Kommentarer
- blog.xkcd.com/2008/09/09 / …
- Åh nej, inte löpbandet!
- Ahhhhh! Vi måste ha det här. 😉
- Någon byggde en gigantisk löpband för att testa detta. Se Mythbusters-videon nedan
- Löpbandet är irrelevant. Allt det kan göra är att snurra på hjulen. Det kan inte flytta flygplanet. Myth Busters bör betraktas som underhållning och inte som en seriös vetenskaplig undersökning. De gjorde ett eländigt jobb med den här och visade att ett flygplan kan flyga.
Svar
Alla gick kollektivt ”Åh gud, inte den här” eftersom samma fråga har gett upphov till några intensiva debatter tidigare. Flygplan litar på luftflöde över flygbladet (vingar / svans etc) för att producera lyft – vilket är oberoende av däckens rörelse. Detta betyder att med tillräckligt med luft som går över vingen kommer flygplanet att flyga även om det inte alls går framåt relativt marken.
Det är därför flygplan på ramper på flygplatser måste de vara bundna till marken. Detta är inte bara för att hindra dem från att rulla runt, men från att starta om luftflödet skulle komma tillräckligt snabbt över vingen.
Om du är intresserad av en underhållande segment, MythBusters gjorde ett ganska vetenskapligt experiment av detta.
Kommentarer
- Det är inte ' t att det inte ' t rör sig med hänvisning till marken, det ' är att löpbandet kan ' t hindrar det från att röra sig i förhållande till marken .
- Allt som Mythbusters-videon gjorde var att bevisa att hjulen på planet kunde hantera att rotera med det dubbla varvtalet som krävs för att planet ska ta fart.
- @FreeMan: Hjulen är frihjulade och är i princip inte anslutna till planet. Tänk på det så här: om du ligger på ryggen med rullskridskor, kan jag lyfta benet genom att snurra hjulen? Din ' säger att jag kan.
- @slebetman är inte säker på att jag följer dig. Planet rörde sig framåt vid X-knop, medan Jamie drog " transportband " bakåt vid X-knop. Vingarna genererade tillräckligt med lyft för att ta av, men hjulen snurrade på 2X. Därför visade sig hela videon att hjulen kunde hantera spinning vid 2X, där de normalt skulle rotera vid X. Jag förstår helt att start har inget att göra med hjulens rotationshastighet och att ' varför jag indikerade att experimentet inte bevisade ' något annat.
- @FreeMan: Hjulen klarar av att snurra med X-hastighet har inget att göra med att hindra flygplanet från att röra sig framåt. Hjulen fungerar i grunden som rullager. Det enda sättet att stoppa planet är att få hjulen att explodera (vilket i teorin kan vara möjligt att göra med en trådkvarn). Det fanns också ett svar i fysiken SE som påpekade att hjulens rotationsinerti kan ge en liten kraft på planet. Men det skulle ta hjulen som rör sig vid eller bortom ljusets hastighet för att få någon märkbar effekt.
Svar
Ja.
Flygplan får sitt tryck genom att använda luften. Hjulen drivs inte. Dragningen från hjulen kommer att begränsa hur snabbt löpbandet kan gå innan planet inte kan starta längre.
Det är enklare att förstå om du väljer en annan referensram. Antag att löpbandet står still men luften rör sig runt den i vilken riktning som helst med vilken hastighet som helst.
Observera att jag bara beskrev en blåsig dag.
Kommentarer
- Har det någonsin funnits ett flygplan som har flög iväg, eller lyfts bort en blåsig dag?
- @SargunDhillon Ja. –slebetman ' s YouTube-länk.
- Argumentet för blåsig dag är något bristfälligt. Om vinden blåser längs flygfältet kommer flygplanen att ta sig in i vinden.
- @Taemyr finns inget som hindrar planet från att vända på den oändliga längdtransportören och vända sig till vinden.
- @ratchetfreak Jag skulle säga att frågan antyder att i så fall skulle trådkvarnen gå tvärtom. I huvudsak vänder vinden.
Svar
Denna fråga är i bästa fall tvetydig. Det kan finnas både ja och inga svar baserat på vad som görs med flygplanet och löpbandet. Poängen är att för att ett flygplan ska kunna lyfta bör det finnas tillräckligt med flyghastighet . Om det inte finns någon vind är lufthastigheten lika med markhastighet
Förutsatt att det inte finns någon vind (in i eller mot flygplanet) finns det två möjliga lösningar.
-
Om flygplanet står stilla i förhållande till marken kommer det inte att starta (eftersom vindhastigheten är noll).
-
Om flygplanet rör sig relativt marken (med tillräcklig hastighet), det kommer att ta fart.
Antag att vi har ett jetflygplan (bara för argumentets skull) och någon skjuter gasen och den börjar röra sig framåt. Nu eftersom löpbandet har en steglöst justerbar hastighet kan vi ha tre förhållanden:
-
Om löpbandets hastighet är noll kommer flygplanet att så småningom generera tillräckligt med lyft och start.
-
Om löpbandets hastighet justeras så att flygplanet hålls stilla relativt löpbandet kommer flygplanet att ta av (eftersom det rör sig i förhållande till marken, och det har också en viss hastighet).
-
Om löpbandet hastighet justeras så att flygplanet hålls stilla i förhållande till marken , kan flygplanet inte starta, eftersom mark- och lufthastigheterna båda är noll. Observera att i detta fall är flygplanets hastighet i förhållande till löpbandet dubbelt så hög som den hastighet med vilken löpbandet körs.
Om det är vind krävs det markhastigheten kan justeras i enlighet därmed, men principen förblir densamma. Till exempel, om vindhastigheten är lika med den hastighet som krävs för att starta, kommer flygplanet att lyftas även om det är stilla i förhållande till marken.
Återigen är det viktiga konceptet här flyghastighet. Det spelar ingen roll om flygplanet är på löpband, tågspår eller landningsbana.
Kommentarer
- Din sista punkt är felaktig och är den hela problemet med detta dumma " gåta ". Löpbandet har absolut inget sätt att övervinna det oberoende drag som genereras av motorerna – det kan inte hindra flygplanet från att röra sig i förhållande till marken och därför i förhållande till vinden.
- @aeroalias Hur? Fysiken matchar inte ' – Jag antar att vid en viss hastighet kanske du har ett hjullagerfel, men även om dessa lager fungerar är det ' är nästan inget samband mellan framåtkraft och hjulens rotation.
- @Dan Se samma fråga i Physics Stackexchange för en mycket tydligare förklaring av vad jag ' försöker säga.
- Problemet är att # 3 inte är ' t möjligt. Oavsett hur snabbt löpbandet går, däcken på flygplanet rullar fritt så helt enkelt snurrar snabbare medan flygplanet fortsätter att göra vad det gjorde innan (accelererar om det är under kraft). Sagt på ett annat sätt, om motorerna var avstängda och du startar löpbandet (förutsatt att bromsarna inte är inställda) skulle däcken snurra men flygplanet förblir stillastående. Observera att detta för tydlighetens skull ignorerar friktionen mellan axeln och hjulnavet och att det så småningom sakta skulle börja röra sig, men detta övervinns av dragkraften i frågan.
- Vad alla saknar är att löpbandet, och vad den gör är helt irrelevant. Det enda det kan göra är att snurra hjulen (ignorerar friktion, vilket är ett avrundningsfel i de involverade krafterna). Det enda som betyder något är luft över vingarna och det enda sättet som kan genereras (förutsatt att det inte finns någon vind) är att flygplanet producerar dragkraft på normalt sätt. Den första halvan av ditt svar är korrekt. Den andra halvan är fel. Löpbandet kan inte flytta flygplanet.
Svar
Ja. Det spelar egentligen ingen roll vilken riktning och hur snabbt löpbandet skulle rotera; flygplanet tar fart.
Det enda kravet för att generera hiss är att röra sig tillräckligt snabbt genom air. Hastigheten skapas av tryck. Och flygplansmotorens dragkraft beror inte på markhastigheten (”mark” skulle vara löpbandets yta för detta fall).
Löpbandet kan bara påverka markhastigheten så det skulle inte ha någon effekt på motorns dragkraft. Därför skulle det inte heller ha någon betydande inverkan på lufthastigheten, om inte genom friktionskrafterna i hjullagren. Jag antar att dessa krafter är små jämfört med motorns kraft.
Den enda chansen, eftersom flygplanets chassi endast är konstruerat för den begränsade markhastigheten, kan löpbandet förhindra start genom att rotera i motsatt riktning tillräckligt snabbt för att få chassit att kollapsa.
Kommentarer
- Om vi ignorerar friktion påverkar löpbandet varken markhastighet eller flyghastighet, såvida du inte ' re definierar ' markhastighet ' som hastighet relativt den rörliga löpbandytan. Om du ' definierar ' markhastighet ' som relativ till jorden som löpbandet sitter på (dvs. normal definition av markhastighet,) markhastigheten skulle skilja sig från lufthastigheten bara oavsett vad vinden hände vid den tiden.
- Vilka krafter skulle få chassit att kollapsa?
- @Octopus Friktion i hjullagren som leder till ett vridmoment på landningsställen.
- " Markhastighet " Jag menar i förhållande till löpbandets yta (" mark " flygplanet lyfter från). Löpbandet kan tvinga hjulen att snurra snabbare än vad lagren skulle kunna hålla genom att röra sig tillräckligt snabbt i motsatt riktning.
- @DavidRicherby För att inte tala om friktion i hjullager och friktion på däcksytan (båda med luft och med löpbandets yta) antagligen sätta redskapen i brand.
Svar
Teoretiskt ja. I verkligheten beror det på.
Teoretiskt
Vi tar inte hänsyn till friktion i landningsställets hjullager eller mellan löpbandet och hjulen. Detta skulle innebära att när planet bara sitter tomgång, om löpbandet rör sig kommer planet att förbli still. Du kan prova detta genom att sätta en leksaksbil på ett papper. Om du rycker papperet fram och tillbaka rör sig bilen inte riktigt. Det enda skälet till att bilen rör sig är på grund av friktion. Om du eliminerade friktion i hjulen skulle bilen inte röra sig alls. Vi har nu konstaterat att den rörliga banan inte har något inflytande över planet. Piloten är fri att starta och starta motorn.
I verkligheten
Det verkliga svaret beror på planen / löpbandets utformning och gränser:
- I verkliga livet finns det friktion i landningsstället. Det finns gränser för hur snabbt hjulen kan snurra innan de misslyckas. Men det skulle också finnas en gräns för hur snabbt löpbandet kan gå.
- Det finns gränser för hur snabbt löpbandet och planet kan accelerera och ändra riktning. En pilot kanske kan få löpbandet att gå i en riktning och sedan vända och ta av i den andra.
- Ett mycket stort löpband som rör sig i hög hastighet skulle skapa vind. En tillräckligt stark vind kan tillåta att ett plan tar fart trots att det står stilla.
Kommentarer
- " eller mellan löpbandet och hjulen. " Om du inte ' inte tar hänsyn till friktionen mellan däcken och löpbandet, vann hjulen ' t jämn vänd. Flygplanet skulle bara glida över löpbandets yta.
Svar
Jag tänkte här : Om vi överväger ett perfekt löpband och perfekta hjul / lager i planet tar det inte fart.
Planet börjar rulla. Löpbandet matchar hjulets hastighet, men det snurrar helt enkelt hjulen snabbare – så länge som planet rullar löpbandet i en oändlig tävling mot hjulet.
Eftersom vi tittar på ett perfekt system detta går utan gräns och oändligt snabbt – löpbandet (och hjulets ytterkant) kommer att närma sig ljushastigheten. Massan växer utan gräns, planet är för tungt att ta av.
I den verkliga världen med ofullkomliga system måste något ge.
1) Hjulen har maximal hastighet. Överskrider du det för mycket så landar din landningsutrustning. Planet pannkakas på löpbandet, friktionen är för stor för att den ska kunna övervinnas, den kastas bakåt och stannar sedan.
2) Löpbandet har maximal hastighet. Om hjulen klarar starthastighet plus denna hastighet planet tar fart, annars # 1.
3) Löpbandet har en begränsad accelerationshastighet. Planet kan mycket väl ta fart innan löpbandet har byggt upp allvarlig hastighet.