Как оценить мощность двигателя вертолёта, необходимую для того, чтобы он неподвижно висел в воздухе? Ведь энергия вертолёта не изменяется, зачем же работает двигатель? #энергия #импульс #вертолет
Энергия расходуется на создание давления воды в системе, т.е. на целевое давление сверх уровня разбора и на поднятие столба от уровня забора. Насосы с электроникой плавно выключаются и включаются при работе вблизи целевого давления.
@@101picofarad , любая выполняемая работа в конечном итоге производит тепло. Насос который качает воду которая за пределы системы не вытекает и удерживает высоту водного столба, просто греет воду и окружающую среду.
можно еще попробовать учесть что скорость придаваемая молекулам воздуха видимо тем меньше чем ближе к оси вращения, это наверное существенная поправка.
Разумеется, для оценки взята некая средняя скорость. На самом деле и линейная скорость лопастей разная на разном расстоянии, и аэродинамическое качество винта не идеально, и т.п., и т.д. Но это очень интересная тема :)
Оценку проще написать по другому. Сначала определяем работу ( и от нее ,потребляемую мощность) неконсервативной млы сопротивления вращающегося винта через основную формулу аэродинамики. Через среднюю , примерно на 0.7 длины лопасти скорость ( можно изголиться через интеграл). а потом делим на качество профиля лопасти. Сх,Су и качество профилей доступны в методичке для школьников поиавиамоделизму
зависший вертолет создает тягу равную собственной массе. тяга это сила. можно плясать отсюда. еще винт придает ускорение молекулам воздуха. кол-во этих молекул известно, приобретаемая ими также известна. вот второй путь. наверное есть и другие варианты позволяющие узнать затрачиваемую энергию )
Простите, но это простейшая модель. Это грубая оценка снизу. Например, скорость края лопасти должна быть заметно меньше скорости звука. К тому же центр винта практически не работает. К тому же я полностью пренебрёг сопротивлением воздуха для вращающегося винта. Ну и ещё несколько важных упрощений :)) Но в этом действительно очень интересно разбираться :))
@@antoniolsn2518посчитайте массу лонжеронов такой длины и поймёте, что не взлетит. Для справки лопасть ми 26 14 метров. Погуглите,какой мощности движок😊
Минуточку. Мне одному так кажется? Несмотря на формально верное решение, реальная физическая сущность происходящего процесса значительно другая. По логике решения получается, что самолет не падает потому как отбрасывает аэродинамическими плоскостями воздух вниз, создавая тем самым реакцию, которая и удерживает его в полете. Но это же не так. А чем винт вертолета отличается от крыла самолета? В первом приближении можно сказать, что самолет не падает в силу эффекта Бернулли, но если говорить более строго, как меня учили в 8-ом классе, то согласно теореме Жуковского: Подъёмная сила сегмента крыла бесконечного размаха равна произведению плотности газа (жидкости), скорости газа (жидкости), циркуляции скорости потока и длины выделенного отрезка крыла. Направление действия подъёмной силы получается поворотом вектора скорости набегающего потока на прямой угол против циркуляции. Простой пример. Самолет АН-2, взлетная масса 5 500 кг, мощность двигателя 736 кВт на режиме близком к взлетному, мощность двигателя в крейсерском режиме при скорости 180 км/ч составляет 350 кВт, получается 64 кВт на тонну веса, а наш вертолет при весе 300 кг потребляет мощность 42 кВт, то есть 139 кВт на тонну веса, при этом, в процессе решения задачи, автор делает оговорку, что не учтены еще ряд факторов, которые не снижают, а наоборот, повышают оценку необходимой мощности. Одним словом, хотелось бы увидеть другое решение, которое будет ближе к жизни.
Простите, но вертолёт и самолёт действительно летают принципиально по-разному. Попробуйте, используя свой подход, рассчитать мощность самолёта, который _неподвижно_ висит в воздухе!
@@JanRauch В 1980 году Американским вертолётным обществом для поощрения разработки мускулолёта вертолётного типа был учреждён Приз Сикорского. Приз Сикорского был вручён в июле 2013 года команде студентов и выпускников Торонтского университета под названием AeroVelo, построившим аппарат Atlas и совершившей на нём управляемый полёт продолжительностью более 60 секунд. Характеристики аппарата: Экипаж: 1 Собственная масса аппарата: 55 кг. Силовая установка: 1 человек, 1,1 кВт. Главный винт: 4×20,4 м. Суммарная площадь винтов: 1307 м². Общий размах: 46,9 м. Достигнутый потолок высоты: 3,3 м. Если эти данные подставить в ваше решение, то получится 1.35 кВт (приял вес пилота 90 кг), что очень близко к располагаемым 1.1 кВт. Так что да, работает.
В вертолете качество профиля винта взаимодействует со средой однократно, а в самолёте качество профиля винта умножается на качество профиля крыла. Только из за того, что винт совершает движение. По почти замкнутому контуру, качество приобретает размерность
@@JanRauchне только реактивные, но и некоторые пилотажные самолёты могут иметь кратковременную тяговооруженность больше 1, делая свечку . Но это только на взлетном режиме двигателя ( кратковременном, от десятков секунд до единиц минут) и пока его ещё не раскрутило вдоль оси сколь нибудь значительно
На счёт вертолёта - чтобы он неподвижно висел на каком-то определённом расстоянии от земли, ему нужно оказать сопротивление притяжению земли. Рассмотрим механизм притяжения с точки зрения энергетической модели атома не как притягивание масс вещества друг к другу, а как движение этих масс друг к другу, как, если бы одна масса постоянно подталкивала к себе другую массу. Так вот, вектор притяжения появляется при взаимодействии полей гравитации, создающихся самими атомами вещества при кручении этих двух энергий внутри ядра атома вокруг друг друга. Эти квантовые поля, входя друг в друга оказывают влияние на движение этих энергий гравитации, вызывая их векторное смещение и как следствие векторное движение. Вывод: так можно представить m-массу как вектор движения. Для справки: диаметр гравитационного взаимодействия атома водорода превышает его радиус ядра в 125 раз, а с ростом массы на 165%. Возникает вопрос, - "А как экранировать притяжение, или движение (как мы уже выяснили выше)?" Подсказка кроется в строении самого атома. Ядро окружают энергии 2-го и 1-го уровня, которые способны оказать влияние на притяжение ядер атомов друг к другу и заставляют их находиться на определённом расстоянии. Следовательно можно этими энергиями воздействовать на энергии макро- и микрогравитации. Для этого нужна магнитная энергия, при воздействии которой квантовое поле гравитации будет отклоняться, но его скорость не нарушится и как следствие не произойдёт движение (смещения движения гравитонов относительно друг друга). Эксперименты проводили альтернативные физики (Джон Серл, Хатчисон) Подсчитать влияние магнитного поля на энергии 3-го уровня можно из расчёта количества квантов магнитной энергии и плотности вещества (в графике таблицы, которую я вам скинул можно увидеть закономерность).
Я какое-то время не мог решить, по какому принципу работают лопасти вертолета. Они отбрасывают воздух; или же просто играют с давлением, как крылья самолета, летящего по кругу.
Есть ещё одна задача про вертолёт. Была байка, что один зэк совершил в советское время побег, сделав ветолёт из бензопилы. Данные: зэк- 70кг, советская бензопила- 10кг, мощность бензопилы 5 лошадиных сил. Смог бы зэк улететь из лагеря на вертолёте из бензопилы? Если нет, то сколько бензопил ему бы понадобилось для создания вертолёта способного его поднять в воздух.
@@JanRauchв байке не вертолет , а автожир. Там качество профиля толкающего винта умножается на качество виртуального крыла из лопастей. Но все равно надо не менее 20 л.с. , это если вместо шасси использовать ноги. Примерно как мотопараплан. Ключевая проблема этой байки - изготовление лопасти верхнего винта
Эти рассуждения, его висеть или идти вверх по столбу, для электронов перемещения эл.тока хорошо применить. Т.е.электрону выгодней, не по самому воздуху бежать, а наверное прыгать по поводу разбегаясь бежа по поводу самому. Из этого такой вывод можно произвести. На Земле электрический ток есть, потому что есть его концентрация, перед преградой сопротивлением при наборе напряжения, и перехода напора в прорыв ,эл.микро -короткое замыкание в принципе вызывает движение электрического тока . Значит теория, Сверх-проводимости не Верно объяснена. Не знаю так это или нет. Просто мысли свои печатаю по поводу видео этого.
Плотность воздуха 1.3 - слишком грубо. Плотность воздуха при стандартных условиях - 1.225. А вторая ошибка, принципиальная, которую вы допустили - вы обозвали воздух под винтом цилиндром. На самом деле, он не цилиндр, а разгоняющаяси и сужающаяся при этом струя. Это легко выводится, если применять к струе оба закона сохранения - энергии и импульса. В результате вашей ошибки у вас из под корня пропала двоечка, т.е. ваша оценка требуемой мощности оказалась в 1.414 раз завышенной. Правильная формула для мощности, затрачиваемой на отбрасывание воздуха (без учета потерь) такая: P = T*sqrt(T/(2*Rho*S))
Нет не вносят. Потери на неиндуктивное сопротивление на висении на порядки меньше, чем на индуктивное. Более того, ваш расчет не просто чем-то пренебрегает, а вы допустили грубую ПРИНЦИПИАЛЬНУЮ ошибку. Если уж пытаетесь читать лекции непосвященным, так хоть сами не делайте школьных ошибок, хотя бы проверяйте свои выводы, обращаясь к литературе. @@JanRauch
Нет конечно. Но при расчетах принято указывать MSA плотность при 760 мм и 15С. Для сведения - даже результаты испытаний положено к ней приводить, если реальная отличается. А ваша 1.3 даже на уровне моря получится при -16С. Это разве средняя по больнице? @@JanRauch
@@Kelvin3531 Уже лучше. В рабочей зоне вертолёта диапазон плотностей будет 1.3 -- 0.8 г/см^3. Я беру максимум, потому что оцениваю нижнюю границу мощности. (И явно об этом говорю.) Дальше. Про столб воздуха. В стандартной модели (хотя бы ур-ие Бернулли) движение лопасти изменяет давление воздуха. При этом рассматриваются расстояния порядка ширины лопасти. Вы правда уверены, что на расстоянии порядка ширины лопасти площадь воздушного потока упадёт вдвое? Ответьте, пожалуйста. И следующее. Разность давлений сверху и снизу винта пропроциональна квадрату скорости потока (в тривиальной модели скорость потока пропорциональна скорости лопасти). Это означает, что внутренняя половина винта обеспечиввает менее 1/16 всей подъёмной силы. Как вы это учитываете? Ответьте, пожалуйста. Спасибо.
Все давно посчитано, рассказано, написано, читайте динамику полета винтокрылых машин. Ещё Ломоносов об этом писал. А вам не пришло в голову поискать, значит грошь вам цена как человеку науки. Слушать не стал.
Что же, по-вашему, надо позакрывать все школы, а не объяснять давно написанное и рассказанное новому поколению школьников, пусть читают Ломоносова и других авторов?
@@JanRauch он сел в лужу со своим мишей ломоносовым, который в основном чистил академию от засилья иностранцев, и бил им морды Теории есть разные, но теория Жуковского по моему более правдоподобно обьясняет, на основе количества отбрасываемого обьема (массы) воздуха за единицу времени. Тут же учитывается невозможность взлетать ми-8 в +35 градусов с полной загрузкой.а в +10 вполне В отличии от других теорий, использующих разность давлений между верхней дужкой профиля и нижней.
