С какой силой приземляется 747?

Вопросы / ответыС какой силой приземляется 747?
0 +1 -1
flyman Админ. спросил 1 неделя назад

Мне уже говорили, что взлетно-посадочные полосы для больших коммерческих самолетов должны быть построены так, чтобы выдерживать большое количество силы. Но мне интересно, сколько именно? Когда 747 приземляется, сколько силы передается от колес к асфальту? И, кроме того, сколько силы передается на взлетно-посадочную полосу, когда план тормозит сразу после приземления?

призовое очко:

  • Сколько веса шестерня + колеса поглощают и рассеивают?
  • Я уверен, что есть диапазон от «смазочной» посадки с легким торможением до любого самого высокого уровня, на который рассчитана основная передача, было бы неплохо знать как крайности, так и среднее значение.
flyman Админ. ответил 1 неделя назад

Вот интересный документ о силах на шасси 747, но обратите внимание, что многие источники, приведенные в нем, имеют сломанные ссылки, поэтому я не добавил в качестве ответа. freewebs.com/josfrijmann/files/pro/…

flyman Админ. ответил 1 неделя назад

Кроме того, я думаю, что одна стойка должна иметь возможность принимать вес / удар со всего самолета, так как это может быть только стойка, чтобы ударить первым, поэтому взлетно-посадочная полоса, в свою очередь, должна иметь возможность принимать влияние одной стойки.

flyman Админ. ответил 1 неделя назад

Да, аттестации требуют одиночной посадки распорки (в случае перекрестных ветров, etc).

2 ответ
0 +1 -1
flyman Админ. ответил 1 неделя назад

Я не знаю точных чисел для Oleo stroke и так далее, но это то, как вы это вычислите. 747-400 весит 400 тонн на взлете и 296 тонн на посадке, максимум. См. здесь источник этих цифр.

Далее идет посадочная скорость, это ок. 160 узлов = 82 м/ с. Теперь давайте предположим, что пилот недооценил высоту и не вспыхивает, но ударяет самолет с углом подхода 3° В взлетно-посадочную полосу. Он должен пережить это, так что давайте просто продолжим. Это дает вам вертикальную скорость 4.3 m / s, и на 296 тоннах это энергия 2.750 kWs = 0.76 kWh, которому нужно быть рассеянным посадочным устройством. Теперь я делаю предположение, что ход передачи 0,5 м (те, кто знает, пожалуйста, поместите его в комментарии, и я исправлю расчет). У нас есть 0,5 м, чтобы замедлить массу 296 тонн с 4,3 м / с до нуля. Если мы предположим постоянное замедление, сила также будет постоянной, а скорость стока будет линейно уменьшаться.

Средняя скорость стока во время этого процесса составляет 2,15 м / с, поэтому потребуется 0,23 С и ускорение 18,5 м / с.2

2

. Сила-это ускорение массы, поэтому сила составляет 5 473 кн или 1,23 миллиона фунтов. Это просто сила инерции, чтобы остановить спуск. В то время как руление к взлетной позиции, самолет будет давить С 400 тоннами = 878 000 фунтов на взлетно-посадочной полосе, так как крылья еще не производят подъемной силы. Это показывает, что даже жесткая посадка не так сильно нагружает шасси — ведь разгон просто стесняется 2 g, действуя на гораздо более легком самолете.

На самом деле шасси 747 расположено в шахматном порядке, поэтому внутренние основные шестерни коснутся земли первыми. Кроме того, я ожидаю, что сила не будет постоянной по всему ходу передачи. Это изменит детали этого приближения, но общая величина не должна отличаться.

Этот ответ содержит более подробную информацию о том, как рассчитать ущерб, который самолет нанесет данной взлетно-посадочной полосе или фартуку.

Теперь о тормозных напряжениях. Длина посадочного поля 747-400 составляет 2175 м, и давайте просто предположим, что пилот забыл использовать реверсоры тяги, аэродинамическое сопротивление было отключено в тот день, и вся тормозная мощность должна была быть обеспечена 16 основными колесами. Предположим также, что пилот использует 1200 м этой длины поля для торможения (я просто делаю это, чтобы добраться до верхнего предела того, какая сила будет действовать на асфальт). Теперь нам нужно замедлиться с 82 м/с до нуля в пределах 1200 м. Линейное замедление означает среднюю скорость 41 м / с, Поэтому весь процесс занимает 29,27 С. Деление скорости на время дает замедление 2,8 м / с.2

2

.

Чтобы довести самолет до полной остановки, у нас есть энергия 995 152 kWs = 276.4 kWh, чтобы рассеяться на расстоянии 1200 м. Используя второй закон Ньютона, мы видим, что для этого требуется горизонтальная сила 829 кн = 186 322 фунтов, что переводится в 51,8 КН = 11 645 фунтов на колесо. Это, конечно, больше, чем то, что происходит на самом деле, но чтобы выразить это в пропорции: статическая нагрузка на основное колесо при максимальной посадочной массе составляет 174 кн = 39 150 фунтов (при условии, что 4% массы переносится носовым редуктором). Эта экстремальная (горизонтальная) тормозная сила по-прежнему составляет менее 30% (вертикальной) статической нагрузки, что значительно ниже максимального коэффициента торможения колеса самолета на сухой взлетно-посадочной полосе.

Редактировать:CGCampell правильно заметил, что аварийные процедуры при взлетном весе будут производить самые большие тормозные нагрузки. Теперь я рассчитаю максимально возможные тормозные нагрузки, и для этого мне нужен этот график полинома для коэффициента торможения, который является соотношением между вертикальными и горизонтальными силами перед скольжением шин. Я не знаю источника; я собирал его где-то в прошлом и никогда не находил причин сомневаться в его достоверности.коэффициент трения шины

Незадолго до того, как самолет останавливается, достигается самый высокий коэффициент трения, а затем крыльями создается небольшой подъем, поэтому вертикальные нагрузки на шины-это статический случай. При 96% из 400 тонн, действующих на 16 колес, это 24 тонны = 235,344 N = 52,907 фунтов нисходящей силы на колесо. Так как коэффициент трения равен 1 при низкой скорости, та же нагрузка передается горизонтально от каждого колеса к Земле, почти в пять раз больше, чем я приблизил для посадки выше. Очевидно, что переход к пределам приводит к гораздо более высоким нагрузкам.


Формулы, используемые при расчете:

Как рассчитать замедление массы м

m

со скорости v0

v0

Для v1

v1

Энергия не имеет абсолютного значения, мы просто добавляем или вычитаем энергию. Количество изменения энергии ΔE

E

между самолетами на скорости v0

v0

и на скорости v1

v1

есть:

Δ E = m 2 ( v 2 0v 2 1)

E=m2(v02v12)

Единицей энергии является Джоуль, равный Ватт-секунде или Ньютону. Таким Образом, 1 J = 1 Ws = 1 Nm = 1 kgm2s2

kgm2s2

. Метрические единицы аккуратны, верно?

В физике, энергетике Е

E

равный труд Вт

W

, и работа выполняется, когда сила Ф

F

путешествия по расстоянию с

s

. Как и тормозная сила, действующая на движущийся самолет:

E = W = F b r A k e s

E=W=Fbrakes

Как мы получаем расстояние развертывания с

s

?

Мы используем тот факт, что изменение энергии из-за замедления равно энергии тормоза:

m 2 (v 2 0 v 2 1 ) = F b r A k e s S = m 2 F b r A k E ( v 2 0v 2 1)

m2(v02v12)=Fbrakess=m2Fbrake(v02v12)

Как мы можем найти время t

t

требуется замедлить самолет?

Если сила постоянна, то ускорение A = m F

a=mF

это тоже постоянно. Так что скорость со временем v(t)

v(t)

есть:

v (t ) = v 0 + a t

v(t)=v0+at

Мы замедляемся, так что один

a

отрицательное число. Но то же самое работает и для положительного ускорения. Чтобы найти время Δ T = T 1T 0

t=t1t0

мы используем тот факт, что v изменяется линейно с течением времени, так что средняя скорость является средним арифметическим между v0

v0

и v1

v1

. А время-это просто расстояние, деленное на скорость.:

Δ T = 2 s v 0 + v 1 = m s F b r A k E (v 0 + v 1) (v 2 0v 2 1)

t=2sv0+v1=msFbrake(v0+v1)(v02v12)

С такими формулами всегда хорошо сравнивать единицы с обеих сторон. Да, секунды, так что результат действительно время.

flyman Админ. ответил 1 неделя назад

Разве вы не используете взлетный вес, так как аварийная ситуация может потребовать возврата в поле при максимальном взлетном весе (меньше топлива, используемого взамен).

flyman Админ. ответил 1 неделя назад

@CGCampbell на самолете, о котором идет речь, вы бы сбросить топливо, чтобы добраться до надлежащего веса посадки…

flyman Админ. ответил 1 неделя назад

Я знаю, что этот вопрос 747, а видео здесь 757, но» ThomsonFly 757 bird strike & flames захвачен на видео», youtu.be/9KhZwsYtNDE этот самолет возвращается в аэропорт с полной загрузкой.

flyman Админ. ответил 1 неделя назад

@CGCampbell Ах, хороший момент, я продолжаю забывать, что иногда процедуры должны быть отложены перед лицом чрезвычайной ситуации. Извинения. Исходный вопрос должен был быть о диапазонах нормальной работы, хотя, я, вероятно, должен был только начать с этого.

flyman Админ. ответил 1 неделя назад

@CGCampbell: хорошее замечание! Прерванный взлет должен создавать наибольшие тормозные силы. Большая нагрузка на колеса означает большую мощность торможения. Я мог бы также использовать фактические коэффициенты трения для резины и бетона, чтобы получить максимальную возможную нагрузку. Я буду редактировать пост соответственно.

0 +1 -1
flyman Админ. ответил 1 неделя назад

Я просто увидел этот вопрос и хотел добавить свою точку зрения с точки зрения инженера-строителя, который летает для удовольствия в качестве частного пилота.

Я думаю, что вся энергия удара самолета должна рассматриваться как неупругое столкновение между самолетом и бетонной плитой взлетно-посадочной полосы! Предполагая, что мы можем игнорировать демпфирующий эффект посадочных колес!Самолет попадает на взлетно-посадочную полосу и становится единым целым с ней и начинает давить и тащить ее вниз с общей массой самолета и массой бетонной плиты ( часть ее, на которую воздействует удар) и площадью воздействия трапеции измельченного и уплотненного заполнителя подстилающего слоя. В отсутствие структурных данных о свойствах плиты взлетно-посадочной полосы невозможно даже приблизительно оценить, насколько гибкость и динамическая характеристика плиты помогает. Вибрирующий след плиты будет следовать за шасси лежать длинная приливная волна, которая питается от удара шин и убирает от удара удара.Это означает, что длина торможения составляет более 0,5 метра, кинетическая энергия посадки рассеивается на большое количество плитой и ее подструктурой. Таким образом, воздействие мягче.
Что касается тормозных сил, то нежелательный нагрев шин при приземлении имеет побочное преимущество в повышении коэффициента трения и помощи при торможении.

В качестве примечания, пилотирование небольших легких самолетов-это весело и имеет много образовательных преимуществ. Тот факт, что тормоза не автоматические позволяет сжечь их в мокрых взлетно-посадочных полосах немного для лучшего сцепления!

flyman Админ. ответил 1 неделя назад

Почему ты пренебрегаешь влиянием посадочных колес? Особенно для 747, который имеет большой ход подвески. Действительно, более логичным выбором было бы пренебречь свойствами взлетно-посадочной полосы и предположить, что это жесткое тело (даже при условии жесткой подвески деформация шины на величину больше, чем деформация взлетно-посадочной полосы)

flyman Админ. ответил 1 неделя назад

Я имел в виду игнорирование только пневматического отклонения шин, а не шасси! Я сказал, что удар будет еще сильнее. Если вы хотите быть немного более осторожным, вы должны учитывать тот факт, что крылья разработаны, чтобы быть очень гибкими, и при жесткой посадке они изгибаются и мягко отклоняются, нарушая удар. На самом деле весь фюзеляж и оперение рассчитаны на изгиб в продольном направлении, как у дельфина. Настолько, что пассажиры сзади жалуются на вибрацию. Анализ посадки должен учитывать динамическое взаимодействие равнины, подъемника воздуха и взлетно-посадочной полосы, учитывая даже резонансы гармоник.

flyman Админ. ответил 1 неделя назад

Тем не менее-как вы думаете, смещение асфальта будет значительным по сравнению с ходом 0,5 м? Полностью игнорируя асфальт, любой расчет силы взлетно-посадочной полосы будет отключен на ~10%. Конечно, стрессы могут быть намного больше, чем вы ожидаете, основываясь на силах, но это не то, что задает вопрос.