+7 (495) 720-06-54
Пн-пт: с 9:00 до 21:00, сб-вс: 10:00-18:00
Мы принимаем он-лайн заказы 24 часа*
 

Самолеты машины: Посмотрите, как машина-самолет AirCar впервые перелетела из одного города в другой

0

Дорога в облака: какие самолеты выпускают автомобильные бренды

  • ForbesLife

Десять историй о том, как автомобильные компании занимались авиастроением

Автомобильная компания Honda представила самолет собственной разработки весной 2015 года. Это первый в истории Японии самолет, построенный и собранный частной компанией без участия государства. Шестиместный летательный аппарат создавался 20 лет: в автомобильном мире за такой срок машину успевают придумать, наладить массовое производство, провести рестайлинг, а потом снять с конвейера как устаревшую.

В авиационной промышленности другой темп. Ни один самолет еще не доставлен клиентам — но первые сто экземпляров HondaJet уже заказаны.

Forbes собрал десять историй о том, как автомобильные компании занимались авиастроением: от пионеров воздухоплавания и автоспорта из Voisin до «самолетно-двигательного» подразделения Daimler, со временем превратившегося в Европейский аэрокосмический и оборонный концерн EADS.

Getty Images, Honda Motor

Honda, Япония

Действующий президент компании Honda Таканобу Ито объяснил: создание летательного аппарата под брендом Honda было мечтой основателя компании Соичиро Хонды. До осуществления мечты Соичиро-сан не дожил – основатель умер в 1991 году. Первые эксперименты в авиастроении Honda Motor начала в конце восьмидесятых, прототипы стали появляться в девяностых, а работа над нынешним HA-420 HondaJet стартовала в 1997-м. Специально для завершения проекта и массового производства бизнес-джета корпорация организовала дочернюю компанию Honda Aircraft Company.

С 2006 года авиационное подразделение базируется в американском штате Северная Каролина – похоже, в компании рассчитывают, что покупать самолеты станут в первую очередь жители США.

В новом HondaJet шесть посадочных мест, максимальная скорость составляет 778 км/ч, а купить самолет можно за $4,5 млн. Отличительной особенностью бизнес-джета стало расположение двигателей не под, а над крыльями. За счет нестандартной конструкции инженеры снизили сопротивление воздуха и, как следствие, добились уменьшения расхода топлива: по сравнению с конкурентами HondaJet потребляет на 20% меньше горючего. Без дозаправки самолет способен пролететь до 2000 км – океан на таком не пересечешь, но добраться из Москвы в Сочи или из Саппоро в Петропавловск-Камчатский вполне возможно. Неплохо для компании, которая начинала с моторизованных велосипедов.

Airbus

Hafei, Китай

В отличие от Honda, китайская марка Hafei с самолетов начинала – и только через 40 лет переключилась на автомобили. С 1951 года харбинская компания проектировала военные самолеты и вертолеты для нужд китайского правительства. В девяностых годах Hafei добавил на конвейер минивэны и легкие грузовики под брендом Songhuajiang, а с 2002 года начал выпускать малолитражки и микроавтобусы под собственной торговой маркой. Дизайн машин заказали у знаменитого итальянского ателье Pinifarina – эта компания прославилась благодаря своей работе с Ferrari, Alfa Romeo и Maserati.

В 2009 году автомобильное и авиационное направление Hafei разъединили. По поручению китайских властей, которым принадлежит компания, самолетостроительное подразделение Hafei Aviation осталось в ведении государственной Авиационной корпорации, тогда как автомобильный бизнес Hafei Motor отошел к автогиганту Changan. Самолеты нового собственника не интересовали – так что теперь под брендом Hafei продаются только автомобили. Впрочем, инженерные наработки Hafei Aviation позволяют компании поставлять комплектующие для лайнеров Airbus и Boeing.

REUTERS/Ronen Zvulun, Rolls-Royce Motor Cars

Rolls-Royce, Великобритания

Один из наиболее известных симбиозов автомобилестроения и авиации. Rolls-Royce выпускает роскошные лимузины с 1906 года, двигатели для самолетов появились в линейке компании в 1915-м – по прямому указанию Вооруженных сил Великобритании. Вопреки расхожему мнению, Rolls-Royce совсем не хотел связываться с самолетами: заниматься авиацией компанию заставила Первая мировая война. Сначала в охваченной бомбежками стране упал спрос на лимузины, а затем военное ведомство Соединенного Королевства заказало у Rolls-Royce партию моторов для истребителей. С тех пор компания паралелльно развивала свой автомобильный и авиационный бизнес. Найти двигатели Rolls-Royce в самолетах можно и сейчас – к примеру, в лайнере Airbus A380 или в бизнес-джете Gulfstream G550.

Reuters

Voisin, Франция

Марка Voisin существовала во Франции в начале ХХ века. В то время разница между автомобилем и самолетом казалась небольшой, а инженеры с легкостью переключались с одного самодвижущегося экипажа на другой. В историю мировой авиации компания Voisin вошла как изобретатель первого в Европе пилотируемого самолета, который смог преодолеть 1 километр в управляемом полете – речь о биплане Farman I 1907 года постройки. Компания начинала с легких самолетов на заказ, в военное время переключилась на бомбардировщики и истребители, а в 1919 году основатель фирмы Габриэль Вуазен стал выпускать спортивные и люксовые автомобили.

В 1923 году Вуазен перенес традиционную для самолетов концепцию монокока как несущего элемента конструкции в автомобильные гонки. Первым болидом, построенным по этой технологии, стал Voisin Laboratoire – сейчас так строят все машины Формулы-1, но для двадцатых годов прошлого века решение Вузена было экспериментом. В инженерном плане автомобиль опередил свое время минимум на 20 лет, но построить на этом большую копрорацию Вуазен не сумел: во время Второй мировой войны кузова его болидов переплавляли на самолеты, а после войны компанию национализировали и включили в состав аэрокосмического холдинга Snecma.

Об автомобилях пришлось забыть – зато авиационные двигатели последователи Вуазена делают до сих пор.

Nissan

Nissan, Япония

Выпускать самолеты Nissan начал в 1930-х – в тот момент машины этой компании продавались под маркой Datson, а сам холдинг никак не ассоциировался с легковыми автомобилями. Помимо авиастроения корпорация Nissan Zaibatsu торговала недвижимостью, производила корабельные двигатели, выпускала бытовую электронику и продавала инструменты для ремонта.

Расцвет авиационной промышленности в Японии пришелся на годы Второй мировой войны: строительством истребителей для нужд фронта занималось сразу несколько фирм по всей стране. Вместе с Nissan самолеты выпускала Tachikawa Aircraft Company: в 1966-м конкуренты объединились для мирного производства автомобилей. Современный Nissan остается многопрофильным холдингом. И хотя интересы компании подчас дотягиваются до мобильных телефонов и моторных масел для лодок, с авиастроением Nissan завязал: после поражения Японии в войне стране запретили иметь вооруженные силы, и производство военных истребителей стало бессмысленным.

REUTERS/Kyodo, The Colt Car Company

Mitsubishi, Япония

Еще одна компания, выросшая на производстве истребителей во Второй мировой войне. Для солдат, воевавших с Японией, название Mitsubishi звучало страшнее «Мессершмита»: эти самолеты регулярно совершали налеты на американские и китайские военные базы. После войны компания переориентировалась на бытовую электронику и автомобили. В России наибольшим спросом пользуются внедорожники Outlander, не меньше востребованы кондиционеры Mitsubishi – компания остается многопрофильным холдингом с огромным ассортиментом.

Полноценное возвращение в авиацию запланировано на 2017 год. В это время клиенты получат первые MRJ – 70- или 90-местные самолеты Mitsubishi Regional Jet для локальных рейсов. Партнером Mitsubishi выступил заклятый соперник Honda, компания Toyota: в совместном предприятии последней принадлежат 10 процентов акций. Первый MRJ должен подняться в воздух в 2015 году; заказчиками нового самолета выступили авиаперевозчики из Японии, США и Мьянмы.

Spyker N.V

Spyker, Нидерланды

Универсальный солдат инженерного дела: на рубеже XIX-XX века эта компания могла создать практически все, что движется. На счету Spyker более 30 различных моделей машин, три биплана-истребителя для голландской армии и одна карета для короля Нидерландов. Карета построена в 1898 году, но монарх ездит на ней до сих пор.

В автомобильном мире голландцев из Spyker знали как любителей родстеров и машин для длинных гонок, в авиастроении – как изобретателей тренировочного самолета Spijker V.2 с роторным двигателем мощностью 80 лошадиных сил. Во время Первой мировой войны Нидерланды сохраняли нейтралитет: частично этому статусу помогала продукция Spyker, удерживавшая враждующие стороны от нападения на страну тюльпанов. В 1926 году Spyker обанкротился, а в 1999 году энтузиасты автоспорта Виктор Мюллер и Маартен де Брюйн возродили легендарную марку. Несмотря на эмблему в виде самолетного винта современный Spyker далек от авиации: флагманом модельного ряда голландской марки служит суперкар C12 Zagato.

Getty Images, Fiat Chrysler Automobiles N.V.

Chrysler, США

Автогигант Chrysler занимает седьмое место в мире по продажам автомобилей: компания появилась в 1925 году, а сейчас входит в альянс с итальянским концерном Fiat. Экспериментировать с авиацией Chrysler начал еще во Второй мировой войне, когда компания собирала двигатели для самолетов. В 1959 году Chrysler попробовал создать собственное воздушное судно. Объект, отдаленно похожий на автожир, вентилятор и моторную лодку одновременно, получил название VZ-6 и выдержал два полета – на втором испытании транспортное средство перевернулось и разбилось, пилот успел катапультироваться и выжил.

После этого Chrysler забыл об авиации на 30 лет – пока в 1990 году заказ американской армии не сподвиг компанию на создание военно-транспортного самолета C-27 Spartan. Разработка сразу же поступила на вооружение: во время спецопераций Chrysler C-27 Spartan может перевезти 46 солдат или 9 тонн груза на расстояние до 555 километров с максимальной скоростью в 487 километров в час.

Reuters, Mercedes-Benz Cars

Mercedes-Benz / Daimler, Германия

Три луча на логотипе Mercedes-Benz обозначают превосходство марки в трех стихиях: на земле, в воде и в воздухе. И если на земле с задачей прекрасно справляются автомобили, то в воздухе превосходить остальных пытались авиационные двигатели производства Daimler – компании, которой принадлежит марка «Мерседес». Этими двигателями комплектовались, к примеру, бомбардировщики Messerschmitt и Junkers.

После войны Daimler приостановил производство комплектующих для самолетов, но уже в восьмидесятых авиационное подразделение возродилось в виде Daimler-Benz Aerospace. В 2000 году на базе этой компании возник аэрокосмический гигант EADS. Теперь здесь производят вертолеты Eurocopter, самолеты Airbus, исследовательские зонды и искусственные спутники Земли для европейской космической программы. Концерну Daimler, выпускающему автомобили Mercedes-Benz и Smart, принадлежат 22,52 процента акций EADS.

Saab AB

Saab, Швеция

Название SAAB легко вводит в заблуждение. Прямо сейчас под этой торговой маркой выпускаются и самолеты, и автомобили – причем делают их разные компании. «Наземный» SAAB Automobile AB принадлежит шведскому холдингу National Electric Vehicle Sweden (NEVS), которым, в свою очередь, владеют бизнесмены из Китая и Японии. «Летающую» SAAB Group контролирует известная в Швеции династия банкиров и промышленников Валленберг совместно с британским оборонным конгломератом BAE Systems. До 1989 года автомобильное и авиационное подразделение уживалось в рамках одной корпорации: в тот момент SAAB действительно был крупнейшей компанией, которая одновременно выпускала и машины, исамолеты.

Шведский производитель начинал с военных самолетов: с 1937 штурмовики и бомбардировщики SAAB поступали в национальные вооруженные силы. Только конец Второй мировой подтолкнул SAAB к диверсификации производства. В 1946 году компания разработала свой первый гражданскийсамолет, 32-местный пассажирский SAAB 90, а еще через год взялась за автомобили. Единство наземной и воздушной стихий подчеркивала нумерация: седан SAAB 92 оказался логичным продолжением самолета с индексом 91 – в сороковых годах шведский производитель собирался развивать два направления параллельно. На протяжении 40 лет концепция работала: многоцелевые истребители SAAB поступили в распоряжение ВВС Швеции, Великобритании, НАТО, Бразилии, ЮАР и даже Таиланда, автомобили SAAB также продавались по всему миру. В настоящее время компания сосредоточилась на военных и учебных самолетах, однако пассажирские лайнеры SAAB 20-летней давности продолжают совершать регулярные рейсы частных авиакомпаний по всей планете – от Японии до Аргентины. С выпуском автомобилей ситуация обстоит несколько хуже, однако новые владельцы знаменитой марки обещают возродить дорожную славу SAAB – в планах менеджмента наладить производство электрокаров и выйти на новые рынки сбыта.

#авиаперелеты #авиапроизводители #автопроизводители #автотранспорт #полеты

Зачем в США выпускали машины, больше похожие военные истребители

Начало второй половины XX века выдалось особенно горячим для американского автопрома. Освоение атомной энергетики, первые космические полеты и стремительное развитие реактивной авиации – все это наложило отпечаток на концептуальные разработки заморских конструкторов, которые в поиске «машины завтрашнего дня» пытались освоить самые невероятные формы кузова.

«Жар-птица»

О проекте американской компании General Motors на самом деле можно рассказывать очень долго. В рамках данной конструкторской инициативы на предприятии было создано несколько интересных автомобилей, как с точки зрения дизайна, так и с точки зрения технической составляющей. Первым автомобилем стал знаменитый GM Firebird XP-21 от 1953 года. Машина была похода на ракету, которую поставили на колеса. Авто получило стеклопластиковый кузов и мотор мощностью 370 л.с. Испытывался автомобиль на скоростях до 160 км/ч. В последствии автомобиль переименовали в Firebird I.

Следующим автомобилем стал Firebird II, который получил индекс XP-43. Машину представили в 1956 году и оборудовали более скромным двигателем – всего на 200 л.с. Машина стала «главным героем» коммерческого 10-минутного фильма «Design for Dreaming».

В 1958 году американские конструкторы компании General Motors представили на всеобщее обозрение новый третий по счету Firebird.  Автомобиль получил индекс XP-73, новый дизайн кузова и новый 225-сильный мотор. Автомобиль был буквально напичкан передовой электроникой. Интересно, что хотя Firebird III не пошел в серию, почти вся его начинка в дальнейшем нашла применение в автопроме.

Наконец, в 1964 году на автосалоне в Нью-Йорке парни из GM показали последний (четвертый) Firebird. Автомобиль с обозначением XP-790, можно смело считать самым скромным (и в тоже время самым близким к реальной жизни) концептом в истории всего семейства. В далекие 1960-е эта машина позиционировалась, как автомобиль XXI века.

«Циклон»

Отдельно упоминания среди концептуальный автомобилей заслуживает Cadillac Cyclone. Автомобиль был спроектирован настоящей легендой американского промышленного дизайна — Харли Эрлом. Именно этот человек заправлял всем творческим отделом GM в период с 1927 по 1959 год. «Циклон» же был создан в 1958 году и являлся экспериментальным футуристическим автомобилем. Дизайн машины самая сильная и вызывающая сторона проекта. Авто имело всего два посадочных места и имело прозрачную крышу с 360-градусным обзором.

Куда интереснее то, что автомобиль получил прообраз современного «ADAS» (система содействия водителю). Так же в автомобиле имелось радиолокационное устройство, которое должно было предупреждать о возможных столкновениях. Концепт также получил автоматическую коробку передач и 5.5-литровы мотор. Изюминкой на торте стала независимая полностью управляемая подвеска на каждое колесо.

«Мирный атом»

Отличилась в 1950-1960-е годы и компания Ford. В отличие от GM, тамошних инженеров не так сильно интересовал дизайн близкий к самолетам и космическим кораблям. Зато, всерьез рассматривалась возможность создания автомобиля на ядерном реакторе. Концептуальный автомобиль получил название Ford Nucleon. Машина должна была использовать миниатюрный реактор и небольшую паровую турбину. Предполагалось, что на одной урановой капсуле машина проедет до 8 тысяч км. Само собой, ни одного работающего Ford Nucleon так и не построили.

В продолжение темы концептуальных авто обязательно стоит почитать про шестиместный Phantom Corsair 1938 года с футуристическим дизайном, за которым сегодня гоняются многие коллекционеры.

Простые машины — физика для авиации


Машина — это любое устройство, с помощью которого можно выполнять работу. Например, машины могут использоваться для любой из следующих целей или для комбинации этих 5 целей:

  1. Машины используются для преобразования энергии, как в случае генератора, преобразующего механическую энергию в электрическую.
  2. Машины используются для передачи энергии из одного места в другое, например, шатуны, коленчатый вал и редукторы, передающие энергию от двигателя самолета к его воздушному винту.
  3. Машины используются для умножения силы; например, система шкивов может использоваться для подъема тяжелого груза. Система шкивов позволяет поднимать груз за счет усилия, которое меньше веса груза.
  4. Машины можно использовать для умножения скорости. Хорошим примером является велосипед, на котором можно набрать скорость, прилагая большую силу.
  5. Машины можно использовать для изменения направления силы. Примером такого использования является подъем флага. Нисходящая сила на одной стороне веревки оказывает восходящую силу на другую сторону, поднимая флаг к вершине шеста.

Есть только шесть простых машин. Это рычаг, шкив, колесо и ось, наклонная плоскость, винт и шестерня. Физики, однако, признают в машинах только два основных принципа: рычаг и наклонную плоскость. Шкив (блок и полиспаст), колесо и ось, шестерни работают по машинному принципу рычага. Клин и винт используют принцип наклонной плоскости.

Понимание принципов работы простых машин обеспечивает необходимую основу для изучения составных машин, представляющих собой комбинации двух или более простых машин.


Механические преимущества машин

Как указано в утверждениях 3 и 4 для простых машин, машину можно использовать для увеличения силы или скорости. Однако он не может одновременно умножать силу и скорость. Чтобы получить одну силу, она должна потерять другую силу. В противном случае это означало бы, что машина имеет больше мощности на выходе, чем на входе, а это невозможно.

Применительно к машинам механическим преимуществом является сравнение выходной силы с входной силой или выходного расстояния с входным расстоянием. Если есть механическое преимущество с точки зрения силы, то будет частичный недостаток с точки зрения расстояния. Для расчета механического преимущества можно использовать следующие формулы.

Преимущество механики = Сила выхода ÷ Сила входа
                                   или
Механическое преимущество = Расстояние выхода ÷ Расстояние входа

Рычаг

Самый простой и, пожалуй, самый знакомый механизм — это рычаг. Качели — это знакомый пример рычага, на котором два человека сидят по обеим сторонам доски, а точка поворота находится посередине. Все рычаги состоят из трех основных частей. Это точка опоры «F», сила или усилие «E» и сопротивление «R». На рисунке 1 показаны точка вращения «F» (точка опоры), усилие «Е», приложенное на расстоянии «L» от точки опоры, и сопротивление «R», действующее на расстоянии «l» от точки опоры. . Расстояния «L» и «l» — это плечи рычага.

Рис. 1. Рычаг первого класса

Понятие крутящего момента обсуждалось ранее, и крутящий момент очень сильно влияет на работу рычага. Когда человек сидит на одном конце качелей, этот человек прикладывает направленную вниз силу в фунтах, которая действует на расстоянии до центра качелей. Эта комбинация силы и расстояния создает крутящий момент, который пытается вызвать вращение.

Рычаг первого класса

В рычаге первого класса точка опоры расположена между усилием и сопротивлением. Как упоминалось ранее, качели — хороший пример рычага, и это рычаг первого класса. Величина веса и расстояние от точки опоры могут варьироваться в соответствии с потребностями. Увеличение расстояния от приложенного усилия до точки опоры по сравнению с расстоянием от точки опоры до перемещаемого веса увеличивает преимущество, обеспечиваемое рычагом. Ломы, ножницы и плоскогубцы являются обычными примерами этого класса рычагов. Правильный баланс самолета также является хорошим примером, когда центр подъемной силы на крыле является точкой поворота или точкой опоры, а вес впереди и позади этой точки представляет собой усилие и сопротивление.

При расчете усилия, необходимого для подъема определенного веса, или количества веса, которое можно поднять с определенным усилием, можно использовать следующую формулу.

Усилие (E) × плечо усилия (L) = сопротивление (R) × плечо сопротивления (l) На самом деле эта формула показывает, что входной крутящий момент (усилие × плечо усилия) равен выходному крутящему моменту (сопротивление × плечо сопротивления). Эта формула и концепция применимы ко всем трем классам рычагов и вообще ко всем простым машинам.

Пример: Рычаг первого класса используется для подъема груза весом 500 фунтов. Расстояние от веса до точки опоры составляет 12 дюймов, а от точки опоры до приложенного усилия — 60 дюймов. Какая сила необходима для подъема груза?

Усилие (E) × Рычаг усилия (L) = Сопротивление (R) × Рычаг сопротивления (l)
E × 60 дюймов = 500 фунтов × 12 дюймов
E = 500 фунтов × 12 дюймов ÷ 60 дюймов
E = 100 фунтов

Механическое преимущество рычага в этом примере будет:

Mechanical Advantage = SICLE OUT OUT SIGCLE в
= 500 фунтов ÷ 100 фунтов
= 5 или 5 до 1

Интересная вещь, чтобы отметить с этим примером рычага если приложенное усилие сместится вниз на 10 дюймов, вес на другом конце сдвинется только на 2 дюйма. Поднимаемый вес переместится только на одну пятую. Причиной этого является концепция работы. Если он позволяет вам поднять в 5 раз больше веса, вы переместите его только на 9 0073 1 ⁄5 насколько вы перемещаете усилие, потому что рычаг не может производить больше работы, чем вводить.

Рычаг второго класса

Рычаг второго класса имеет точку опоры на одном конце, а усилие прилагается к другому концу. Сопротивление находится где-то между этими точками. Тачка является хорошим примером рычага второго рода, где колесо на одном конце является точкой опоры, рукоятки на противоположном конце представляют собой приложенное усилие, а ведро посередине — место, куда помещается вес или сопротивление. [Рисунок 2]

Рисунок 2. Рычаг второго класса

Рычаги первого и второго класса обычно используются для преодоления больших сопротивлений с относительно небольшим усилием. Однако рычаг первого класса более универсален. В зависимости от того, насколько близко или далеко находится вес от точки опоры, рычаг первого класса можно использовать для увеличения силы или увеличения расстояния, но не для того и другого одновременно. Рычаг второго рода можно заставить только набирать силу.

Пример: Расстояние от центра колеса до ручек тачки составляет 60 дюймов. Вес в ковше составляет 18 дюймов от центра колеса. Если в ведро поместить 300 фунтов, какое усилие нужно приложить к рукояткам, чтобы поднять тачку?

Усилие (E) × Рычаг усилия (L) = Сопротивление (R) × Рычаг сопротивления (l)
E × 60 дюймов = 300 фунтов × 18 дюймов
E = 300 фунтов × 18 дюймов ÷ 60 дюймов
E = 90 фунтов

Механическое преимущество рычага в этом примере будет:

Механическое преимущество = усилие ÷ силу в
= 300 фунтов ÷ 90 фунтов
= 3,33, или от 3,33 до 1


Третий Класс Рыча даже если нужно приложить большие усилия.

Рычаги, помогающие добиться этого, относятся к рычагам третьего рода. Как показано на рисунке 3, точка опоры находится на одном конце рычага, а вес или сопротивление, которое нужно преодолеть, — на другом конце, а усилие прикладывается в какой-то точке между ними. Рычаги третьего рода легко узнать, потому что усилие прикладывается между точкой опоры и сопротивлением. Убирающееся основное шасси самолета — хороший пример рычага третьего рода. Верхняя часть шасси, где оно крепится к самолету, является точкой поворота. Узел колеса и тормоза в нижней части шасси является сопротивлением. Гидравлический привод, который заставляет шестерню втягиваться, прикреплен где-то посередине, и это прилагаемое усилие. 9Рис. 3. Рычаг третьего класса Колесо или диск обычно имеют канавки для размещения веревки. Колесо иногда называют «снопом», а иногда «снопом». Рама, поддерживающая колесо, называется блоком. Блок и снасть состоят из пары блоков. Каждый блок содержит один или несколько шкивов и веревку, соединяющую шкивы каждого блока.

Одинарный фиксированный шкив

Одиночный фиксированный шкив — это действительно рычаг первого класса с равными плечами. На рисунке 4 плечо от точки «R» до точки «F» равно плечу от точки «F» до точки «Е», причем оба расстояния равны радиусу шкива. Когда рычаг первого класса имеет равные плечи, механическое преимущество равно 1. Таким образом, сила натяжения веревки должна быть равна весу поднимаемого объекта. Единственное преимущество одного фиксированного шкива состоит в том, чтобы изменить направление силы или натянуть веревку.

Рис. 4. Одиночный фиксированный шкив

Одиночный подвижный шкив

Одиночный шкив можно использовать для увеличения прилагаемой силы. На рис. 5 шкив подвижен, и обе веревки, отходящие от шкива, поддерживают вес. Этот единственный подвижный шкив будет действовать как рычаг второго рода. Рычаг усилия (EF) представляет собой диаметр этого шкива, а рычаг сопротивления (FR) представляет собой радиус этого шкива. Этот тип шкива будет иметь механическое преимущество, равное двум, потому что диаметр шкива в два раза больше радиуса шкива. При использовании, если кто-то потянет 4 фута силовой веревки, вес поднимется над полом только на 2 фута. Если вес будет 100 фунтов, прилагаемое усилие должно быть всего 50 фунтов. С этим типом шкива усилие всегда будет равно половине поднимаемого веса.

Рис. 5. Одиночный подвижный блок

Блок и тали

Блок и полиспасты состоят из нескольких неподвижных и некоторых из них подвижных блоков. На рис. 6 блок и полиспасты состоят из четырех шкивов, причем два верхних являются неподвижными, а два нижних — подвижными. Глядя на рисунок справа налево, обратите внимание, что есть четыре веревки, поддерживающие вес, и пятая веревка, к которой прикладывается усилие. Количество поддерживающих вес веревок определяет механическое преимущество блока и снасти, поэтому в данном случае механическое преимущество равно четырем. Если бы вес был 200 фунтов, для его подъема потребовалось бы усилие в 50 фунтов.

Рис. 6. Блок-таль

Шестерня

Две шестерни с зубьями на внешних краях, как показано на Рис. 7, когда одна ведет себя как рычаг первого класса Другой. Шестерня с входной силой называется ведущей шестерней, а другая — ведомой шестерней. Рычаг усилия — это диаметр ведомой шестерни, а рычаг сопротивления — диаметр ведущей шестерни.

Рис. 7. Цилиндрические шестерни

Обратите внимание, что две шестерни вращаются в противоположных направлениях: нижняя по часовой стрелке, а верхняя против часовой стрелки. Шестерня сверху имеет диаметр 9 дюймов и 45 зубьев, а шестерня внизу имеет диаметр 12 дюймов и 60 зубьев.

Представьте, что синяя шестерня приводит в движение желтую, что делает синюю ведущей, а желтую — ведомой. Механическое преимущество с точки зрения силы было бы отношением плеча усилия к плечу сопротивления, или 9÷ 12, что равно 0,75. На самом деле это можно было бы назвать частичным недостатком, потому что сила на выходе была бы меньше, чем сила на входе. Механическое преимущество с точки зрения расстояния, в этом случае в об/мин, было бы 12 ÷ 9, или 1,33.

Этот анализ говорит нам, что когда большая шестерня приводит в движение маленькую, маленькая вращается быстрее и обладает меньшей доступной силой. Чтобы быть машиной для набора силы, маленькая шестеренка должна вращать большую. Когда используется терминологический редуктор, например редуктор гребного винта, это означает, что на входе больше оборотов, чем на выходе. Конечным результатом является увеличение силы и, в конечном итоге, крутящего момента.

Конические шестерни используются для изменения плоскости вращения, так что вал, вращающийся горизонтально, может заставить вращаться вертикальный вал. Размер шестерен и количество их зубьев определяют механическое преимущество, а также то, увеличивается ли сила или число оборотов. Если бы каждая шестерня имела одинаковое количество зубьев, не было бы никакого изменения силы или оборотов. [Рис. 8]

Рис. 8. Конические зубчатые колеса

Червячная передача имеет чрезвычайно высокое механическое преимущество. Входная сила передается на спирально-червячную передачу, которая приводит в движение прямозубую шестерню. Один полный оборот червячной передачи заставляет цилиндрическую шестерню двигаться только на величину, равную одному зубу. Механическое преимущество равно количеству зубьев цилиндрической шестерни, которых в данном случае 25. Это машина с усилением, в 25 раз превышающая выходную силу. [Рисунок 9]

Рис. 9. Червячная передача

Система планетарной солнечной шестерни типична для редуктора гребного винта. Выходной вал двигателя приводит в движение солнечную шестерню посередине, которая вращает планетарные шестерни и, в конечном итоге, зубчатый венец. В этом примере солнечная шестерня имеет 28 зубьев, каждая планетарная шестерня имеет 22 зубца, а кольцевая шестерня имеет 82 зубца. Чтобы понять, насколько происходит понижение передачи, количество зубьев на зубчатом венце делится на количество зубьев на солнечной шестерне. В этом случае передаточное число составляет 2,9.3, что означает, что обороты двигателя в 2,93 раза выше, чем у винта. [Рисунок 10]

на относительно большое расстояние. Некоторыми знакомыми примерами наклонной плоскости являются горные дороги и погрузочная рампа в кузове движущегося грузовика. При взвешивании небольшого самолета, такого как Cessna 172, можно использовать наклонную плоскость или пандус, чтобы поставить самолет на весы, толкая его, а не поддомкрачивая. На рис. 11 показана рампа, где правая главная передача Cessna 172 расположена на электронных весах. Самолет подняли по трапу, чтобы поставить на весы.

. Если длина уклона в пять раз больше высоты, то силовое или механическое преимущество будет равно пяти. Mooney M20 на рис. 11 весил 1600 фунтов в день взвешивания. Пандус, на котором он сидит, имеет высоту 6 дюймов, что является рычагом сопротивления, а длина пандуса составляет 24 дюйма, что является рычагом усилия. Чтобы рассчитать силу, необходимую для толкания самолета вверх по пандусам, используйте ту же формулу, которая была введена ранее при обсуждении рычагов, а именно:0004

Усилие (Э) × Рычаг усилия (Д) = Сопротивление (П) × Рычаг сопротивления (л)
E × 24 дюйма = 1600 фунтов × 6 дюймов

Болты, винты и клинья также являются примерами устройств, работающих по принципу наклонной плоскости. Болт, например, имеет спиральную резьбу, проходящую по его окружности. Когда нить наматывается на болт по окружности, она перемещается по вертикали на расстояние, равное расстоянию между витками. Окружность болта — это плечо усилия, а расстояние между витками — плечо сопротивления. [Рисунок 12] Согласно этому анализу, болт с мелкой резьбой, у которого больше витков резьбы на дюйм, имеет большее механическое преимущество, чем болт с крупной резьбой.

Рис. 12. Болт и гайка в виде наклонной плоскости

Хорошим примером клина является долото. Стамеска может быть 8 дюймов в длину и всего 1 ⁄2 дюйма в ширину, с острым концом и заостренными сторонами. Длина 8 дюймов — это рычаг усилия, а ширина 1 ⁄2 дюйма — плечо сопротивления. Это долото обеспечит преимущество в силе или механическое преимущество в 16 раз.0004

  • Физика для авиации
  • Matter
  • Energy
  • Сила, работа, мощность и крутящий момент
  • Пресс
  • Движение
  • HEAT
  • Давление

Простые машины — наклонная плоскость

. или рампа является одной из базовых машин. Он уменьшает усилие, необходимое для перемещения груза на определенное расстояние вверх, обеспечивая траекторию движения груза под малым углом к ​​земле. Это уменьшает необходимую силу, но увеличивает требуемое расстояние, так что объем работы остается прежним.

Примерами являются пандусы, наклонные дороги, долота, топоры, плуги, пневматические молоты, столярные рубанки и клинья . Наиболее каноническим примером наклонной плоскости является наклонная поверхность; например проезжая часть для преодоления перепада высот. Наклонная плоскость используется для уменьшения силы, необходимой для преодоления силы тяжести при подъеме или опускании тяжелого объекта. Пандус облегчает перемещение физического тела по вертикали за счет увеличения пройденного расстояния по горизонтали (бег) для достижения желаемого изменения высоты (подъема).

В гражданском строительстве уклон или отношение подъема к уклону часто называют отметкой или уклоном. Другие могут также назвать это тильтом.

Пандусы используются в качестве альтернативы лестнице для инвалидных колясок, детских колясок и покупательских тележек. Пандусы могут двигаться зигзагообразно. Также есть движущиеся пандусы.

Изменяя угол наклона рампы, можно с пользой изменить усилие, необходимое для подъема или опускания груза. Например:

След фургона на крутом холме часто будет проходить взад и вперед, чтобы уменьшить уклон, с которым сталкивается команда, тянущая тяжело нагруженный фургон. Этот же метод используется сегодня на современных автострадах, которые проходят через крутые горные перевалы. Некоторые крутые перевалы имеют отдельные маршруты для грузовиков, которые снижают уклон, извиваясь по отдельному пути, чтобы воссоединиться с основным маршрутом после прохождения особенно крутого участка, в то время как автомобили меньшего размера выбирают более прямой и крутой маршрут, что приводит к экономии времени.

Имеет важное значение в истории науки, техники и технологии по целому ряду причин:

Пандус или наклонная плоскость использовались при строительстве ранних каменных зданий, дорог и акведуков, а также при военном штурме укрепленных позиций.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

2019 © Все права защищены. Карта сайта