Eine ganz spezielle Denk-Aufgabe...bitte mal anschauen!

[Jan-Paul Schuchna]

http://www.avweb.com/news/columns/191034-1.html

 

 

Gruß Jan-Paul

[Roberto]

Leute, Leute........:001:

 

....muß mich schon wundern....:confused:

 

Gruß

Roberto

[Walter Fischer]

Also ich bin noch nicht im Trichter, deshalb meine scheue Frage:

Benötigt das Flugzeug nun diese 3000 Meter zum beschleunigen auf die Abhebegeschwindigkeit, oder hebt es "Im Stillstand" ab ???

 

Gruss Walti

[sirdir]

http://www.avweb.com/news/columns/191034-1.html

l

 

Der Kerl beschreibt das so, wie ich es mir ursprünglich vorgestellt habe. So stimmt aber etwas nicht: So drehen sich die Räder logischerweise immer etwas schneller als das Band, sonst könnte das Flugzeug ohne Schlupf ja nicht vorwärts kommen. Somit ist die Versuchsanordnung nicht ganz erfüllt und ich falle langsam in ein Paradoxon :)

[bleuair]

http://www.avweb.com/news/columns/191034-1.html

Wenn doch alles auf der Welt so einfach wäre! Der Manfred hat das also schön demonstriert! :D :D :D

Manfred breaks ground, climbs a few hundred feet, then makes a low pass to see if he can terrify the spectators because they are Americans, descendants of those who defeated his countrymen back in 1918.

It's all about Airspeed...

 

Ich stelle mir vor, dass den Piloten in der Ausbildung eingebläut wird, dass für sie praktisch nur die Airspeed relevant ist und sie die Groundspeed höchstens dazu benützen können um zu sehen, wie schnell (in hh:mm gemessen) sie sich ihrem Ziel nähern. :confused:

[Dominik L]

Es kommt übrigens auch nicht auf die Reibung drauf an.

 

Natürlich kommt es auf die Reibung drauf an. Würde das Band aus reibungsfreiem Eis bestehen, so würde das Rad ohne zu drehen auf dem Eis gleiten.

[sirdir]

It's all about Airspeed...

 

Diese Aufgabe hier war aber anders. Wenn sich das Band immer so schnell bewegt wie das Flugzeug, geht's auf. Hier war aber vorausgesetzt, dass sich das Band so schnell dreht wie die Räder und das geht nicht auf.

Wenn die Räder sich mit 1 km/h drehen, hat das Band 1 km/h. Wenn sich das Flugzeug aber gleichzeitig nach vorn bewegt (sagen wir mit 1 km/h), drehen sich die Räder mit 2 km/h. Das widerspricht aber der Grundvoraussetzung. Also muss das Band sofort 2 km/h haben. Das Flugzeug ist aber ... so schaukelt sich das hoch, bis die Reifen platzen... oder mach ich jetzt einen Überlegungsfehler?

[Walter Fischer]

Danke Lukas.

Bin mir jetzt nicht ganz sicher, ob Du meine Frage richtig verstanden hast. Also ich frage, ob das Flugzeug, wenn ich es aus Distanz von ferne betrachte, diese 3000 Meter vorwärts beschleunigt? Nicht, ob das Band 3000 Meter unter dem stehenden Flugzeug abwickeln muss.

 

Gruss Walti

[dschaedl]

Juhee, ich darf auch wieder mitmischeln:008:

 

Also ich frage, ob das Flugzeug, wenn ich es aus Distanz von ferne betrachte, diese 3000 Meter vorwärts beschleunigt? Nicht, ob das Band 3000 Meter unter dem stehenden Flugzeug abwickeln muss.

 

Aus der Ferne gesehen wirst du keinen Unterschied zu einem normalen Start feststellen können.

Wie von Sirdir erklärt, werden sich die Räder und das Band sehr schnell mit unendlicher Geschwindigkeit drehen. Es wird also unendlich viel Band benötigt (zum Glück geht's ja rundherum).

 

Zur Reibung.

Sie ist nicht relevant. Die Reibungskraft, die das Flugzeug bremst ist konstant (das heisst bei jeder Geschwindigkeit genau gleich). Wenn das Flugzeug also bei normaler Piste starten kann, geht's auch auf dem Rollband.

 

Gruss

Daniel

[Butterfinger]

Danke Lukas.

Bin mir jetzt nicht ganz sicher, ob Du meine Frage richtig verstanden hast. Also ich frage, ob das Flugzeug, wenn ich es aus Distanz von ferne betrachte, diese 3000 Meter vorwärts beschleunigt? Nicht, ob das Band 3000 Meter unter dem stehenden Flugzeug abwickeln muss.

 

Aus der Ferne siehst du keinen Unterschied zu einem normalen Start (aus der nähe übrigends auch nicht....) Das Flugzeug beschleunigt, hebt ab und gut ist...

 

Um ganz sicher zu gehen wäre vielleicht die Lösung durch Butterfinger angebracht.

 

Was soll ich auflösen?

 

mfg

Sven

[Walter_W]

Nachdem die Sache pseudo- und hochwissenschaftlich angegangen ist, möchte ich sie in einer imaginären Versuchsanordnung darstellen:

 

Versuch 1:

Wir nehmen ein Auto und gehen in eine Garage und stellen es auf den Rollenprüfstand. Dieser Rollenprüfstand stellt das Band dar, idealerweise hätte er nur eine Rolle, dies käme dem Band sehr nahe. Da aber Ei-Spitze auf Ei-Spitze nicht geht, nehmen wir die üblichen Doppelrollen.

 

Der Motor läuft an, eingekuppelt und das Rad dreht. Rollreibung des Rades und des Bandes (Rolle) sind minim, die Haftreibung (Pneu/Rolle) ist optimal und die Rolle und das Rad drehen in der gleichen Geschwindigkeit. Nimmt nun die Rollreibung zu, wird eine höhere Leistung benötigt. Nimmt die Haftreibung ab (Glatteis) nützt höhere Leistung gar nichts, die Geschwindigkeit des angetriebenen Bandes nimmt ab (Schlupf). Kehrt man die Versuchsanordnung um und treibt die Rolle an und das Autorad wird angetrieben, ändert dies gar nichts. Steht man aber in dieser Anordnung auf die Bremse beim Auto wird es seinen Standort rasch verlassen und sich in die Zuständigkeit des Autospenglers begeben. ;)

 

Fazit: Die Elemente der Antriebsgruppe Motor-Rad-Rolle sind kraftschlüssig. der Output ist von den Reibungsverhältnissen beeinflusst.

 

 

Versuch 2:

Wiederholen wir den Versuch mit einem Flugzeug. Wer hat Mut und stellt sein eigenes Flugzeug zu Verfügung :005:

Wir stellen das Flugzeug auf die Rolle und treiben die Rolle an, die Räder des Flugzeuges beginnen zu drehen. Die Wirkung ist absolut identisch mit dem Auto, nur wenn wir die Räder des Flugzeuges abbremsen käme nicht der Autospengler zum Zuge :p sondern eine teurere Berufsgruppe.

 

Jetzt kommt der Motor des Flugzeuges ins Spiel. Die Rolle ist nicht mehr angetrieben und der Motor dreht friedlich im Leerlauf und die Gruppe "Rolle/Rad" steht still. Alles beschaulich und angenehm. Jetzt wird die Rolle angetrieben, als Resultat beginnt das Flugzeugrad sich zu drehen. Keine Panik, alles ist bestens.

Jetzt wird Vollgas gegeben im Flugzeug, ratet was passiert:mad: Der Flieger hat seine Position verlassen und ist in die Hallentür gedonnert. Warum?

 

Die Vorwärtsbewegung wird durch den Motor initialisiert und ist von der Gruppe "Rolle / Rad" völlig unabhängig. Die beiden Bewegungsabläufe sind nicht in einem kausalen Zusammenhange.

Das Flugzeug wird fliegen. Gehindert daran würde es lediglich, wenn die Rollreibung der Rolle oder Rad so hoch wäre. dass eine Bremswirkung oder Blockierung erzeugt wird, diese Rollreibung könnte widerum reduziert werden durch eine minimalste Haftreibung (Glatteis), oder durch einen völlig überdimensionierten Motor. Klar ist natürlich, dass die Geschwindigkeit der Rolle/Rad Gruppe nicht ins Unendliche gesteigert werden kann.

 

Wer es nicht glaubt, soll doch diesen Versuch in der Praxis wiederholen.:005: Die Spotter wären sicher dabei und würden das Resultat hier dokumentieren.

 

 

Ein nicht ganz ernstgemeinter Vorschlag vom Walter

[Lomo]

Leuts,

 

mein Senf zu der hitzigen Diskussion:

 

- der Flieger fliegt, 100%

 

- sind die Raeder ideal (also null Reibung), fliegt der Flieger genau gleich wie ohne Rollband

- sind die Raeder nicht ideal, fliegt der Flieger spaeter als ohne Rollband

- so wie ich die Aufgabenstellung verstehe, dreht das Band in entgegengesetzter Richtung wie der Flieger sich fortbewegt, mit dem gleichen Geschwindigkeitsbetrag, d.h. die Raeder drehen beim Abheben doppelt so schnell als normal

 

- der Flieger wuerde nur in dem Falle gegenueber dem Boden stehen bleiben, wenn die Rollreibung der nicht-idealen Raeder genau gleich dem erzeugten Schub der Triebwerke ist

- waere die Rollreibung der nicht-idealen Raeder groesser als der erzeugte Schub der Triebwerke, wuerde sich der Flieger gegenueber dem Boden rueckwaerts bewegen

 

Gruss

Lorenz, Dipl. Ing. ETH, Note 6 im 1. Vordip in Mechanik ;)

[FalconJockey]

Lorenz,

 

ich glaube Du musst für die Nicht-Schweizer noch erwähnen, dass Deine Vordiplomsnote keine 6 sondern eine 1 war... ansonsten kann man sich eines breiten Grinsens nicht erwehren :)

[Lomo]

Lorenz,

 

ich glaube Du musst für die Nicht-Schweizer noch erwähnen, dass Deine Vordiplomsnote keine 6 sondern eine 1 war... ansonsten kann man sich eines breiten Grinsens nicht erwehren :)

 

 

*Loooooooooooooooooool*

 

Gut gebruellt, Andreas! 1:0 fuer dich! :D

 

Gruesse aus immernoch LGW

Lorenz

[Sam Jerono]

@ Walter. Einfach mal cool und lässig auf Seite 5 die Lösung posten.

Walter....... find ich geil.

 

 

(Eigentlich wusste ich es ja noch immer. Wie hoffentlich alle Schüler von Bruno Guggiari)

 

 

Sam

[X-Plane]

Leute, ihr scheint hier etwas abzudriften. Auch die Stud. phys...

 

Wer je einmal Physikunterricht genossen hat, dem haben immer diese Experimente auf der schiefen Ebene gefallen, wo man die Zeit mass und die Strecke. Also, ich schreibe euch jetzt mal diese Messungen auf:

 

 

Zeit 0 sek: Flugzeug steht, Band steht, Triebwerk aus.

Zeit 1 sek: Flugzeug 10 m/s, Band -10 m/s, Triebwerk voll an, Rel V 0 m/s

Zeit 2 sek: Flugzeug 20 m/s, Band -20 m/s, Triebwerk voll an, Rel V 0 m/s

Zeit 3 sek: Flugzeug 30 m/s, Band -30 m/s, Triebwerk voll an, Rel V 0 m/s

Zeit 4 sek: Flugzeug 40 m/s, Band -40 m/s, Triebwerk voll an, Rel V 0 m/s

Zeit 5 sek: Flugzeug 50 m/s, Band -50 m/s, Triebwerk voll an, Rel V 0 m/s

Zeit 6 sek: Flugzeug 60 m/s, Band -60 m/s, Triebwerk voll an, Rel V 0 m/s

Zeit 7 sek: Flugzeug 70 m/s, Band -70 m/s, Triebwerk voll an, Rel V 0 m/s

Zeit 8 sek: Flugzeug 80 m/s, Band -80 m/s, Triebwerk voll an, Rel V 0 m/s

 

Also, noch Fragen? Es kommt übrigens auch nicht auf die Reibung drauf an. Dieses Beispiel ist absolut praktisch. Man könnte das jederzeit nachspielen, ohne irgendwelche Hypothesen oder Ausschlüsse in der realen Welt machen zu müssen.

 

Gruss noch an den Phyisker - ein weiteres Beispiel dass nicht alle Wissenschaftler alles wissen ;-)

 

Genau so sehe ich das auch. Und für diejenigen die fragen, welche Kraft wohl dem riesigen Schub entgegenwirkt?

 

Na das Rollband ! Das Flugzeug kann mehrere Tonnen wiegen und versucht zusätzlich noch mit grosser Kraft (Schub) zu beschleunigen, ergo muss das Rollband eine riesige "Kraft" haben, um das Flugzeug überhaupt "zurückzuziehen". Das Rollband erzeugt also die entgegengesetzte Kraft ! Uebrigens müsste diese Kraft in gleicher Grössenordnung liegen wie die Schubkraft!

 

Geschwindigkeit = 0 -> kein Take off, das Flugzeug bleibt schön an Ort und Stelle.

 

François

[sirdir]

Geschwindigkeit = 0 -> kein Take off, das Flugzeug bleibt schön an Ort und Stelle.

 

Kann ich nachvollziehen, aber nur in der Theorie. Es würd eine Geschwindigkeit von Rad und Rollband bedingen, die einen dermassen hohen Rollwiderstand ergibt, dass er eben dem Schub entspricht. Ganz nebenbei sollte das ganze dann noch ohne Schlupf geschehen... Keine Ahnung wie man das berechnet, aber ich würde mal behaupten in das Praxis absolut unmöglich.

[Herbert Frehner]

Hi

 

Kaum zu glauben welches Echo (mit so vielen kuriosen Denkansätzen) eine an sich triviale Denkaufgabe auslöst!

 

Herbert

[X-Plane]

... aber ich würde mal behaupten in das Praxis absolut unmöglich.

 

das denke ich allerdings auch :cool:

[Lomo]

Genau so sehe ich das auch. Und für diejenigen die fragen, welche Kraft wohl dem riesigen Schub entgegenwirkt?

 

Na das Rollband ! Das Flugzeug kann mehrere Tonnen wiegen und versucht zusätzlich noch mit grosser Kraft (Schub) zu beschleunigen, ergo muss das Rollband eine riesige "Kraft" haben, um das Flugzeug überhaupt "zurückzuziehen". Das Rollband erzeugt also die entgegengesetzte Kraft ! Uebrigens müsste diese Kraft in gleicher Grössenordnung liegen wie die Schubkraft!

 

Geschwindigkeit = 0 -> kein Take off, das Flugzeug bleibt schön an Ort und Stelle.

 

François

 

François,

 

der Fehler in deiner Ueberlegung ist, dass ein freilaufendes Rad mit idealem Lager keine Kraft vom Rollband auf das Flugzeug uebertraegt. Deshalb ist die Kraft auf das Flugzeug nur der Schub, und F = m * a gilt.

 

Gruss

Lorenz

[error_401]

Mal wieder ein wunderbares Beispiel für unwissenschaftliche und inkomplette Fragestellungen.

 

1. Wie ist die genaue Ausgangslage der Anordnung.

Von einem Band ist die Rede. Und davon dass es sich dann so schnell drehen wird wie die Raeder des Flugzeuges. :confused:

 

FEHLER: Der Fragesteller spezifiziert nicht in welcher Richtung das Band dann anläuft. Zum Halten der Drehgeschwindigkeit der Räder oder zur Kompensation der Vorwärtsbewegung des Flugzeuges? Will er dass die Räder schneller drehen, oder dass die Räder nicht drehen? Will er wissen ob ein Flugzeug mit stillstehenden Rädern starten könnte? (Dann siehe Pkt. 4)

 

2. Der Fragesteller spezifiziert das wichtigste in dieser Anordnung nicht. Das Achsensystem in welchem er sich bewegt und die entsprechenden Referenzen.

 

Z.B. Achsen dürften ziemlich klar sein. X,Y,Z in den Normalachsen des Flugzeuges. Referenzsystem: Jetzt wird es interessant. Bezieht sich die Bewegung auf das Laufband oder die Erde (normales inertialsystem)?

 

3. Räder an einem Flugzeug werden nicht angetrieben! Ja ich weiss das mit Sicherheit, ich fliege tatsächlich selbst eines dieser Dinger. Eigentlich ist dann die Laufband-Anordnung schon komisch. Es ist nämlich egal ob es Skis, Schwimmer, oder Backsteine sind auf denen das Flugzeug steht.

 

4. Sobald ich Schub gebe wird sich das Flugzeug bewegen! Und zwar gegenüber dem Inertialsystem der Erde da ich auch gegenüber der Luftmasse ebendieser Erde den Schub ausübe. (Ja ich weiss - ich lege jetzt fest, dass Windstille herrscht).:D Und nun - was kümmert mich das Laufband? Fliegt ja nur wenn Luftmassen gegen die Auftriebselemente strömen. Kleines Beispiel zur Absurdität der Laufbandfrage:

 

Flugzeugträger bewegt sich mit 45 kt. Gegenwind (schöne steife Brise) 45 kt. Kann ich mit einem Piper Archer abheben? JAAAAAAA! Denn nur die verd... Luftströmung ist massgebend. Dass ich mich gegenüber dem Flugzeugträger nicht in horizontaler Richtung bewege ist ziemlich egal. Das heisst meine Räder drehen noch nicht mal! ;)

Jetzt steige ich mit angezeigten 90 kt wie im Lift an der Brücke hoch, winke dem Captain und lach mir einen. :) Viel mehr Probleme dürfte es geben, den Archer bei 90 kt solange auf dem Deck zu halten bis der Pilot eingestiegen ist und der Motor auf Vollast läuft :002:

 

Noch Fragen?

[Roberto]

Hallo error_401....

 

[OT on]

......ganz neugierig frag..........in welchem AOM oder wie das entsprechende Manual auch immer heisst, steht denn error_401.......

 

..........bzw. anders und nicht ganz so indiskret :o gefragt.......wofür steht error_401.....hab mal so ein ding für die 757 anschauen dürfen...

 

Kannst (willst) Du meine Neugierde stillen....:)

[OT off]

 

Schönes Wochenende

 

Gruß

Roberto

[X-Plane]

François,

 

der Fehler in deiner Ueberlegung ist, dass ein freilaufendes Rad mit idealem Lager keine Kraft vom Rollband auf das Flugzeug uebertraegt. Deshalb ist die Kraft auf das Flugzeug nur der Schub, und F = m * a gilt.

 

Gruss

Lorenz

 

Hmmm, ok ich kann es so besser nachvollziehen, obwohl es mich immer noch nicht 100% überzeugt...irgendwie finde ich das eine sehr aufregende Frage :007:

Wie würden sich denn die Räder gegenüber dem Rollband genau verhalten? Du gehst davon aus, dass sie nach einer gewissen Zeit darüber "gleiten" werden, weil der Schub die Reibung der Pneus auf dem Rollband "überwindet" bzw stärker ist, richtig? Könnte man das eigentlich physikalisch gleich setzten, wie wenn das Flugzeug Räder hätte, die sich nicht drehen würden? Also die Pneus würden nicht rollen sondern "gleiten"?

 

Hmmm....

 

Gruss:

François

[Lomo]

Wie würden sich denn die Räder gegenüber dem Rollband genau verhalten? Du gehst davon aus, dass sie nach einer gewissen Zeit darüber "gleiten" werden, weil der Schub die Reibung der Pneus auf dem Rollband "überwindet" bzw stärker ist, richtig? Könnte man das eigentlich physikalisch gleich setzten, wie wenn das Flugzeug Räder hätte, die sich nicht drehen würden? Also die Pneus würden nicht rollen sondern "gleiten"?

 

Mmmhh, nicht ganz, François:

 

Ich sprach von den Lagern der Raeder. Diese Lager sind im idealen Falle reibungsfrei, koennen also keine Kraft uebertragen vom Rad auf das Flugzeug (ausser der Gewichtskraft, aber die hat fuer unsere Ueberlegung keinen Einfluss).

 

Ein ideales Lager ist vollkommen reibungsfrei zwischen Achse und Rad. Das bedeutet z.B. auch, dass ein auf einem solchen Lager drehendes Rad nie aufhoert zu drehen, ausser es wird kuenstlich abgebremst (Luftreibung wiedermal vernachlaessigt).

 

Die Raeder gleiten nicht auf dem Rollband, sondern rollen ganz normal darauf. Wie ich weiter oben schon geschriebe habe, verstehe ich die Aufgabenstellung so, dass das Band entgegen der Startrichtung des Flugzeuges dreht, mit dem gleichen Geschwindigkeitsbetrag.

 

Deshalb dreht das Rad mit idealem Lager auf dem Rollband doppelt so schnell wie auf einer Runway.

 

Gruss

Lorenz

[X-Plane]

Mmmhh, nicht ganz, François:

 

Ich sprach von den Lagern der Raeder. Diese Lager sind im idealen Falle reibungsfrei, koennen also keine Kraft uebertragen vom Rad auf das Flugzeug (ausser der Gewichtskraft, aber die hat fuer unsere Ueberlegung keinen Einfluss).

 

Ein ideales Lager ist vollkommen reibungsfrei zwischen Achse und Rad. Das bedeutet z.B. auch, dass ein auf einem solchen Lager drehendes Rad nie aufhoert zu drehen, ausser es wird kuenstlich abgebremst (Luftreibung wiedermal vernachlaessigt).

 

Die Raeder gleiten nicht auf dem Rollband, sondern rollen ganz normal darauf. Wie ich weiter oben schon geschriebe habe, verstehe ich die Aufgabenstellung so, dass das Band entgegen der Startrichtung des Flugzeuges dreht, mit dem gleichen Geschwindigkeitsbetrag.

 

Deshalb dreht das Rad mit idealem Lager auf dem Rollband doppelt so schnell wie auf einer Runway.

 

Gruss

Lorenz

 

Ja ok, das leuchtet ein...

 

aber wie es auch ist...ich kann es mir einfach nicht vorstellen. Wenn ein Auto rollt und man zieht seine Ablagefläche mit der gleichen Geschwindigkeit unter den "Füssen" weg..wie soll es sich gegenüber einem fixen Punkt bewegen können?

 

Gibt es eigentlich eine offizielle Antwort? Das Experiment wurde anscheinend schon mal gemacht, gibt es Quellen? Weiss jemand mehr?

 

François