Гуру, помогите разрешить спор (Попутный ветер)
Решение задачи лежит в плоскости школьной физики, класс эдак седьмой (не знаю точно - инерциальные системы отсчета, первый и второй законы Ньютона и т.д.) и математики, класс эдак первый (сложение и вычитание). Их вполне достаточно, чтобы выстроить достаточную и убедительную аргументацию, не прибегая к привлечению специализированной литературы.
Прежде чем кого-то уводить в сторону школы, так же предлагаю научиться читать…
в ИДЕАЛЬНОМ (стоящем на месте воздушном пространстве). Вот с этой скоростью он и движется в этом ИДЕАЛЬНОМ пространстве.
Решение задачи лежит в плоскости школьной физики, класс эдак седьмой (не знаю точно - инерциальные системы отсчета, первый и второй законы Ньютона и т.д.) и математики, класс эдак первый (сложение и вычитание). Их вполне достаточно, чтобы выстроить достаточную и убедительную аргументацию, не прибегая к привлечению специализированной литературы.
Уважаемый MakcuM, да кто ж возражает!))
Но перечитайте тему - буквально в каждом посте какое-то собственное видение вопроса… Видимо, у всех нас были разные первые и седьмые классы)))
В какой то момент самолёт попадает в воздушный поток, движущийся строго в хвост (т.е. попутный поток, скоростью 200 км/час)
Вот в этот момент самолет приобретет скорость относительно воздушного потока -100км/ч. Какое время потребуется самолету для разгона относительно этого потока - не знаю, надо искать.
Запрос гуглю “самолет порыв попутного ветра” покажет сколько авиакатастроф произошло из-за этого.
Насчет скоростей, уточняю. При полетах на современном самолете пилот использует 4 (четыре!) скорости:
- ВОЗДУШНАЯ (она же “приборная”) скорость. Это не “скорость относительно воздуха”, а величина воздушного давления в ПВД (приемнике воздушного давления). То есть “давление набегающего потока”, или “скорость, какой бы она была если б мы летели на уровне моря”. Несмотря на свою абстрактность - это самая важная скорость, так как именно она определяет подьемную силу, пределы по сваливанию и прочности конструкции. На эшелоне гражданские самолеты держат примерно 500-550 приборной, что соответствует 800-950 истинной на этих высотах.
- ИСТИННАЯ скорость - а вот это как раз реальная скорость относительно окружающего воздуха на данной высоте.
- ПУТЕВАЯ скорость - скорость относительно земли, выше объяснили.
- “ЧИСЛО M” - это в принципе то же самое что и ИСТИННАЯ скорость, только выраженная в доле от числа M (скорости звука). Например M=0.83 , то есть скорость сейчас равна M*0.83. Тоже очень важная величина при полете на эшелоне. Так как существует предельно безопасное для данного типа число M, при превышении которого самолет может быть резко затянут в пикирование и разрушиться (законы сверхзвукового обтекания). За этим следят строжайшим образом.
Кстати именно соотношение “Числа M” и приборной скорости является основным ограничителем высот полета. Допустим, минимальная приборная скорость полета у данного типа на чистом крыле - 400 км/ч. Но чем больше высота - тем меньше давление и тем выше будет истинная скорость и число М при тех же 400 приборной. И на некоей высоте, эти МИНИМАЛЬНЫЕ 400 км/ч приборной будут соответствовать МАКСИМАЛЬНОМУ M, скажем, 0.88. То есть самолет не может лететь медленней потому что свалится, и не может лететь быстрее потому что затянет в пикирование. То есть самолет не может лететь вообще. Такая высота/ситуация по-английски называется “coffin corner” - “гробовой угол”. 😉
Насчет исходного вопроса темы - в общем на него уже ответили. Если самолет МГНОВЕННО попадет в такую попутную струю - ему без вариантов наступит п…ц. Однозначно свалится, 99% - произойдет помпаж всех двигателей. В реальной ситуации, если даже приборная скорость после МГНОВЕННОГО входа в такую струю не окажется меньше скорости сваливания, а просто самоль попадет в мгновенный сдвиг ветра в 200 км/ч - самоль скорей всего разрушится от перегрузок. К счастью, в реальной атмосфере такого почти не бывает (за исключением гроз, именно поэтому войти в грозу считается вариантом самоубийства. Отнюдь не из-за молний). На границах струйных течений всегда есть переходные зоны, где самоль колбасит турбулентностью, но в общем он спокойно сохраняет приборную и истинную скорость, плавно разгоняя путевую и в итоге, бывает, свистя относительно земли быстрее звука. 😉 Пилоты пользуются этими течениями радостно хлопая в ладоши - сильно экономит топливо, а за это платится премия 😃
Может для простоты возьмём взлёт? Если скорость ветра попутного ВВП 200 км/час, самолёту для взлёта нужна скорость 100 км/час, но двигатель физически не может развить тягу в 300 км/час, поэтому пока ветер не стихнет он никогда не взлетит…
Смеялсо 😃 Он конечно в реальности вряд ли взлетит, но не из-за тяги двигателя в 300 км/ч. А по двум причинам:
- Для взлета самолет в этом случае нужно разогнать до путевой 300 км/ч. Это двигателю никаких проблем не составит, так как сопротивление воздуха - это приборная скорость, а она на момент отрыва будет те же 100 км/ч. А вот путевая будет 300. По законам дедушки Ньютона на разгон инертной массы требуется время (=длина разбега), а ускорение ограничено мощностью того самого двигателя. Поэтому тупо не хватит полосы, если конечно это не цессна, взлетающая в ЛИИ им.Громова.
- Существуют ограничения по прочности колес, которые в этой ситуации будут вращаться в соответствии с путевой скоростью 300, для этого типа - тройная скорость от расчетной. Поэтому шасси тупо разорвет центробежной силой и дальше цессна поедет на голых стойках с фейерверком искр 😃
PS: Еще кстати интересная тема чтоб перетереть - высота. Вроде высота и высота, однако: “стандарт”, QNH, QFE, РВ, в общем широкая тема 😃
Объясню свою позицию с точки зрения формального понимания условий задачи.
“Реальный самолет” - самолет не является материальной точкой с нулевой массой, т.е. масса все-таки присутствует.
“ИДЕАЛЬНОЕ” воздушное пространство - скорость воздуха относительно земли в момент времени t1 равна 0.
Самолет должен поддерживать постоянную скорость относительно воздушного пространства не менее 100 км/час, с меньшей скоростью он теряет высоту.
В момент времени t2 скорость воздушного пространства моментально изменяется с 0 до 200 км/час.
Вопрос - что происходит с самолетом в момент времени t2?
Других условий нет! Турбулентностей, премий пилотам, оценки прочности и т.п. - нет!
Других вопросов тоже нет!
С точки зрения математики первого (или второго класса) в момент времени t2 скорость самолета относительно воздушного пространства моментально изменится на -100 (минус сто) километров в час. Самолет начнет терять высоту, поскольку -100 < 100.
Это ОТВЕТ.
С точки зрения ньютоновской механики тоже все очень просто.
Самолет с воздушным пространством жестко не связан. Воздушное пространство воздействует на самолет посредством СИЛ.
Самолет движется равномерно прямолинейно относительно инерциальной системы отсчета (за и.с.о. можно взять Землю, а можно точку, летящую относительно Земли вместе с самолетом, - не суть). Для того, чтобы восстановить скорость относительно потока с -100 до 100 км/ч, самолет должен увеличить скорость относительно инерциальной системы отсчета на 200 км/ч.
Понятно, что при смене направления воздуха изменится баланс сил,самолет начнет разгоняться, но сделает он это не моментально, т.к. имеет массу. Об этом нам и говорят 1 и 2 законы Ньютона.
Из этого следует вывод (хотя на вопрос задачи, собственно, мы уже математикой ответили 😃 ), самолет еще какое-то время будет терять высоту!
Этих рассуждений вполне достаточно, чтобы выиграть пари 😃
Прежде чем кого-то уводить в сторону школы, так же предлагаю научиться читать… Сообщение от Plohish в ИДЕАЛЬНОМ (стоящем на месте воздушном пространстве). Вот с этой скоростью он и движется в этом ИДЕАЛЬНОМ пространстве.
Научитесь возражать аргументированно.
То есть самолет бесконечно прочен? 😉 Ну тогда все так, только не терять он высоту будет а уйдет в штопор скорей всего 😃
пожалуй я выйду из темы, для меня это задача типа как должно измениться тяготение земли, чтоб самолет улетел в космос…
серьезно рассматривать удар воздушных масс в хвост тоже не вижу смысла,
в условиях задачи нет главного - скорости изменения течения воздушных масс , и кадры могут получится у каждого разные, в зависимости от его видения ситуации, уже рассмотрели этот вариант, что если изменения будут плавными, самолет просто подгонит ветер, а если моментальными - упадет однозначно, вариант скольжения вперед хвостом даже рассматривать не хочется, это не 4Д зальник…
не вижу смысла продолжать…
Да в задаче две задачи… Ответов джолжно быть два. Если дунет в хвост, не важно как , но именно дунет - то пропадет подъемная сила - падаем, а если дует постоянно или плавно разгоняется - то летим. С Москвы до Благи на 1.5 часа летим быстрее, чем с Благи до Москвы, потому что ветер дует в хвост. Скорость - понятие относительное. Если не указать какая скорость чего относительно чего - то и ответы будут разные. Как в задаче про самолет и транспортерную ленту.
В симуляторе при сильном ветре можно взлететь и полететь задним ходом 😃
Тюю, невидаль какая! В реальности все тоже самое.
Думаю почти каждый моделист, кто не первый год занимается моделями, сталкивался с полетом модели хвостом вперед - особенно у планеров. Паркфлаерные пенолеты вообще сплошь хвостом вперед против воли пилота летят, лишь подует чуть сильнее.
Жаль, что в тему не написал ни один гуру физики…
Большинство отталкиваются от собственного мировоззрения и чаще всего по разному воспринимают слова.
Для Меня, ИДЕАЛЬНОЕ пространтсво - это идеальная жидкость(кому интересно заглянут в википедию) и как не гуру физики, но прошедшего курсы аэродинамики, понятно, что в идеальной жидкости самолет начнет двигаться с путевой скоростью 300км/ч сразу ибо нет никакой вязкости и, как следствие, передача импульса пройдет с той же скоростью, что и изменение скорости ветра.
Так что как он летел в аквариуме, так дальше и полетит.
Так что - либо корректно ставить условия задачи, либо заниматься перебором версий со школьным представлением физики процессов.
идеальная она с точки зрения скорости, БЕЗ ДВИЖЕНИЯ!
про вязкость это ваши выдумки…
Для Меня, ИДЕАЛЬНОЕ пространтсво - это идеальная жидкость(кому интересно заглянут в википедию) и как не гуру физики, но прошедшего курсы аэродинамики, понятно, что в идеальной жидкости самолет начнет двигаться с путевой скоростью 300км/ч сразу ибо нет никакой вязкости и, как следствие, передача импульса пройдет с той же скоростью, что и изменение скорости ветра.
Все верно, только с точностью до наоборот 😃
Передачи импульса не произойдет, ибо нет никакой вязкости. Самолет никогда не разгонится, и поэтому упадет 😃
блин сферический конь в вакууме))))
Господа, тут много чего говорили; ясно что условия и вопрос задачи не вполне четко сформулированы. Но. Единственно что тут можно по-моему сказать наверняка: земля и скорость относительно нее не имеет АБСОЛЮТНО никакого значения; про землю можно забыть. (Если естественно не рассматривать “для простоты” взлет.) То есть НЕТ и не может быть ни в условиях задачи ни в вопросе никакой путевой скорости (относительно земли). А дальше можно говорить о чем угодно.
Для того, чтобы винты отталкивали (идеальный, реальный) газ, придавая частицам газа импульс и создавая силу тяги, вязкость нафиг не нужна. Вязкость с точки зрения самолеты - это только потери.
Но в любом случае - хоть в реальном, хоть в идеальном, попадя в область пр-ва с другой скоростью движения среды самолету потребуется некоторое время, чтобы снизить или набрать скорость относительно Земли. Его кинетическая энергия должна измениться - а мгновенно это произойти не может.
Может конь и сферический, но практические последствия для нас вполне очевидные - взлет и посадка против ветра, осторожность на крутых виражах 😃
Все верно, только с точностью до наоборот 😃
Передачи импульса не произойдет, ибо нет никакой вязкости. Самолет никогда не разгонится, и поэтому упадет 😃
Максим, чес слово - почитайте физику!!!
идеальная она с точки зрения скорости, БЕЗ ДВИЖЕНИЯ!
про вязкость это ваши выдумки…
Вам просто не хочется принимать, что Вы могли быть не правы, вот и условия пытаетесь менять или искать любую зацепку, лишь бы найти что-то - что докажет, что Вы были правы.
Пашеч
говоря про идеальную среду Я НЕ ИМЕЛ ВВИДУ ВЯЗКОСТЬ!
это Вы пытаетесь придумать всякую фигню…
Максим, чес слово - почитайте физику!!!
Пашеч, почитайте физику сами. Хотя бы в объеме средней школы.
Может конь и сферический, но практические последствия для нас вполне очевидные - взлет и посадка против ветра, осторожность на крутых виражах 😃
Против ветра взлетают только для уменьшения пробега, и уменьшения скорости взлета посадки относительно земли, чтобы шасси не повредить, но никак не именно для взлета. Взлететь можно при любом (!) попутном ветре при наличии достаточно длинной ВВП и если шасси выдержат скорости на пробеге. При взлете с попутным ветром скорость относительно земли увеличивается на скорость попутного ветра.
В задаче как раз вся и загвоздка - как быстро поток становится попутным. Поэтому при виражах и смене направления самолета в потоке потоке, в котором вираж делаем, добавляем газ или увеличиваем радиус разворота при переходе от встречного потока на попутный и наоборот, чтобы скорость приборная оставалась неизменной. Поэтому все круги горизонтальные на ветру стремятся стать овальными, вытянутыми вдоль потока, а в штиль они вполне круглые.
А кто-то разве утверждает, что по ветру взлететь нельзя? 😃