飛機(jī)專用拖車的物理難題，我在航空公司工作

hoverin

輥輪是有動(dòng)力的，還是沒有動(dòng)力的呢? 圖上那種結(jié)構(gòu)，輥輪沒有動(dòng)力一樣可以拖走啊

hoverin

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直接拖不是更簡單嗎，輥輪只是讓飛機(jī)轉(zhuǎn)向輪自由轉(zhuǎn)動(dòng)，或者輥輪輸入部分動(dòng)力，拖車拖個(gè)幾十噸很容易的吧，要不然全部動(dòng)力從輥輪輸入，還要拖車做什么呢

caucsaa

謝謝大家，尤其是zerowing 和動(dòng)靜之機(jī)，非常專業(yè)。
5 q( }+ g+ x8 y* m9 r換個(gè)問法，簡化一下分析模型，假設(shè)滾輪不是拖車上的，而是飛機(jī)上的，滾輪靠電機(jī)帶動(dòng)，簡稱為電動(dòng)起落架吧。
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' ^8 F9 ]* A0 x) I0 q: u現(xiàn)在滾輪帶動(dòng)輪胎轉(zhuǎn)動(dòng)，類似于小齒輪帶動(dòng)大齒輪，但是兩者不是咬合，而是靠摩擦。
1 N0 J7 T) z4 M& F; G  @, H( r我查過一個(gè)文獻(xiàn)，需要給空客A320輪胎上施加5000NM的力矩才可以拖動(dòng)飛機(jī)。
% T7 N! y; L- v' J+ u0 Y: ]8 i假設(shè)滾輪的材質(zhì)是橡膠，飛機(jī)輪胎的材質(zhì)也是橡膠，跑道的材質(zhì)是水泥。飛機(jī)重量為50噸，滾輪半徑為5厘米，輪胎半徑為30厘米，

5 p9 i5 t0 v  i$ f' r/ |/ K那么滾輪需要輸出多大扭矩呢？滾輪和輪胎之間需要多大的預(yù)緊力才能保證滾輪不打滑呢？
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冷水黃金

為啥不直接拉呢？為了方便剎車？轉(zhuǎn)向半徑��？

caucsaa

zerowing 發(fā)表于 2014-7-1 03:10
事實(shí)上，哪種都不算。無論是靜摩擦、滾動(dòng)摩擦還是滑動(dòng)摩擦，其假設(shè)前提都是剛性體。你面對(duì)彈性體的時(shí)候，要 ...

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給大家發(fā)一個(gè)這種拖車視頻吧

caucsaa

caucsaa 發(fā)表于 2014-7-1 09:33
3 \/ _" }1 S! {! `, z( ^謝謝大家，尤其是zerowing 和動(dòng)靜之機(jī)，非常專業(yè)。
換個(gè)問法，簡化一下分析模型，假設(shè)滾輪不是拖車上的，而 ...

我說一下我的理解，大家見笑了
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首先，輪胎和地面之間是滾動(dòng)摩擦，因此摩擦阻力很小，這也就是為什么有人可以拖動(dòng)上百噸的飛機(jī)。

: n! W* M1 [# ^$ Z) T+ k# N7 p/ d此外，而滾輪和輪胎之間應(yīng)該是最大靜摩擦力，即便打滑也是滑動(dòng)摩擦，也接近于靜摩擦，我的理由是：滾輪和輪胎的線速度是一樣的，兩者相對(duì)靜止，因此雖然滾輪是在滾動(dòng)或者稱為轉(zhuǎn)動(dòng)，但是仍為靜摩擦。這就好像我用手掌貼在輪胎上表面，用力壓住輪胎，再往前推動(dòng)輪胎一樣。只不過，現(xiàn)在平面的手掌換成滾輪，但是滾輪和輪胎的接觸面還可看成一個(gè)平面。
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因此滾輪輸出給輪胎的動(dòng)力也就是摩擦力應(yīng)該按照靜摩擦力公式f=μN(yùn)計(jì)算，而不是按照滾動(dòng)摩擦公式計(jì)算。
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$ |- y3 _- |9 ~5 y0 g如果按照滾動(dòng)摩擦公式算，那么要克服飛機(jī)受到的摩擦阻力F，那么滾輪就要輸出等大的F，而輪胎和地面的滾動(dòng)摩擦系數(shù)約等于滾輪和輪胎之間的滾動(dòng)摩擦系數(shù)（至少是0.00X數(shù)量級(jí)），那么滾輪和輪胎之間的預(yù)緊力N應(yīng)該要很大（接近于飛機(jī)重量），但是這樣輪胎根本無法承受。


" l% C! e8 e( b& _! i, P* m我的說法正確嗎？歡迎指教。

caucsaa

caucsaa 發(fā)表于 2014-7-1 09:33
) d" ~9 |3 ]  \7 D. [: |8 |+ S! `謝謝大家，尤其是zerowing 和動(dòng)靜之機(jī)，非常專業(yè)。
換個(gè)問法，簡化一下分析模型，假設(shè)滾輪不是拖車上的，而 ...

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拖車視頻
- s/ E- n: F& ~# s2 M3 ~/ Z8 [http://www.tudou.com/programs/view/S1h1c71dy7g/?qq-pf-to=pcqq.c2c

動(dòng)靜之機(jī)

caucsaa 發(fā)表于 2014-7-1 10:14
1 i: Q# F# O. t( \+ _給大家發(fā)一個(gè)這種拖車視頻吧

果然是德國鬼子干的。

曾經(jīng)見識(shí)過直接驅(qū)動(dòng)對(duì)方輪子的工具：
) f! \  ]' ^1 u/ M. W2 _0 j% m
( b5 V. B3 n4 M# P$ O6 W火車不是推的，牛B不是吹的。
http://bbs.cmiw.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=126146
7 G+ N+ b* ^5 W% v


根據(jù)這個(gè)資料來看：
http://www.caams.org.cn/products/jgytzzb/fjqyc/2010/11/2806.shtml

/ ?  S& @2 q! k# J! P自重56KN的牽引車產(chǎn)生最大牽引力25-30KN, 說明靜摩擦系數(shù)大約0.5 （這里面有安全系數(shù)吧）
+ @) W0 f- q! V8 t/ D& x5 _而此牽引車最大可牽引400KN的飛機(jī)，說明滾動(dòng)摩擦系數(shù)大約為0.06

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冷水黃金

國內(nèi)有嗎？有人要嗎？
需要山寨嗎？

zerowing

看完視頻感覺挺有意思的，覺得鬼子貌似也是搞花活。
6 q' P3 H- B) J- |9 Z( b6 X有幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)。
1。牽引輪為后輪。且只有單邊。
這里就有一個(gè)問題，如果只驅(qū)動(dòng)單邊，另一邊的輪子不輔助轉(zhuǎn)動(dòng)的話，飛機(jī)不僅不會(huì)跟著車走，反而是要轉(zhuǎn)向的。所以，至少來說，只靠牽引車的輥?zhàn)域?qū)動(dòng)不可能完成這樣的動(dòng)作。
2。查了下數(shù)據(jù)，powerpush的發(fā)動(dòng)機(jī)功率只有55.1KW。如果按照5000NM的需求計(jì)算，powerpush全功率驅(qū)動(dòng)時(shí)，機(jī)輪轉(zhuǎn)速不可能超過105rpm。按照A320的49寸輪子計(jì)算，如果達(dá)到105rpm,大約時(shí)速將達(dá)到24km/h。這與其提供的15km比較吻合的。因?yàn)槟氵�需要考慮損耗和自身的運(yùn)動(dòng)。
3。另外想起個(gè)問題，我記得我在很早的帖子里說起過，滾動(dòng)摩擦是校驗(yàn)傾翻力矩，而所謂的滾動(dòng)摩擦系數(shù)是傾翻力臂，單位是厘米。所以，以重力x滾摩系數(shù)得到的其實(shí)就是需求扭矩。
4。如果一定要算，那么基本可以這么算算。從圖中看，主動(dòng)輪4個(gè)，平均壓平量大約2.5%-4%。因此如果都折算到一個(gè)輪子上大約是10%-16%的壓平量。我們按10取。則代表半徑上變形量10%。依次可以計(jì)算出假想傾翻力臂值 x=0.436倍的輪子半徑。A320的輪子直徑是49寸，半徑就是622.3mm，即62.23cm。x=27.13cm，也就是說，傾翻力矩為 41t x 0.2713m=109000Nm. 對(duì)應(yīng)的牽引力為 109000/0.6223/1000=175KN。但顯然，不需要這么多。所以，就像我之前說的，你肯定不能用滾動(dòng)算。那么就是我說的，你要按小半徑滾動(dòng)+壓平算。
, P8 j8 }5 z  t8 p: r' y4 j之前已經(jīng)假設(shè)變形量10%，那么剩余半徑為 62.23*0.9=56cm。我們認(rèn)為這個(gè)半徑下，輪子符合剛性情況，可以按照滾摩計(jì)算，按照橡膠滾動(dòng)力臂1.5cm計(jì)算，對(duì)于56cm的假想半徑剛性輪，其傾翻扭矩為6027Nm。對(duì)于壓平部分，按照履帶式理解，其與地面無相對(duì)運(yùn)動(dòng)，即無功。所以，可以認(rèn)為前面得到6027Nm即是需求扭矩。當(dāng)然，這個(gè)數(shù)值多數(shù)是估計(jì)的，比如壓平量，比如橡膠輪對(duì)橡膠面的滾動(dòng)力臂（1.5是參考的橡膠輪對(duì)土路）。有條件的話，可以找實(shí)際的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算。
5。計(jì)算驅(qū)動(dòng)部分力�？梢愿鶕�(jù)需求扭矩，計(jì)算輥?zhàn)硬糠值木�形力。當(dāng)然，也是要分步計(jì)算，一方面是小半徑輪計(jì)算切向力需求，一方面是輥?zhàn)雍拖鹉z輪之間擠壓形成的滑動(dòng)區(qū)和粘粘區(qū)的動(dòng)力輸入。
6。不過還是有一個(gè)觀點(diǎn)，根據(jù)視頻中的情況，至少可以認(rèn)為飛機(jī)的主動(dòng)輪自身也在提供動(dòng)力輸出，否則單輪驅(qū)動(dòng)無法做到直線行進(jìn)。那么這種情況下，具體是什么情況就很難判斷了。但如果飛機(jī)自身就在驅(qū)動(dòng)，那這牽引車的意義實(shí)在是。。。。