חידה - מטוס על מסוע

[edan82]

עריכה:

 

המצב שאתה מדבר עליו זה בעצם מטוס על דיינו (משמע נוסע במהירות X אבל לא זז מהמקום).

 

לא, הוא לא ימריא, אין שום כוח עילוי.

 

זה לא משנה אם הגלגלים יסתובבו במהירות של אפילו כפולה מזו הדרושה להמראה, אם אין כוח עילוי, המטוס לא ימריא.

 

אם הניסוי הזה היה מתבצע במנהרת רוח שמזרימה דחף אויר שמספיק להמראה, אז המטוס כן היה ממריא,למרות שהוא כביכול עומד במקום.

 

הראייה לכך היא מטוסים דוגמת הארייר,שיכולים להמריא אנכית,הודות ליכולת שינוי כיוון דחיפת האויר,וללא קשר לתנועת הגלגלים, הם פשוט מייצרים בו במקום דחף אויר שמספק להמראה.

[rgunv]

כשמעלים את הרכב לבדוק כמה כ"ס נשארו / נוספו וכולי.

 

הגלגלים מסתובבים אך הרכב אינו מתקדם.

 

המטוס לא ימריא אך חברות הדלק בארץ ינצלו את העובדה שהוא שרף מלאה דלק באוקטן גבוהה כדי להעלות עוד קצת את המחיר.

 

*אני יודע שהדלק שונה.

[איציק נ.]

לדעתי האישית, המטוס ימריא.

מה שמניע את המטוס הוא המנועים שדוחפים את האויר - והם יקבעו את המהירות של המטוס לא משנה מה הגלגלים (שאינם מניעים את המטוס) יעשו, כל עוד הם לא יתנגדו לכיוון דחיפת האויר כאשר המטוס על הקרקע.

 

זה כמו לקחת את המטוס כשהוא כבר טס באויר, לפתוח לו את הגלגלים ולסובב אותם. זה ישנה משהו ? ממש לא. אותו הדבר כאן: מאחר ולא מדובר במנועים שמסובבים את הגלגלים ומטרת הגלגלים היא להקטין ככל הניתן את החיכוך בזמן שהמטוס על האדמה (ולאפשר למנועים שדוחפים אויר להזיז את המטוס קדימה) אז לדעתי המטוס ימריא.

 

איציק

[bagira]

שלומי, לי זה נשמע (מסוע גדול ארוך וחזק) שאתה פשוט מדבר על נושאת מטוסים וממנה כידוע... מטוסים ממריאים

[shellcase]

מה הולך איתכם?

הרי המטוס עומד במקום, כלומר האוויר היחיד שהכנפיים מקבלות מגיע מהמנוע (במידה ומדובר בפרופלור קדמי בלבד).

הכלי היחיד שיצליח להמריא מזה חייב להיות במשקל של דאון.

להגיד שהמטוס ימריא ככה זה כמו להגיד שאם תנעל את הברקסים ותפעיל מנוע בפול כח המטוס ימריא, הרי אין הבדל, בשני המקרים המטוס לא מתקדם והמנוע עובד מקסימום, מה זה משנה אם הגלגלים מסתובבים או לא?

 

יצאתי טמבל אחושילינג.

הרי המדחף דוחף את האוויר שכל קשר בינו למסוע מקרי בהחלט, למסוע אין בכלל צד בעניין שכן הגלגלים אינם מחוברים לכלום.

[nitch]

ישנם כמה דברים שצריך להבין כדי לפתור את החידה הזו.

אני מניח שהמסוע נוסע נגד כיוון ההמראה של המטוס, אחרת אין פה ממש חידה, למרות שזה לא מאוד משנה.

 

עובדה חשובה ראשונה: גלגלים של מטוס הם כמו גלגלים של עגלה, אין להם שום תפקיד בהנעת המטוס, והם בסה"כ מחוברים אליו באמצעות מיסבים. בהנחה שהמיסבים חסרי חיכוך והגלגלים מושלמים, מטוס שיעמוד על מסוע לא יזוז בכלל לאחור, גם עם מנועים כבויים ומהירות המסוע אדירה. במקרה כזה הגלגלים יסתובבו במהירות גבוהה, אבל שום כוח לא יעבור אל המטוס, שכן המיסבים חסרי חיכוך. לכן, בגדול, מהירות המסוע לא משנה מבחינתנו לצורך החידה, שכן היכולת שלו להזיז את המטוס מוגבלת מאוד.

 

עובדה חשובה שניה: כדי לייצר עילוי, מטוס צריך מהירות גבוהה ביחס לאויר שסביבו, על מנת לייצר הפרש לחצים בין חלקה התחתון של הכנף לחלקה העליון, דבר הנגרם ממבנה שפות ההתקפה והזרימה של הכנף.

מבנה הזרימה של אויר מסביב לכנף גורם לאויר בחלקה העליון להתפשט וכתוצאה מכך הלחץ שלו נמוך יותר, והפרש הלחצים מול חלקה התחתון של הכנף יוצר עילוי.

הסיבה לכל ההסבר הזה היא שצריך להבין שכדי שהמטוס יתרומם, צריך להגיע למצב בו הכנף נעה במהירות ביחס לאויר שסביבה. היות ומדובר בכלי טיס עם כנף קבועה (בניגוד למסוק לדוג'), אזי כל המטוס זז עם הכנף.

 

עובדה שלישית:

מטוסים מניעים את עצמם קדימה באמצעות דחיפת אויר אחורה (בהתבסס על החוק השלישי של ניוטון). כדי להבין את זה, תחשבו על שחיה (שהיא כמו תעופה, רק במקום אויר יש מים שהם סמיכים יותר). בשחיה אדם דוחף מים אחורה, ומתקדם קדימה כתוצאה מכך. המדחפים או מניפות הסילון שואבים אויר מקדמת המטוס, ודוחפים אותו אחורה. כך נוצרת תנועה קדימה, אותה תנועה אשר יוצרת זרימה של האויר על הכנף לצורך יצירת העילוי.

 

 

היות וכפי שהסברתי, ההשפעה של המסוע על המטוס היא זניחה, ומה שנשאר לנו זה שהמטוס צריך לייצר מהירות יחסית לאויר, והיות והאויר מתנהג כרגיל, והמנועים והכנפיים מתנהגים כרגיל, המטוס ימריא.

 

שלומי, לי זה נשמע (מסוע גדול ארוך וחזק) שאתה פשוט מדבר על נושאת מטוסים וממנה כידוע... מטוסים ממריאים

מנושאת מטוסים ממריאים באמצעות מעוט, כך שניתן לעשות את זה גם בלי גלגלים בכלל. ישנם לא מעט כטב"מים שממריאים כך מהיבשה ואין להם גלגלים בכלל. היות ולנחות בלי גלגלים זה לא נעים, הם נוחתים באמצעות מצנח.

[.tommy g]

 

היות וכפי שהסברתי, ההשפעה של המסוע על המטוס היא זניחה, ומה שנשאר לנו זה שהמטוס צריך לייצר מהירות יחסית לאויר, והיות והאויר מתנהג כרגיל, והמנועים והכנפיים מתנהגים כרגיל, המטוס ימריא.

 

יופי של נימוק. המטוס אכן ימריא!

[nitch]

אגב, יש עוד תופעה מעניינת שקורית כתוצאה מזה שמטוס על גלגלים הוא סוג של עגלה, והיא שרוב המטוסים יכולים לנסוע רק קדימה.

מנועי סילון, ורוב מנועי הבוכנה פועלים רק בכיוון אחד, קדימה. מטוס שנוחת נוסע כל הדרך קדימה עד לטרמינל, בלי רוורסים. היות וכדי לצאת מהטרמינל צריך לעשות רוורס, טרקטור מיוחד נרתם לגלגל הקדמי, ומוציא את המטוס לרחבה ממנה הוא יכול נסוע קדימה בכוח המנועים שלו עד למסלול ההמראה.

הרקולסים לדוג', יכולים להפוך את כיוון הלהבים שלהם, כך שהמנועים שלהם ידחפו אותם אחורה. זה נמצא בשימוש בעיקר לצורך בלימת המטוס לאחר נחיתה, אבל תיאורטית לפחות, יכול לשמש לצורך נסיעה אחורה. יש לזה גם מינוס בצורת שחיקת להבים מהירה, כך שאם לא מחליפים אותם בזמן, הם יכולים להישבר ולעוף דרך גוף המטוס (קרה כבר בחיל האוויר).

[Night Driver]

למטוס לא משנה מהירות המסוע כי המנוע לא פועל על הגלגלים אלא יוצר תנועה יחסית לאויר.

 

המטוסיאיץ טיפה יותר לאט מאשר על מסוע לא פעיל אבל ימריא כמו כל מטוס אחר.

[shellcase]

ניץ'

גם הג'אמבואים הגדולים יכולים להפוך כיוון מנוע, הם משתמשים בזה בשביל נחיתות ושדות תעופה בהם אין טרקטורים בשפע.

חניונים של מטוסי סילון אגב בנויים כך שאין צורך ברוורס (נכנסים מצד אחד ויצאים צד שני) בדיוק בגלל זה.

[Derish]

הרקולסים לדוג', יכולים להפוך את כיוון הלהבים שלהם, כך שהמנועים שלהם ידחפו אותם אחורה...

 

גם מטוסי שחף הסילוניים יכולים לעשות זאת, ע"י סגירת הפתחים האחוריים של המנוע באמצעות מניפה,

המכוונת את האוויר היוצא קדימה בזווית של כ-45 מעלות. הפתרון הזה עובד רק במהירויות נמוכות ומשמש,

כפי שציינת, בעיקר לבלימה בסוף הנחיתה.

 

מה שכן, בהרקולסים הישראליים זה משמש בד"כ לחנייה ברוורס.

 

אם לא מחליפים אותם בזמן, הם יכולים להישבר ולעוף דרך גוף המטוס (קרה כבר בחיל האוויר).

 

קרה פעם אחרונה ב-2005 בשדה דב, אבל בלי קשר לרוורס, אלא עקב אחזקה לקויה של תעשייה אוורירית.

[nitch]

ניץ'

גם הג'אמבואים הגדולים יכולים להפוך כיוון מנוע, הם משתמשים בזה בשביל נחיתות ושדות תעופה בהם אין טרקטורים בשפע.

המבנה של מנוע סילון לא מאפשר להפוך כיוון מנוע. מה שאכן ניתן לעשות זה שימוש במניפות הנעה ווקטורית על מנת לכוון את גזי הפליטה קדימה כפי שציין אריה דרעי (זכאי!) מעלי. מאוד מאוד לא נראה לי (אם כי אשמח אם תוכיח לי שאני טועה) ש747 או כל מטוס נוסעים סילוני גדול אחר מסוגל לבצע את התרגיל הזה.

[מיכו]

לפי דעתי לא ימריא.

 

זה שהמסוע פועל זה גורם למטוס להישאר במקום ללא התקדמות (0) במהלך הזמן, וכי חיכוך המסבים וחיכוך המטוס עם האויר קיים, כוח הדחיפה של המנוע לא מספיק כדי להרים את המטוס מהקרקע בצורה אופקית כדי לאפשר למטוס להמשיך לצבור מהירות (כי כוח הדחיפה של המנוע הוא אופקי).

כי אם כן בפועל היינו רואים מטוסים ממריאים בצורה הרבה יותר פשוטה ממה שהיום קיים, אחרת היה אפשר לחבר את המטוס לכבל סטטי להפעיל מנועים למקסימום, לשחרר את הכבל ואופפפ המטוס ימריא, ולא במקרה עדין ישנם מסלולי המראה.

 

הסיבה שהוא לא ימריא זה מפני שהכוח שהמנוע מפעיל הוא כדי להתגבר על חיכוך המטוס עם האויר וחיכוך המסבים כפי שאמרתי ובעוצמות שונות כך שכדי להמריא ישנם שני משתנים שיוצרים את כוח העילוי, תזוזת האויר שהמנוע יוצר פלוס תזוזת האויר הקיימת תוך כדי תנועה יחסית לעצם דומם על הקרקע תיצור מספיק כוח עילוי להמריא.

 

כי אם המטוס באמת מסוגל להמריא אז למה אין מסלולי המראה עם מסוע של 10\20 מטר כדי להמריא.

 

מיכו.

[T-Maxximum]

בוודאי שהמטוס ימריא.

זה כמו רחפת ששטה נגד הזרם.

הכוח הדוחף את המטוס הוא המנוע שלו והכוח שמתנגד הוא החיכוך (שמתבטא בחיכוך עם האוויר וחיכוך הגלגלים בקרקע).

לשמחתנו מנוע המטוס מספיק חזק כדי להתגבר על כוח החיכוך ולהגיע למהירות המראה.

זה יקח לו יותר זמן ככל שיהיה יותר חיכוך (לכן אם ההליכון יפעל במהירות 300 קמ"ש או 100 קמ"ש זה לא ישנה, אלא רק יעכב את המראת המטוס).

 

לצורך העניין אפשר לדמיין מטוס שממריא ממשטח קרח - הרי על משטח כזה אין ממש אפשרות "לסוע" כי מחליקים, ולכן מנוע הסילון של המטוס דוחף את המטוס קדימה בלי קשר לסיבוב הגלגלים בקרקע (ובעולם "מושלם" זמן ההמראה היה אפילו מתקצר).

ומאותה סיבה, מטוס שמסוגל לסובב את המנוע שלו הפוך ובכך לעצור את עצמו בנחיתה, מסוגל לנחות על קרח, גם אם הוא מחליק (בעולם "מושלם" בו המטוס ממשיך בכיוון הנחיתה ולא מתחיל להתפרפר).

 

למי שיש הליכון מוזמן לקחת סקייטבורד או רולרס ולשים אותם על המסלול ולהחזיק אותם עם היד.

היד שלכם היא הכוח הדוחף, או לצורך העניין מנוע הסילון. אם תדחפו קדימה את הסקייטבורד/רולרס זה ידמה את הפעולה שעושה מנוע הסילון.

שימו לב שאם תרפו את היד הסקייטבורד/רולרס יסעו אחורה כי אתם משקיעים מעט מידי כוח כדי להשאיר אותם באותו מקום.

 

*בהודעה כתבתי מנוע סילון, אבל הכוונה היא למנוע המצוי בכל מטוס.

[elibaba]

המטוס ימריא מהטעמים שנכונים שארנון ציין, המסוע חסר השפעה וחשוב רק האוויר.

לגבי מהפכי דחף במנועי טורבו מניפה (בניגוד לטורבו פרופ כמו בקרנף), זה קיים, אבל זה עובד לא על ידי היפוך כיוון הסיבוב (זה לא אפשרי טכנית) אלא על ידי מעין מחיצות שיורדות מאחורי המנוע ואז הדחף של המנוע "מזיז" את גוף המטוס אחורה על ידי הלחץ שפועל על מחיצות אלו.