항해 동력 비행기를 왜 가질 수 없습니까?
따라서 범선은 측 풍의 운동 에너지를 돛을 들어 올리는 표면으로 사용하여 추력으로 전환합니다. 이 질문 의 주석 섹션에서 제가 논의한 내용은 왜 아무도 (작동하는) 돛을 만들지 않았는지 궁금해졌습니다. 동력 비행기.
기본적으로 글라이더를 상상해보십시오.하지만 그 위에 돛이 달려있는 (아마도 항공기의 상단과 하단 모두에, 추력 중앙의 불균형이 기울어지지 않도록) 측풍을 포착하고 전방 추력을 제공합니다. 이러한 차량은 존재하지 않기 때문에 작동을 방해하는 문제가있을 수 있습니다.
이 문제는 무엇입니까? 돛의 공기 역학이 날개 같은 공기 역학을 방해합니까? 돛이 비행기를 지상에서 떨어 뜨리기에 충분한 추력을 제공하지 않더라도, 스스로 지상에서 이륙 할 수없는 글라이더에게는 문제가되지 않을 것입니다.
답변
고성능 요트 는 특정 조건에서 풍속보다 빠르게 항해 할 수 있습니다 . 따라서 귀하의 질문은 언뜻보기에 터무니없는 질문이 아닙니다.
그러나 범선이 그렇게 할 수 있도록하는 기술은 적어도 비행 중이 아닌 비행기에서는 사용할 수 없습니다. 범선 은 물과 바람 의 속도 차이를 사용합니다 . 그들의 용골은 바람에 날리는 것을 막아줍니다. 공중에있는 글라이더는 바람에 날아가는 것을 견딜 수있는 두 번째 매체가 없습니다.
역사적으로, 1897 년 북극 탐험에 사용 된 Andrée 풍선 은 돛과 후행 로프를 결합하여 "항해"를 시도했습니다. 그러나 이것은 실제로 작동하지 않았습니다.
바람에서 에너지를 추출하는 유일한 방법은이 바람이 변할 때입니다. 바람 구배는 알바트 로스 가 동적으로 치 솟을 수 있도록 하며 부하 계수 를 변경하여 상승 기류를 변경할 수 있습니다 .
(지금까지) 다른 두 가지 답변의 짧은 버전 : 범선은 한 매체에 돛이 필요하고 다른 매체 에 용골이 필요합니다 . 일반적으로 물 속의 호일이 필요합니다. 땅에 끌리는 밧줄; 공상 과학 소설에서 목성의 대적점 폭풍 벽에있는 전자석; 태양 돛의 관성 반응 바퀴.
약간 더 길다 : 서로 다른 힘이나 최소한 토크를 발휘하는 두 가지 (에어 포일, "워터 포일"등)가 필요합니다. 힘이 포일을 지나가는 유체 (기체 또는 액체)로 인해 발생하는 경우 리프트 (포일을 가로 지르는 방향에 관계없이)가 항력보다 더 효율적입니다.
글라이더가 수직 돛을 사용하여 전진하려면 트랙에있는 것처럼 어떻게 든지면에 고정하여 측면 공기 이동과 수직 돛 사이의 반력이 발생할 수 있도록 측면 저항을 제공해야합니다. 카이트 서퍼 같은 것. 연을 일반 글라이더로 교체하고, 글라이더의 무게 중심에서 호수 표면으로 이어지는 밧줄, 그리고 밧줄 바닥의 측면 움직임에 저항하는 데 필요한 용골이있는 떠 다니는 요소를 사용하면됩니다. . 표면에 고정되어있는 한 측면 바람에 의해서만 동력이 공급되는 글라이더가 있습니다. 호수가 다 떨어질 때까지 ...
글라이더는 수직면에서 요트처럼 항해합니다. 날개는지지 요소와 "돛"으로서 이중 임무를 수행하고 있습니다. 범선의 돛은 경로를 가로 질러 옆으로 움직이는 공기로부터 앞으로 밀려납니다. 수평 비행에서 글라이더의 날개는 하강하지 않고 전진하거나 올라갈 수 있도록 경로를 가로 질러 수직으로 움직이는 공기로부터 추가 에너지가 필요합니다. 중력은 글라이더의 가장 평평한 정지 공기 활공 각도 지점까지의 에너지 원입니다. 수평 비행을 유지하거나 상승하기위한 추가 에너지는 수직 공기 운동에서 비롯됩니다.
범선은 측면 바람이 필요합니다. 글라이더는 "수직 바람"이 필요합니다. 나는 항상 급상승하는 "수직 항해"라고 불렀고 글라이더는 결국 "범선"이라고 불립니다.
항해 동력 차량은 (풍향을 따라) 이동하는 바람보다 빠를 수 없으며 저항을 제공하는 또 다른 매체 (지상 또는 물)가 필요합니다.
비행중인 비행기는 주변 공기를 따라 앞으로 이동해야하며 다른 매체와 접촉 할 수 없습니다.
둘은 상호 배타적입니다.
비슷한 질문이 비슷한 대답을 얻었습니다 .
안정된 상태의 균일 한 상태 (예 : 시간에 따라 또는 공간에 걸쳐 풍속의 변화가 없음)의 경우, 우리는 글라이더가지면에 고정 된 기준 프레임에서 볼 때 움직이는 기단 내에서 비행하는 글라이더를 글라이더와 정확히 동일하게 고려할 수 있습니다. 움직이는 기준 좌표계에서 본 고정 된 기단 (지상 기준) 내에서 비행. 두 경우 사이에서 작용하는 물리학을 구별 할 방법이 없습니다.
즉, 시간과 공간에 걸쳐 균일 한 기단에서 실제로지면이 보이지 않으면 바람이 어느 방향으로 불고 있는지 알 수있는 방법이 없습니다 . 상풍 대 하풍 대 측풍 비행시 기체가 다르게 반응 할 때 수행 할 수있는 기동은 없습니다.
만약 당신이 아직 공기 단에서 날아 다니는 글라이더를보고 지상에 있다면, 글라이더에 돛을 올려도 아무 것도 할 수 없다는 것이 분명 할 것입니다. 글라이더가 같은 기단에서 계속 비행하지만 지금 지나가는 비행기를 타고 그 관점에서 글라이더를 바라보고 있다면, 글라이더에 돛을 달면 이제 무언가를 달성 할 것이라고 생각하십니까? 분명히 아닙니다.
돛이 일정하고 균일 한 바람이있는 상태에서 글라이더에서 작동 할 것으로 예상하는 것은 움직이는 비행기에서 글라이더가 정지 한 공기에서 날아가는 것을 볼 때 돛이 작동하기를 기대하는 것과 같습니다.
항공기에 특별한 "돛"이 있든 없든 상관없이 상풍 대 하풍 대 측 풍일 때 항공기에 작용하는 힘이 다르다고 예측하는 모든 이론은 지상을 특권 기준 프레임 으로 선택하는 것 입니다. 이것은 갈릴리 불변 의 원리를 위반합니다 .
범선은 범선 (글라이더)과 완전히 다릅니다. 글라이더 가 기단 내부로 날아갑니다 . 공기 단의 일정하고 균일 한 움직임은 글라이더에 어떠한 힘도 가할 수 없습니다. (이것은 기단 의 수직 운동과 기단의 수평 운동에 해당됩니다.) 범선 은 두 개의 서로 다른 유체 (물과 공기) 사이 의 경계에 존재 하므로 다른 유체에 대한 유체의 움직임 은 및 수행 범선에 힘을 발휘한다.
거기에 있었다 바람의 방향에서 한 방향으로 다른에 전원이 공급되지 않는 풍선 "항해"를 시도 하지만,이 시도 관련된 로프는 풍선이 더 이상 내에서 "정지"것으로 볼 수 없었다 그래서, 지상에 드래그 기단. 이에 상응하는 것은 한쪽 끝이지면에 묶인 고정 된 길이의 케이블 위에 올라 오는 글라이더로, 바람이 많이 부는 날에는 확실히 가능합니다.
그리고 우리는 완전히 다른 "왁스 덩어리 "인 동적 급상승 을 가지고 있으며 전 단선 , 바람 구배, 열 상승 기류 및 하강 기류의 경계 1 , 기단의 다른 공간적 또는 시간적 변화를 활용합니다.
각주 :
- "동적 급상승"기술을 통해 하강 기류와 정지 공기 사이의 경계에서 에너지를 추출하는 것과 관련된 링크 :
https://journals.sfu.ca/ts/index.php/ts/article/view/296
https://www.semanticscholar.org/paper/CALCULATIONS-ON-SOARING-SINK-Kiceniuk/94e63d06de60110c05916a5c4fed1a2197dd8245
https://journals.sfu.ca/ts/index.php/ts/article/view/298
이미 여기에 몇 가지 훌륭한 답변이 있으며 일반적으로 "미투"답변에 눈살을 찌푸 리지만 질문에 대해 비판적이기 때문에 "아하"종류의 명확성을 용이하게 할 수있는 매우 간단하고 실용적인 비교를 제공하고 싶었습니다. 아직 일어나지 않았다면 ...
마음 속에 두 가지를 생각해보십시오.
- 첫 번째는 강 옆에 지어진 방앗간에 부착 된 구식 수차입니다.
- 두 번째는 미시시피 강의 구식 선미 보트입니다.
첫 번째로 물레 방아는 수동적입니다. 강에서 운동 에너지를 추출하여 일을합니다. 움직이는 물의 힘을 이용하여 숫돌을 만듭니다. (또는 발전기 또는 기계를 구동하는 벨트 ...)
그러나 강선의 선미 바퀴는 활성화되어 있습니다. 기능적으로는 비슷해 보일 수 있지만 엔진, 전원, 외부 에너지가 있어야 회전하여 작업을 수행 할 수 있습니다. 바퀴에 에너지가 가해지지 않으면 보트처럼 강을 따라 표류합니다. 엔진이 멈 추면 보트는 물속에서 죽어 있습니다.
비행기에 패시브 돛을 추가해도 앞으로 나아갈 수없는 이유를 묻는 것은 왜 버팀대 나 바퀴를 물에 넣을 수 없는지 묻는 것과 같습니다. 이것이 작동하지 않는 이유를 이해하기 위해 고급 엔지니어링 또는 항공 우주 설명이 필요하지 않습니다!
그리고 다시 말하지만, 나는 이것을 모욕으로 생각하지 않습니다. 질문은 합리적이며, 어떤 것이 내 관점을 바꾸고 분명한 대답이 초점을 맞출 때까지 이전에 명백한 것을 보지 않았습니다. 때로는 필요한 모든 것이 다른 관점입니다.
이게 도움이 되길 바란다.