[Aleks123]

Сообщение от mm7

В этом вопросе мы пришли к согласию.

Я брал гипотетическую тележку.
А так да, ветер толкает всё.


Да, в большой тележке он использовал ВИШ. Для пущей эффективности.
Но есть много примеров и без ВИШ. Игрушечные тележки.

Давайте посмотрим, а какая энергия накапливается при искусственном разгоне тележки?
Сначала вспомним, что у винта есть геометрический шаг, который определяется УУ и размером винта. Дело в том, что у винта, допустим аэросаней, УА=УУ только когда аэросани стоят на месте. С разгоном аэросаней УА уменьшается. У нашей тележки УА также меньше УУ. Насколько он меньше УУ зависит от произведения К1 - это передаточной число, на К2 - это отношение размера винта на диаметр колес. Изменяя УУ, К1 и К2 мы можем установить любой УА<УУ.
Теперь вернёмся к энергии. Рассмотрим два простых случая - мы разгоняем тележку руками или машиной, не важно, в штиль, при скорости ветра Vив=0, до скорости тележки Vт, при, к примеру, К1=1:5, а К2=10. В первый раз мы будем разгонять тележку при УА=0, для этого установим, УУ=27°, при этом винт не будет создавать тягу вообще при любой скорости тележки. Второй раз разгоним тележку при УА=18, для этого установим УУ=45°. Получается, что в первом случае, разогнанная тележка получит кин.эн. движения тележки массой Мт(вместе с массой винта Мв и массой пилота) со скоростью V, плюс кин.эн. вращения винта массой Мв. После того, как мы отпустим тележку, тележка проедет сколько-то, потратив на это движение всю запасенную кин.эн и остановится. Во втором случае винт при раскрутке создаёт некую тягу, которая пропорциональна квадрату скорости вращения и поэтому, когда мы разгоним тележку до той же скорости Vт, что и в первом случае, очевидно, что тележка проедет дальше первой и тоже остановится, ветра же нет. Вопрос - почему она проехала дальше? Вероятно при разгоне мы передали ей больше энергии, чем первой тележке, у которой УА=0. При этом мы разогнали их до одной и той же скорости Vт, значит кин.эн. тележки и кин.эн. винта будут те же, что и в первом случае. Где искать эту лишнюю энергию, которую мы передали второй тележке при разгоне? В механике два вида энергии - кинетическая и потенциальная. Если кинетическая энергия у нас в обеих случаях одна и та же, то значит при разгоне второй тележки она получила эту лишнюю энергию в виде потенциальной. Что это за потенц.эн? Когда мы кирпич поднимаем, мы работаем против сил притяжения Земли и отсюда появляется пот.эн. кирпича. Если мы сжимаем пружину, мы работаем против сил упругости и отсюда появляется пот.эн. сжатой пружины. Против каких сил мы работали, разгоняя тележку при УА=18°? Я пока знаю только одну силу, которая зависит от УА, это ПС. Если есть другие варианты на роль тех сил, против которых мы работаем, разгоняя тележку с УА≠0, предлагайте. Т.о. получается, что разгоняя тележку с УА≠0 мы передаем кин. и пот. энергии, которые потом и тратятся на движение тележки по инерции. С ветром все сложнее, там ветер с самого начала действует на тележку под УА>90°, который при разгоне уменьшается, т.е. там УА вначале переменный. И тут конечно первый вопрос, а при каких УУ, К1 и К2 ветер может сдвинуть тележку? Может это такие установочные параметры, что когда тележка поедет с постоянной скоростью тяга будет равна 0, как в той первой тележки. Ветер не машина, он не сможет разогнать тележку при любом УУ, К1,К2. Я уверен также, что при разгоне с нуля ветер не сможет разогнать тележку быстрее себя. При порывах с последующем скисании тележка может идти быстрее скисшего ветра.

Сообщение от mm7

По поводу обтекаемости. Невозможно сделать перед обтекаемым а зад необтекаемым. Для скоростей << скорости звука обтекаемость задается формой всего тела.
Зад влияет не меньше чем перед. Обрежь у капли ее хвост и ее обтекаемость резко упадет.

Все познается в сравнении. Полукапля будет хуже обтекаться, чем капля, но лучше, чем капля обрезанная и спереди, и сзади, и похожая на куб.

Правильно! Тяга у винта будет маленькая, но все равно она >0. И если она превышает потери на сопротивление, то результирующая сила будет направлена вперед. Будет разгон. Хоть и медленный, но разгон.

при разгоне ветром с нуля тяга<0, посмотрите ещё раз формулы Дрела.

Сообщение от mm7

Правильно. Но Вы упускаете, что сила, проворачивающей винт довольно мала. Для обычного крыла драг в 10-20 раз меньше лифта. Да будет рычаг. Но винт сделан с круткой, УУЛ уменьшается с увеличение диаметра.
Колеса же достаточно надежно соединяются с грунтом. По сути они являются частью передачи земля-колесо-шестерня-цепь-шестерня-лопасти.
Т.е. силы которые надо рассматривать - именно силу с которой ветер толкает винт как прямой парус, с силой, которая пытается провернуть винт в противоположную вращению сторону. Их соотношение.
Каваларро - инженер. Он посчитал все параметры и нашел оптимальные.

но рычаг большой. К тому же, раз УА меньше УУ, то для того, чтобы получить больший УА надо брать УУ больше 10°, к примеру 30-40-45°. В авиации скорости вращения винта несколько тысяч оборотов в минуту, в этой тележке десятки, максимум 1-2 сотни и для нормальной тяги нужны УУ много больше. Поэтому сила, противодействующая проворачиванию винта, будет тоже немаленькая. И кстати, сила, перпендикулярная направлению ветра, это не драг, это ПС , и поэтому вначале разгона эта ПС от ветра и будет противодействовать проворачиванию винта. Да плюс рычаг большой. Если Кавалларо инженер, то он прекрасно понимает, что нужно сначала установить такие УУ и К1, чтобы УА был максимальный, а затем разгонять тележку машиной, тогда и будет "рекорд".

Сообщение от mm7

Нет, не так. Тяга, точнее ПС есть не только функция УУ, а еще и, и в основном, т.е. квадратично, функция скорости. Ну и еще там плотность жидкости(газа), и профиль.
Так как с увеличением скорости, лопасти вращаются быстрее, их скорость в поперечном направлении увеличивается, ПС растет квадратично, при этом УА к набегающему потоку остается практически неизменным.
Я бы сказал, что возможно, УУ при увеличении скорости нужно даже уменьшать.

Тяга пропорциональна квадрату скорости и т.д. когда винт стоит на месте, тогда да, УА не меняется. А при движении тяга ещё зависит и от шага винта, при некоторых скоростях перемещения винта тяга может быть равна нулю, какие бы ни были скорости вращения.

Вы много написали. Но вопрос сводится к одному. Будет-ли ПС от лопастей превышать сумму сопротивлений:
+ драг от лопастей
+ потери в велосипедной цепи и подшипниках осей
+ потери на трение качения
+ драг корпуса когда он движется быстрее ИВ

Расчеты и практика показали, что в определенном диапазоне скоростей будет.
Но, конечно есть предельная скорость, когда общее сопротивление сравняется с ПС лопастей.
М Дрела посчитал и сказал, что для колесной тележки вообще без проблем. А вот у лодки драг корпуса о воду будет слишком большой.
(Может гидрофойлы помогли-бы. Это я фантазирую. )

Кстати, на счет расчетов Дрела, одним из условий, которые он допустил в своих расчетах, было требование, что тяга винта должна примерно равняться силе тяжести тележки, примерно, как у вертолета, где для того, чтобы поднять вертолет, тяга винта должна превысить вес самого вертолета. Как он достигнет такой тяги при толкании ветром, Дрела не объясняет, он просто принимает, что это так.

Сообщение от mm7

Вы серьезно?
При чем тут К и УУ? Мы про кинетическую энергию велика/тележки говорили. Уберите их, оставьте только велик. Ну, и тушку. Или тележку.

Вы связываете мощность/ускорение или еще там чего и кинетическую энергию. Короче - полная каша.

Да, с большей мощностью мотоцикла можно достичь скорости 30 кмч быстрее. А с помощью ветра медленнее, (хотя это зависит от мотоцикла и ширины спины ), но в итоге достигнув 30 кмч, тело будет иметь одну и ту же КЭ, независимо от того, как быстро и каким способом оно эту скорость набрало.
Если Вы так не думаете, то Вам 2 по физике за 6-й класс! Идите читайте
Кинети́ческая эне́ргия
https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9A...B3%D0%B8%D1%8F

Вы серьезно, что ветер 12mph, т.е. примерно 22км/ч, сможет разогнать с нуля тележку до 30 км/ч? Короче полная каша. Если Вы так думаете, то Вам 2 по физике за 6-й класс!