Андрей Смирнов

А задачки сюда можно помещать?

Вот одна:

Задача про вертолет.

Вертолет стоит на карусели (намертво закреплен от горизонтального смещения) так, что оси вращения карусели и винтов вертолета совпадают.



Карусель может вращаться против направления вращения винтов вертолета. Она имеет систему управления, которая отслеживает и подстраивает скорость вращения карусели таким образом, чтобы угловая скорость вращения винтов относительно вертолета совпадала с угловой скоростью вращения карусели. Вопрос: сможет ли вертолет взлететь в таких условиях?

мне кажется, что из-за разности масс вертолета и лопастей вертолет будет вращаться медленнее и, соответственно, взлетит.

Не сможет, т.к. скорость вращение винтов относительно земли, что самое важное, будет нулевой.

Оффтоп

Но.... если учесть, что сила винта на хвостовом оперении, компенсирующая осевой момент от вращения винта, будет компенсировать карусель, тем, что преодолеет силу трения опор вертолета (полозьев или колес - пох), то некоторые шансы взлететь всё же будут.... Хотя навряд - скорее этот чоппер завалится на бок - не без помощи вектора силы от компенсирующего винта.

Всё верно. Что касается заднего винта, то можно будет подрегулировать систему синхронизации и она будет учитывать его сопротивление и добавлять вращение карусели.

А если чуть изменить задачу:
1) пусть вертолёт будет не с обычной винтовой схемой, а соосный - типа Камов;



2) с реактивно-лопастной схемой



Что изменится?

Моё образование инженера-конструктора со знанием техмеха и прочих прелестей, прошу считать за чит! А посему беру самоотвод. Пусть народ понапрягаетцо.

Да вот народа то нету. Форум у нас неторопливый

на другом форуме, откуда я эту задачку взял, полторы сотни постов за сутки выдали - именно по этой теме...жаркое обсуждение было...я поучаствовал

По первому варианту (соосному) предполагаю, что нижние лопасти создадут промежуточную плоскость. Т.е. - взлетит.

Даже еще и колбасить будут, нижние, в 2 раза шустрее.... Но не взлетит! Потому что перехлёст винтов случитцо.

Раз у нижних скорость будет в два раза быстрее (относительно земли), значит вертолёт взлетит и на половине оборотов двигателя. Может не будет перехлёста?

У нижних прогиб вверх будет выше расчетного (заложенного при проектировании), а верхние - фактически стоящие на месте еще и прогнуться из-за разряжения создаваемого нижними лопастями, что поглотит заложенное для безопасности расстояние меж винтами.
Как правило ситуация таковая очень и очень редка, но злопыхатели за это камовцам часто палки в пропеллер вставляют.
Хотя известный испытатель вертолетов на ка-52 угробился именно из-за официальной версии "разрушения винтов". Что было лично мне понятно еще до оглашения таковой, когда сказали что мужик любил и считал нужным отжечь на запредельных режимах. А у камовских есть ограничение на боевой разворот. Допустимая скорость на левом (если не путаю) маневре на сколько там должна быть меньше чем на правом. Иначе перегруз-прогиб нижней плоскости вверх выше допустимого, и вот он - перехлёст.

Занятно....Век живи век учись.....

Но это не проблема, можно ж "надставить" межвинтовую часть вала. Эта модернизация конечно ухудшит балансировку, скоростные и иные характеристики, однако наша задача - всего лишь взлететь вертикально и невысоко. И она таким образом будет решена.

Ну а как насчёт реактивно-винтовой схемы?

Последняя - наиболее интересная. Но там для корректности лучше посчитать. Типа а вдруг движки на законцовках асилят гравитацию. Но не асилят - у них принципиально иное приложение силы. Короче - не взлетит.

Почему не асилят? У него же нет двигателя в корпусе. Тягу создают именно только движки на законцовках

Последняя система самая хитрая. Если в первой и второй скорость вращения ограничена мощностью двига и ж0стко увязанной системой двиг-редуктор-винт имеющей свои ограничений в скорости винта относительно корпуса, то в последней их условно нет. Т.е. не беря в расчет живучесть опорного узла, где подшипники имеют ограниение на скорость вала, силы трения и т.п., а так же условно считая, что винт и некоторые другие детали "бесконечно прочны", то как бы мы не мучались с каруселью, уравнять скорости так, что бы винт относительно земли был на нуле - не удалось бы и наш чоппер полетел бы. Но. т.к. на практике из-за ряда технических ограничений должна быть ограничена и угловая скорость винта относительно корпуса, иначе при отрыве в подобном "эксперименте" разорвало бы либо винт либо корпус, то уравнять его скорость вращения вполне удастся и полета не будет.
Для идеальной же, без вышеуказанных ограничений, системы в последней схеме, что бы она не взлетела, необходимо крутить не карусель, а воздух.

А что тут сложного? Ставим управляющий блок, который будет контролировать одновременно и тягу на движки и скорость карусели. В тот момент, когда процессор даёт команду приращения тяги, одновременно идёт команда на приращение скорости карусели - в рез-те всё происходит синхронно.


Это, как мне кажется, ключевые слова для этой схемы.

С точки зрения физики, в самой первой схеме (с хвостовым винтом), для того чтобы вращать несущий винт, двигатель, стоящий в корпусе, должен затрачивать определенную мощность. При этом он должен иметь опору, реакция которой уравновешивала бы момент, действующий в горизонтальной плоскости, от сил сопротивления несущего винта.

Если заставить вращаться корпус вертолёта, а значит и двигатель, со скоростью вращения лопастей в противоположную сторону, реакция опоры будет потеряна полностью и вертолёт не взлетит.

В реактивной схеме реакция опоры корпусу не нужна, так как двигатель не в корпусе а в лопастях. Для реактивного двигателя опорой является реактивный выхлоп. А корпус получается не при делах. Поэтому вращается он или нет - не имеет никакого значения.

Мой вывод: вертолёт с реактивно-лопастной схемой взлетит с вращающейся карусели.

Конечно, но при строго определёных условиях!

Поправьте меня знающие люди если сморожу глупость. За счёт вращения лопастей винта вертолёта возникает струя воздуха, движущегося вниз. Следовательно, на вертолёт действует сила, направленная вверх. Карусель же вращаясь, создает ценробежную силу. Если векторы сил не противонаправлены, то вертолет взлетит.

Карусель вращается в обратную сторону

Если относительно земли лопости крыльев неподвижны, то, мне кажется, воздушные потоки возникать должны все равно.

ДУМАЙ!
Оффтоп

Целых 2 инженера пришли к "общему знаменателю"! И опять всё заново?