelsteunen.
• " Rijsnelheid " Ik bedoel relatief ten opzichte van het oppervlak van de loopband (de " grond " waar het vliegtuig vanaf opstijgt). De loopband kan de wielen dwingen sneller te draaien dan de lagers zouden kunnen door snel genoeg in de tegenovergestelde richting te bewegen.
• @DavidRicherby Om nog maar te zwijgen van wrijving in de wiellagers en wrijving op het bandoppervlak (beide met lucht en met het oppervlak van de loopband) waarschijnlijk het tandwiel in brand steken.

Theoretisch ja. In werkelijkheid hangt het ervan af.

Theoretisch

We houden geen rekening met wrijving in de wiellagers van het landingsgestel of tussen de loopband en de wielen. Dit zou betekenen dat als het vliegtuig gewoon zit inactief, als de loopband beweegt, blijft het vliegtuig stil. Je kunt dit proberen door een speelgoedauto op een stuk papier te leggen. Als je het papier heen en weer rukt, beweegt de auto niet echt. De enige reden waarom de auto beweegt, is vanwege wrijving. Als je de wrijving in de wielen zou elimineren, zou de auto helemaal niet bewegen. We hebben nu vastgesteld dat de bewegende landingsbaan geen invloed heeft op het vliegtuig. De piloot is vrij om de motor te starten en op te stijgen.

In werkelijkheid

Het echte antwoord hangt af van het ontwerp en de limieten van het vliegtuig / de loopband:

• In het echte leven is er wrijving in het landingsgestel. Er zijn grenzen aan hoe snel de wielen kunnen draaien voordat ze falen. Maar er zou ook een limiet zijn aan hoe snel de loopband zou kunnen gaan.
• Er zijn limieten aan hoe snel de loopband en het vliegtuig kunnen accelereren en van richting kunnen veranderen. Een piloot is misschien in staat om de loopband in de ene richting te krijgen, dan om te draaien en in de andere richting op te stijgen.
• Een zeer grote loopband die met hoge snelheid beweegt, zou wind veroorzaken. Door een voldoende sterke wind kan een vliegtuig opstijgen, ook al staat het stil.

  Opmerkingen

  • " of tussen de loopband en de wielen. " Als u geen ' rekening houdt met de wrijving tussen de banden en de loopband, winnen de wielen ' zelfs draaien. Het vliegtuig zou gewoon over het oppervlak van de loopband slippen.

  Antwoord

  Ik had hier een gedachte : Als we een perfecte loopband en perfecte wielen / lagers in het vliegtuig overwegen, stijgt het niet op.

  Het vliegtuig begint te rollen. De loopband komt overeen met de snelheid van het wiel, maar dit laat de wielen gewoon sneller draaien – zolang het vliegtuig rolt, is de loopband in een nooit eindigende race tegen het wiel.

  Aangezien we kijken naar een perfect systeem dat onbeperkt en oneindig snel verloopt – de loopband (en de buitenrand van het wiel) zal de lichtsnelheid naderen. De massa groeit onbeperkt, het vliegtuig is te zwaar om op te stijgen.

  In de echte wereld met imperfecte systemen moet iets meegeven.

  1) De wielen hebben een maximale snelheid. Overtref dat te veel en je landingsgestel explodeert. Het vliegtuig vliegt op de loopband, de wrijving is te groot om te overwinnen, het wordt naar achteren gegooid en stopt dan.

  2) De loopband heeft een maximale snelheid. Als de wielen de startsnelheid plus deze snelheid stijgt het vliegtuig, anders # 1.

  3) De loopband heeft een eindige versnelling. Het vliegtuig zou heel goed kunnen opstijgen voordat de loopband een serieuze snelheid heeft opgebouwd.