Engineering

Несущий винт: подъёмная сила из потока

Меняйте общий шаг и обороты; сравнивайте тягу лопастей, индуктивный поток и мощность висения.

Изображение из программы

Что попробовать

Увеличивайте общий шаг или обороты. Сравнивайте тягу с весом; голубые штрихи показывают направленный вниз поток воздуха.

Модель и её ограничения

Лопастная модель висения с однородным потоком и ограниченным коэффициентом подъёмной силы. Вертикальный ход ограничен учебным стендом 8 м. Горизонтальный полёт и вихревое кольцо не рассчитываются.

Уравнения модуля

Уравнения
T = 2 rho A v_i^2
P_induced = T v_i

Другие эксперименты

К каталогу

Engineering

Экстренное торможение и ABS

На ночной дороге в 70 м перед автомобилем, идущим со скоростью 100 км/ч, появляется пешеходный переход. Водителю нужна секунда на реакцию, затем давление педали нарастает и через гидравлику доходит до суппортов. Без ABS колёса блокируются, шины скользят с трением полного проскальзывания и оставляют позади чёрные следы — на сухом асфальте путь скольжения после блокировки равен ровно v^2/(2 mu g), и машина останавливается на переходе. С ABS клапаны каждой оси повышают, держат и сбрасывают давление по проскальзыванию и замедлению колеса, удерживая проскальзывание у пика кривой шины: машина останавливается раньше, между замкнутыми формулами с пиковым трением и трением скольжения, а передние колёса сохраняют сцепление для руления. Попробуйте мокрый асфальт, снег и лёд — на льду у кривой нет пика, и ABS ничего не выигрывает, — замедлите контроллер и проследите каждый джоуль в тормоза, шины и качение.

Engineering

Краш-стенд и зоны деформации

Разгоните автомобиль на бетонный барьер под прожекторами краш-зала и смотрите в замедленной съёмке. Два краш-бокса складываются складка за складкой со средней силой, которую формула Абрамовича–Джонса даёт для толщины их стенки и ширины; на пятнадцати километрах в час они берут всю энергию, и машина встаёт ровно там, где работа складывания равна её кинетической энергии. На пятидесяти шести складываются и лонжероны за ними, на восьмидесяти блок двигателя упирается в барьер и замедление взлетает. Пристёгнутый манекен проскальзывает слабину, прежде чем ремень его удержит, — дайте ремню больше слабины, и его пиковое замедление и критерий травмы головы вырастут. Каждый джоуль прослеживается в складки, ремень и отскок.

Engineering

Судно на подводных крыльях

Разгоните судно и выведите его на подводные крылья. Исследуйте подъёмную силу, плавучесть, сопротивление и дифферент; отключите регулятор высоты и наблюдайте возвращение в водоизмещающий режим.