Почему летит самолёт?

[Мастеров АВ]

Почему летит самолёт?

Бред про разность скоростей под и над крылом всё только запутывает.

Чтобы понять: почему летит самолёт и птица? нужно вспомнить Второй Закон Ньютона.

Подъёмная сила (согласно 2ЗН) крыла равна импульсу, который получает воздух, при воздействии на него движущегося крыла.
Формула простая:

\(F_{\uparrow}=\frac{dm}{dt}v_{\downarrow}\) ~ 200 тонн

Сила, сопротивления воздуха:
\(F_{\rightarrow}=\frac{dm}{dt}v_{\leftarrow}\) ~ 50 тонн

Тут \(\frac{dm}{dt}\) - масса воздуха (за единицу времени), которую крыло толкает вниз со скоростью \(v_{\downarrow}\), эту же массу воздуха планер тащит за собой со скоростью \(v_{\leftarrow}\).

Поделим одно на другое:
\(\frac{F_{\rightarrow}}{F_{\uparrow}}=\frac{v_{\leftarrow}}{v_{\downarrow}}=\frac{50}{200}=\frac{1}{4}\)

Т.е., чтобы поднять самолёт весом 200 тонн посредством тяги в 50 тонн достаточно сделать такое крыло, которое толкает воздух вниз в четверо большей скоростью, чем он толкает воздух вперёд. Для этого крыло следует делать тонким, узким и длинным.
Чем уже и тоньше крыло, тем выше его КПД (\(\frac{F_{\rightarrow}}{F_{\uparrow}}\)).

[Мастеров АВ]

Почему современные самолёты мало эффективны (сжигают много горючего)?

Зададимся вопросом: сколько энергии от сгоревшего керосина тратится на создание подъёмной силы?

Подъёмная сила:
\(F_{\uparrow}=\frac{dM}{dt}v_{\downarrow}\) ~ 200 тонн
Крыло толкает вниз большую (M) массу воздуха с небольшой скоростью (v).

Тяга двигателя
\(F_{\leftarrow}=\frac{dm}{dt}V_{\rightarrow}\) ~ 50 тонн
Двигатель толкает назад небольшую массу воздуха (m) с большой скоростью (V).
-----------------------------


Сравним кинетические энергии воздуха (1) за крылом и струи выхлопных газов (2).
\(T_1=\frac{dM}{dt}\frac{v_{\downarrow}^2}{2}\)
\(T_2=\frac{dm}{dt}\frac{V_{\rightarrow}^2}{2}\)

Поделим одно на другое
\(\frac{T_1}{T_2}=\frac{dM}{dm}\frac{v_{\downarrow}^2}{V_{\rightarrow}^2}\)

Из этого соотношения попробуем получить долю кинетической энергии струи реактивного двигателя, которая передаётся кинетической энергии воздуха за крылом.
Здорово было бы, если бы передавалось все 100%, но это нереально.
Для этого нужно, чтобы из сопла вылетала та же масса воздуха, с той же скоростью, что имеет воздух за крылом.
Но даже и в этом случае КПД будет невелик, поскольку выхлопные газы горячие, а значит они уносят с собой львиную долю энергии.
А сколько энергии уходит в звуковые шумы?
При этом: чем больше скорость выхлопных газов, тем больше шумов.

Из формулы видно, что: следует увеличивать размеры двигателя (чтобы он больше воздуха захватывал) и уменьшать скорость выхлопных газов (уменьшать V).

Если поделить первую формулу на вторую, получим:
\(\frac{dM}{dm}\frac{v_{\downarrow}}{V_{\rightarrow}}=\frac{1}{4}\)

Тогда:
\(\frac{T_1}{T_2}=\frac{1}{4}\frac{v_{\downarrow}}{V_{\rightarrow}}=\frac{1}{16}\frac{dm}{dM}\)

Уже отсюда видно, что не более 1/16 кинетической энергии струи выхлопных газов тратится на подъёмную силу.
А если учесть, что m<<M, то станет ясно: ничтожная часть энергии керосина тратится на подъёмную силу.
Поэтому наши самолёты жутко неэффективные.
В сравнении с ними паровоз - апогей бережливости и экономии.

[Мастеров АВ]

Сравните два самолёта:

Ту154


Боинг 747

Сравните размеры двигателей.

Чем меньше двигатель, тем больше скорость выхлопных газов (при той же тяге) должна быть, тем больше шумов и больше расход горючего на создание той же тяги. Поэтому ТУ154 в Европу не пустили.

Сравним эти два самолёта.
Сравним соотношения: расход горючего на одну тонну веса.

Ту154 весит 80 тонн и тратит 6 литров на км.
Боинг весит 400 тонн и тратит 17 литров на км

\(\frac{Tu154}{Boing747}=\frac{17\ 80}{6\ 400}=\frac{17}{30}=0.57\)

Т.е., Боинг на 43% более эффективен.

К стати сказать, наш суперджет потребляет не многим более двух литров на км при весе в 40 тонн.
Сравним

\(\frac{SuprtJet}{Boing747}=\frac{17\ 40}{2\ 400}=\frac{17}{10}=1.7\)

Ахринеть!
Наш суперджет эффективнее Боинга на 70%.

Не верю.
----------------------------

СуперДжет стоит 32 миллиона и перевозит 98 пассажиров.
Боинг стоит 250 миллионов и перевозит 450 пассажиров.

\(\frac{SuprtJet}{Boing747}=\frac{98\ 450}{32\ 250}=\frac{98 9}{32 5}=0.55\)

Дороговат СуперДжет на одного пассажира.
Почти вдвое дороже.
Тем не менее - на 15% дешевле, чем у конкурентов.

Но при эксплуатации это не так важно, как расход горючего.
Чтобы заправить топливом Боинг понадобится четверть миллиона долларов (примерно по 555$ на пассажира).
Заправка СуперДжет обойдётся чуть больше 12 тысяч долларов (130$ на пассажира)
Но Боинг улетит в трое дальше без дозаправки (3 тысячи км против 10).

[Вашкевич Виктор]

Так ты и себя заигнорил, что ли? Или как?

[комукак]

Почему летит самолёт?  -  потому што с ума спятил

[ssp123]

Патамучта


http://www.youtube.com/watch?v=RCXYgIEdVt8

не забудте включить русские субтитры

[Мастеров АВ]

Почему СуперДжет дорогой?

А он собран из самых лучших комплектующих.


А что в нём российского?
Наверное только планер.

Двигатели наши и французов.

[ssp123]

А что в нём российского?

А ты Путина спроси  
"Никто не гадил так старательно в душу гусских, как Путин"

[Мастеров АВ]

Почему Боинг жрёт много горючего (в сравнении с СуперДжетом)?

А Боигг втрое дальше летит без дозаправки и тащит с собой 250 тонн керосина.
Чтоб эдакий-то вес по небу волочь требо много керосину.
Вот и получается, что Боинг (вроде как) не экономный.

Боинг и СуперДжет принципиально разные самолёты: Боинг - межконтинентальный, а СуперДжет через океан не полетит (только внутри континента).
--------------------------------------------

А можно ли создать такой небольшой и лёгкий (как СуперДжет) пассажирский авиалайнер, который был бы способен летать между континентами?

Да. Можно.
Я ж показал, что лишь ничтожная часть энергии сгоревшего керосина тратится на полёт.
Остальное греет воздух и шумит.

Каким должен быть авиалайнер, который был бы принципиально более экономичным?

[Вашкевич Виктор]

Почему Боинг жрёт много горючего (в сравнении с СуперДжетом)?

А Боигг втрое дальше летит без дозаправки и тащит с собой 250 тонн керосина.
Чтоб эдакий-то вес по небу волочь требо много керосину.
Вот и получается, что Боинг (вроде как) не экономный.

Боинг и СуперДжет принципиально разные самолёты: Боинг - межконтинентальный, а СуперДжет через океан не полетит (только внутри континента).
--------------------------------------------

А можно ли создать такой небольшой и лёгкий (как СуперДжет) пассажирский авиалайнер, который был бы способен летать между континентами?

Да. Можно.
Я ж показал, что лишь ничтожная часть энергии сгоревшего керосина тратится на полёт.
Остальное греет воздух и шумит.

Каким должен быть авиалайнер, который был бы принципиально более экономичным?

Если такой умный, посмотри что вы, - ученые, - сделали с космической ракетой.
Это же не транспортное средство, а огневое шоу.

[Болгарин]

...
Каким должен быть авиалайнер, который был бы принципиально более экономичным?

 Твои начальники из Комиссии экономию требуют?!  

 Пусть летит далее! Топливо сделают безтопливниками, а данные могут сфальсифицировать.  

[комукак]

Если такой умный, посмотри что вы, - ученые, - сделали с космической ракетой.
Это же не транспортное средство, а огневое шоу.

Королёв предлагал МКС на верёвке раскрутить
для отправки на орбиту.

[Вашкевич Виктор]

Королёв предлагал МКС на верёвке раскрутить
для отправки на орбиту.

Что  там  Королев предлагал,  нам неведомо, но вот подсунул передранную с Вернера фон Брауна
ракету, которая годна только чтоб города обстреливать.
Купился Королев, как лох, на ракету фон Брауна.

[Track-Dbf]

Почему летит самолёт?

Почему стоит дирижабль, ну, в смысле - цеппелин?  

[*Рассвет*]

Почему стоит дирижабль, ну, в смысле - цеппелин?  

Потому что дирижабли использовали только попутный ветер.

[Track-Dbf]

Потому что дирижабли использовали только попутный ветер.

А может быть, воздушные шары используют только попутный ветер, Olga?

[*Рассвет*]

А может быть, воздушные шары используют только попутный ветер, Olga?

Попутный ветер использует шары, с его же нагревательными баллонами. Поэтому так много было катастроф с дирижаблями.

[Track-Dbf]

Попутный ветер использует шары, с его же нагревательными баллонами. Поэтому так много было катастроф с дирижаблями.

Вы, наверное, что-то путаете, Olga.  Цеппелины десятилетиями перевозили пассажиров между континентами без всяких катастроф.

Северные территории России исследовались так же с помощью цеппелинов и так же без всяких катастроф.

[комукак]

Вы, наверное, что-то путаете, Olga.  Цеппелины десятилетиями перевозили пассажиров между континентами без всяких катастроф.

Северные территории России исследовались так же с помощью цеппелинов и так же без всяких катастроф.

и всё таки хлопанье крыльями  - это красиво.
Особливо у женщин : долбить клювом в темечко и крыльями по ушам

[Track-Dbf]

и всё таки хлопанье крыльями  - это красиво.
Особливо у женщин : долбить клювом в темечко и крыльями по ушам

Вот-вот... всяк петух красив.  +@>