Берём ИЛ86, у него 14 колёс (данные поправьте если что не так), момент инерции каждого около 42 Н*м, диаметр 1300 минус деформация резины получаем грубо радиус 600 мм, скорость отрыва — пусть 240 км/ч = 67 м/с, угловая скорость вращения колеса 67/0.6=111 рад/c
сразу после взлёта убираются шасси боковые тележки по 4 колеса поворачиваются на 90 градусов в пределах 3 секунд — угловая скорость pi/2/3=
0.52рад/с
При этом возникает гироскопический момент 42*111*0.52=2441 Н*м с одного колеса. На тележку придётся 4*2441=9.76 кН*м ???
теперь берём тоже самое при боковом ветре, пусть после отрыва его повернёт на 1 градус (что по большому счёту очень мало) за 1 секунду (что медленно), тогда вокруг вертикальной оси угловая скорость pi/180/1=0.0175рад/с. Этот гироскопический момент будет уже 42*111*0.0175=81.6 Н*м с колеса, но теперь поворачиваются все 14, итого 14*81.6=1142Н*м ???
если в первом случае тележки поворачивались в разные стороны, и суммарный момент компенсировался (разве что несущая рама испытывала 2*9760=19’520Н*м), то во втором случае все поворачиваются в одну сторону, и суммарный момент уже ничем не компенсируется, кроме быть может аеродинамическими усилиями, но тогда опять же в два раза большая величина придётся на несущую конструкцию, а плечо уже будет не 1 метр…
Прошу разъяснить этот момент.
Допустим, это так.
А как выть с боковым ветром? он поворачивает сразу после отрыва.
Боковой ветер поворачивает вокруг вертикальной оси, что объясняется тем, что сначала отрывается носовая стойка, и нос начинает сдвигать. Например: http://www.youtube.com/watch?v=GhWRsBMVSf0
Я повторяюсь, продольная ось самолёта поворачивается вокруг вертикальной оси при боковом ветре, работают все колёса (только оторвались, ничего не убрано). Как быть?
Предполагается, что ветер дует только на нос. А на хвостовое оперение нет?
Так, друг мой, не бывает. Не можешь объяснить — не засоряй эфир. Без обид.
Предполагается, что ветер дует только на нос. А на хвостовое оперение нет?
Дважды повторяясь, объясню «на пальцах»:
при взлёте имеет боковой ветер, сначала отрывается передняя стойка, средние ещё на земле. Боковой ветер действует на весь фюзеляж, и оперенье не забыто. Получаем тело, способное вращаться вокруг вертикальной оси, так как нет разнесённых точек контакта с поверхностью, препятствующтх поперечному перемещению, а следовательно и вращению. Когда носовая стойка разжата, три других расположены близко друг к другу на проекции на вид слева, перпендикулярно которой действует ветер. А так как центр масс проекции самолёта на этот вид (то сечение, на которое непосредственно действует ветер) не лежит на приближённой оси оставшихся в касании стоек, то возникает вращающий момент.
Вопрос остаётся открытым… (IMG:http://www.avsim.su/forum/style_emoticons/default/unsure.gif)
при взлёте имеет боковой ветер, сначала отрывается передняя стойка, средние ещё на земле. Боковой ветер действует на весь фюзеляж, и оперенье не забыто. Получаем тело, способное вращаться вокруг вертикальной оси, так как нет разнесённых точек контакта с поверхностью, препятствующтх поперечному перемещению, а следовательно и вращению. Когда носовая стойка разжата, три других расположены близко друг к другу на проекции на вид слева, перпендикулярно которой действует ветер. А так как центр масс проекции самолёта на этот вид (то сечение, на которое непосредственно действует ветер) не лежит на приближённой оси оставшихся в касании стоек, то возникает вращающий момент.
Центр масс может создавать вращающий момент только в вертикальной плоскости — под действием силы земного притяжения. А в горизонтальной плоскости он никакой роли не играет. В рассматриваемом случае вращающий момент может возникнуть только вследствие разности ветровой нагрузки справа и слева от опоры. Учите лучше теоретическую механику.
Другое дело момент инерции — он будет и в горизонтальной плоскости. Если знакомы с сопроматом, попробуйте посчитать, хотя, честное слово, и не пойму цели Ваших изысканий.
при взлёте имеет боковой ветер, сначала отрывается передняя стойка, средние ещё на земле. Боковой ветер действует на весь фюзеляж, и оперенье не забыто. Получаем тело, способное вращаться вокруг вертикальной оси, так как нет разнесённых точек контакта с поверхностью, препятствующтх поперечному перемещению, а следовательно и вращению. Когда носовая стойка разжата, три других расположены близко друг к другу на проекции на вид слева, перпендикулярно которой действует ветер. А так как центр масс проекции самолёта на этот вид (то сечение, на которое непосредственно действует ветер) не лежит на приближённой оси оставшихся в касании стоек, то возникает вращающий момент.
Центр масс может создавать вращающий момент только в вертикальной плоскости — под действием силы земного притяжения. А в горизонтальной плоскости он никакой роли не играет. В рассматриваемом случае вращающий момент может возникнуть только вследствие разности ветровой нагрузки справа и слева от опоры. Учите лучше теоретическую механику.
Другое дело момент инерции — он будет и в горизонтальной плоскости. Если знакомы с сопроматом, попробуйте посчитать, хотя, честное слово, и не пойму цели Ваших изысканий.
Именно из-за разности «ветровой нагрузки», как Вы её назвали, и будет вращающий момент, что было подробно описано в предыдущем посте.
Вращение самолёта вокруг горизонтальной поперечной оси (Вашими словами — «Другое дело момент инерции — он будет и в горизонтальной плоскости»), меня не интересует, ибо оси вращения самолёта и колёс в данном случае параллельны, и это вращение на гироскопическое усилие не влияет.
Цель моих изысканий описана в первом посте, необходимо разрешить этот вопрос, который всё ещё остаётся открытым…
Я написал: момент в горизонтальной плоскости. Он никак не может быть вокруг горизонтальной поперечной оси!
Почему-то мне кажется, что Вы затеяли разговор выше Вашей компетенции.
Я написал: момент в горизонтальной плоскости. Он никак не может быть вокруг горизонтальной поперечной оси!
Почему-то мне кажется, что Вы затеяли разговор выше Вашей компетенции.
Момент сил является вектором, вектор принадлежит плоскости…Или Вы имели в виду центробежный момент инерции по отношению к продольной и поперечной осям самолёта — то, что Вы назвали моментом инерции в горизонтальной плоскости. Прошу выражаться точнее.
Если принять на веру положение о том, что перед «уборкой» шасси колёса тормозятся, то вопрос сводится к тому, поворачивается ли самолёт вокруг какой-либо оси за период с трогания до торможения колёс в воздухе (о чём я слышу в первый раз, желательно бы подтвердить), кроме его поперечной оси, так при любом из этих вращений возникнут более чем солидные гироскопические усилия.
Компетенцию мою обсудили, теперь желательно бы получить-таки ответ.
С уважением, Павел.
Поскольку Павел так и не объяснил, какова была цель его расчётов – проверка на механическую прочность или проблема управляемости самолёта – укажу на несколько ошибочных предпосылок, а арифметику оставлю автору.
Сообщение #1.
В данном сообщении речь идёт об отрыве самолёта. Поэтому непонятно, какая сила разворачивает самолёт. В любом случае пилот удерживает самолёт на курсе, разворота нет, потому нет и гироскопического момента.
Сообщение #10
Теперь уже рассматривается случай с отрывом передней стойки. Всё рассуждение ошибочно, поскольку мы имеем таки две разнесённых точки контакта – правое и левое шасси, и именно их наличие позволяет пилоту двигаться точно по оси ВПП.
Сообщение #14
http://cnit.ssau.ru/virt_lab/shassi/index.htm
«2.4. Система торможения колес
Система предназначена для торможения колес основных опор при движении и стоянке, а также для автоматического торможения колес передней опоры и основных колес при уборке после взлета самолета.
…
Торможение колес при уборке происходит автоматически при включении крана управления шасси на уборку.»
И ещё два замечания. 1. Странно, что Вас заинтересовал гироскопический эффект от колёс шасси. В конечном счёте он влияет на тангаж самолёта, который достаточно хорошо контролируется пилотом.
В то же время у самолёта Ил-86 есть четыре гораздо более мощных гироскопа – это его двигатели. Вот уж их влияние никак проигнорировать невозможно.
2. Боковой ветер неизмеримо более интересен в другом плане. Результирующая скорость набегающего потока при наличии стреловидности крыла у Ил-86 раскладывается на две неравные составляющие. А потому величина аэродинамических сил, а следовательно и подъёмная сила у одного крыла больше, чем у другого. У самолета возникает кренящий момент. А в результате разности лобовых сопротивлений возникает разворачивающий момент.
Как видите, у Ил-86 есть вполне реальные проблемы.
В то же время у самолёта Ил-86 есть четыре гораздо более мощных гироскопа – это его двигатели. Вот уж их влияние никак проигнорировать невозможно.
2. Боковой ветер неизмеримо более интересен в другом плане. Результирующая скорость набегающего потока при наличии стреловидности крыла у Ил-86 раскладывается на две неравные составляющие. А потому величина аэродинамических сил, а следовательно и подъёмная сила у одного крыла больше, чем у другого. У самолета возникает кренящий момент. А в результате разности лобовых сопротивлений возникает разворачивающий момент.
Как видите, у Ил-86 есть вполне реальные проблемы.
Прежде всего, спасибо за погружение в проблему, один момент я для себя уяснил (про торможение перед уборкой).
Если я правильно понял понятие тангаж — поворот вокруг оси Y на рисунке, то гироскопический момент от колёс на него влиять не будет.
1) Имеестся вращение колёс вокруг оси Y, так как известно направление вращения — то вектор угловой скорости вращения колеса сонаправлен оси Y (омеги нет — будет w1).
2) Относительное вращение самолёта вокруг его центра масс раскладывается на три вращения вокруг каждой оси (wx,wy,wz).
3) Рассмотрим гироскопические моменты для каждого вращения по отдельности, суммарный момент будет равен векторной сумме этих моментов: L=Lx+Ly+Lz векторно;
I1 — момент инерции колеса относительно оси собственного вращения — Y;
Вектор гироскопического момента равен произведению момента инерции (скаляр) на векторное произведение угловых скоростей собственного и прецессионного вращения:
гироскопический момент от вращения вокруг оси Х:
L(wx)=I1*[w1 х wx]=I1*w1*wx*sin(угла между векторами скоростей)
L(wx)=I1*w1*wx*sin(90)=I1*w1*wx — в зависимости от направления вращения меняет знак, в данной постановке задачи неактуально. Направлен соосно с осью Z, поэтому L(wx)=Lz — проекция вектора полного гироскопического момента на ось Z(с точностью до знака).
Lwy)=I1*w1*wy*sin(0)=0
L(wz)=I1*w1*wz*sin(90)=I1*w1*wz=Lx с точностью до знака.
Таким образом, вектор гироскопического момента можно разложить на оси Х и Z, а проекция на Y — нулевая, это значит, что вокруг «оси тангажа» гироскопического момента не будет.
Суть ситуации сводится к вопросу: возможны ли относительные повороты самолёта вокруг осей X и Z в период с начала разбега и до уборки шасси?
Я приводил видео, где видны такие повороты ( http://ru.youtube.com/watch?v=GhWRsBMVSf0 ), кроме того, Вы отмечали о наличие крена из-за стреловидности, т.е. вращение вокруг оси Х на картинке.
Если такие повороты имеют место, значит есть ненулевые wx и wz, которые определяют соответственно Lz и Lx, величина которых, как показано в первом посте, достигает недопустимых пределов.
Так как же тогда самолёты взлетают?
С уважением, Павел.
Математический аппарат всегда был моей «слабостью». Тот же вывод можно сделать просто используя правило Н.Е. Жуковского: гироскопические силы стремятся совместить момент импульса L гироскопа с направлением угловой скорости вынужденного поворота.
Не отмечал. Я говорил о возникновении момента. Это не одно и то же.
Понятия не имею. Я просто инженер-механик и потому могу прокомментиовать Ваши изыскания только в рамках общей динамики.
Может есть смысл обратиться на специальные сайты?
Может есть смысл обратиться на специальные сайты?
Подскажите, пожалуйста, адреса специальных сайтов, я только avia.ru ещё знаю…
Как инженеру-механику, задам такой вопрос: Сколько ориентировочно весят колёса (диск+резина и тормоза где есть) ИЛ86 (если приходилось иметь с этим дело), ну а если ещё и момент инерции скажите, буду многократно признателен. Или посоветуйте, где можно найти эту информацию, весь интернет облазял, читал мануалы по резинам michelin и goodyear, и близко никаких данных нет.
С уважением, Павел.
Естественно, ведь шины для Ил-86 делаются на Ярославском шинном заводе (IMG:http://www.avsim.su/forum/style_emoticons/default/smile.gif)
http://www.yashz.ru/eng/production/avia/
Естественно, ведь шины для Ил-86 делаются на Ярославском шинном заводе (IMG:http://www.avsim.su/forum/style_emoticons/default/smile.gif)
http://www.yashz.ru/eng/production/avia/
Спасибо! Я получил ценную информацию о массе — 103 кг весит шина.
А на каком заводе производятся диски? Знаю только, что как правило применяется легированный алюминий 2014, и всё на этом…