Форум » Разное » Самолет и вертолет » Ответить

Самолет и вертолет

Артемий: "Как надену портупею -- все тупею и тупею" (народное). Портупеи у меня нет; штык от АК-47 купил недавно, видать, и этого хватило. Пытаюсь собрать по крупицам былые познания в физике и понять, почему вертолет расходует примерно в 2-3 раза больше горючего, чем самолет приблизительно такой же массы? К примеру средний расход у Сессны-172 на крейсерской скорости -- 32 л/ч, а у вертолета Белл-47 -- 70 л/ч. Почему?

Ответов - 50, стр: 1 2 3 4 All

Артемий: Эльдар пишет: Артемий пишет:  цитата: Вы согласны с этими утверждениями? Да. Значит, если их двигатели по факту совершают разную работу (причем, существенно разную), в одном из случаев должна быть значительно бОльшая потеря мощности. Правильно?

Эльдар: Артемий пишет: Значит, если их двигатели по факту совершают разную работу (причем, существенно разную), в одном из случаев должна быть значительно бОльшая потеря мощности. Правильно? Двигатели соведшают одинаковую работу, движители - принципиально разную.

Артемий: Эльдар пишет: Двигатели соведшают одинаковую работу, движители - принципиально разную. Извините, работа -- это термин, означающий затраченную энергию. Если вертолет тратит больше топлива, значит, его двигатель совершает бОльшую работу. При этом полезная работа, которая непосредственно идет на поддержание высоты и скорости, одинакова, согласно условиям. Вот я и пытаюсь понять, куда уходит остальное из затраченного. Разный КПД у крыла и вертолетного винта?


Эльдар: Артемий пишет: Извините, работа -- это термин, означающий затраченную энергию. Если вертолет тратит больше топлива, значит, его двигатель совершает бОльшую работу. При этом полезная работа, которая непосредственно идет на поддержание высоты и скорости, одинакова, согласно условиям. Да, ошибся. Артемий пишет: Вот я и пытаюсь понять, куда уходит остальное из затраченного. Разный КПД у крыла и вертолетного винта? Я кажется понял. Винт это же по сути тоже крыло, точнее крылья. Вращающиеся. Но в отличие от самолетного крыла, лопасти винта не направлены в сторону набегающего потока воздуха. Винт крутится в плоскости близкой к горизонтальной. Если круг, описываемый винтом разделить на 4 сектора, то получится, что в 2-х секторах лопасти проходят путь перпендикулярно оси движения (и направлению потока воздуха), в 3-м параллельно попутно, в 4-м параллельно в противоположную сторону. Два последних можно взаимоуравновестить. Как Вам такой вариант?

Артемий: Подъемная сила конечно добавляет к сопротивлению прямолинейного движения. Но сколько именно? Интересную информацию нашел: http://home.farlep.net/~nivege/interesn.htm сопротивление крыла прямо пропорционально площади крыла; составляет 50...60% от всей величины вредного сопротивления самолета Подъемная сила также прямо пропорциональна площади крыла, таким образом, сопротивление крыла прямо пропорционально подъемной силе.

Артемий: Эльдар пишет: Я кажется понял. Винт это же по сути тоже крыло, точнее крылья. Вращающиеся. Но в отличие от самолетного крыла, лопасти винта не направлены в сторону набегающего потока воздуха. Винт крутится в плоскости близкой к горизонтальной. Если круг, описываемый винтом разделить на 4 сектора, то получится, что в 2-х секторах лопасти проходят путь перпендикулярно оси движения (и направлению потока воздуха), в 3-м параллельно попутно, в 4-м параллельно в противоположную сторону. Два последних можно взаимоуравновестить. Как Вам такой вариант? А скоростью движения нельзя ли пренебречь в сравнении со скоростью вращения винта? Может, и нельзя, я не уверен. В любом случае, еще есть расход на компенсацию вращательного момента: хвостовой пропеллер -- это чистая потеря мощности.

Эльдар: Артемий пишет: А скоростью движения нельзя ли пренебречь в сравнении со скоростью вращения винта? Может, и нельзя, я не уверен. Скорость полета вертолета (МИ-8) - 220 км/ч Скорость вращения винта - 240 об/мин. Длинна лопости - 7 метров. След. скорость в середине лопости ((3,5+3,5)*3,14*240*60)/1000 = 316 км/ч Кроме того, вертолет воздух из под винта гонит на фюзеляж. Это тоже должно сказываться на аэродинамике не лучшим способом. Артемий пишет: В любом случае, еще есть расход на компенсацию вращательного момента: хвостовой пропеллер -- это чистая потеря мощности. Будем считать, что вертолет двумя коаксиальными винтами, для чистоты эксперимента.

Exval: Артемий пишет: Так нету никакой энергии набегающего потока (если только не дует встречный ветер)! В этом-то и штука. Эта энергия на самом деле -- энергия движения самолета. Самолет ее сам создает, сам и использует. Так же и вертолет. Разница только в способе преобразования одной энергии в другую. На мой взгляд, это неверно. У вертолёта обычно существует жёсткая связь между валом двигателя и осью несущего винта. (Исключение составляет лишь т.н. режим авторотации, который используется, например, при аварийной посадке с отказавшим двигателем). Поэтому вертолёт в полёте не может использовать энергию набегающего потока для создания дополнитеьлной подъёмной силы. Только та энергия, которая создаётся для движения, как Вы верно заметили. Но! Самолёт такую энергию тспользовать может. И использует. Тту можно провести аналогию с двумя автомобилями, имеющими одинаковую массу и рдинаковые двигатели. но один имеет обтекаемые формы, а другой - нет. Какой из них будет более экономичным? Аналогия, конечно, не совсем точная, но даёт представление о сути явлений. Кстати, на некоторых вертолётах, рассчитанных на полёты с большими скоростями, в последние годы делают небольшие крылья. Именно для того, чтобы использовать "дармовую" подъёмную силу, как у самолёта.

Артемий: Скажите, Val, а автомобиль, который взбирается в гору, он использует энергию набегающей горы?

Exval: Артемий, Вы смотрите автогонки класса "Формула 1"? Там гонщик, переводя антикрыло в "боевое" положение, получает преимущество в скорости над своим соперником, у которого оно находится в пассивном положении. Т.е. при прочих равных условиях использование потока набегающего воздуха приводит к росту скорости.

Эльдар: Exval пишет: Т.е. при прочих равных условиях использование потока набегающего воздуха приводит к росту скорости. "При прочих равных" (в т.ч. при равном расходе топлива) это как раз приводит к ее снижению. Преимущество, которое получает автомобиль с антикрылом это прижимная сила - увеличение силы тяжести и как следствие расхода топлива. Вообще же гоночные "формулы" это не лучший пример. Лобовое сопротивление гоночного автомобиля близко к таковому у кирпича.

Артемий: Exval пишет: Там гонщик, переводя антикрыло в "боевое" положение, получает преимущество в скорости над своим соперником, у которого оно находится в пассивном положении. Антикрыло используется для увеличения сцепления колес с дорогой. Само по себе никакой прибавки скорости оно не дает. Вы не ответили на вопрос про энергию набегающей горы. Он вовсе не шуточный. С точки зрения физики, нет никакой разницы между автомобилем, взбирающимся в гору, и самолетом, поддерживающим себя в воздухе.

Артемий: Нашел суперскую статью в источнике источников: http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9B%D0%BE%D0%B1%D0%BE%D0%B2%D0%BE%D0%B5_%D1%81%D0%BE%D0%BF%D1%80%D0%BE%D1%82%D0%B8%D0%B2%D0%BB%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B5 В ней популярно объясняется, за счет чего именно образовывается подъемная сила и чем за нее приходится платить. А с вертолетным винтом по-прежнему непонятно

Exval: Артемий пишет: А с вертолетным винтом по-прежнему непонятно Выше уже говорилось об этом. Я позволю себе немного расширить. Оосбенность самолётного крыла заключается в том, что при равномерном прямолинейном движении самолёта оно создаёт постоянную подъёмную силу, без провалов. разумеется, до тех пор, пока не выходит на закритический уголатаки, что сопровождается срывом потока и мгновенным проваом этой подъёмной силы. как правило, самолёт при этом попадает в "штопор". У веролёта же подъёмная сила приобретает максимальное значение в тот момент, когда лопасть винта находится перепендикулярно потоку. В прочие моменты времени она уменьшается.

Michael: Эльдар пишет: Воздух во верхней поверхности протекает медленнее Вы хотели сказать "быстрее".



полная версия страницы