Естественные науки

Лопасть вертолета и капли дождя

Вопрос, внезапно овладевший моей головой, относится к области физики и заключается в следующем:
Возможно ли при быстром вращении винта вертолета/катаны самурая в условиях дождя избежать попадания капель на фюзеляж вертолета/тело самурая? Т. е. могут ли лопасти/лезвие полностью рассеять дождевую завесу, выполняя роль зонта?
Условия:
- если возможно, то при какой скорости?
- учет сопротивления воздуха (т. е. с ним или без него возможно ли добиться поставленной задачи)
Может. Но только теоретически, т. к. в реальном вертолете обороты винта достаточно умеренные, даже глазами видно, как он вращается. А чтобы преградить путь КАЖДОЙ капле, лопасти должны сменять друг друга в одной точке так часто, чтобы капля за это время не успевала опуститься даже на толщину лопасти (5 см).
Капли летят в среднем со скоростью 8 м/сек. Отрезок в 5 см. проходится каплей за 6 мс. За это время одна лопасть должна сменить другую. Если лопастей, например, 5 штук, как у МИ-8, тогда целый оборот винта должен делаться за 30 мс. Значит, за секунду винт должен делать 33 оборота или больше. Т. е. почти 2000 об/мин. А у МИ-8 обороты винта составляют меньше 200 об/мин - вдесятеро меньше.
Иными словами, винт МИ-8 задерживает каждую десятую каплю дождя, не более того.
Cергей Фед
Cергей Фед
56 064
Лучший ответ
Гульсая Муратова спасибо за развернутый ответ и не надеялся даже. Только сверху писали об эффекте засасывания капель вместе с воздушным потоком, т. е. скорость прохождения каплей лопасти уменьшается. Тогда выходит на практике, даже если мы увеличим скорость вращения винта путем увеличения мощности привода на порядок или уменьшением диаметра винта, из-за этого самого эффекта, желаемого нам результата никак не добиться, даже если увеличить площадь лопастей до 90% от всей площади, водяные капли все же проникнут в оставшиеся 10%.
Линейная скорость в точке крепления винта все равно нулевая, так что ничего не выйдет.
Макс Вс
Макс Вс
51 458
Ну... если уже воздушные зонты есть
www. infuture. ru/article /11981
а так да, мощный поток воздуха может убрать дождь, но вертолет засасывает воздух сверху вместе с дождем.
Гульсая Муратова интересная глупость придумали на 100 зеленых, но тут скорее принцип воздушной завесы используется, а меня интересует остановка капель именно лопастями винта.
Для того, чтобы ни одна капля не проникла через плоскость вращения лопасти, без учёта потоков воздуха, необходимо, чтобы лопасть совершала полный оборот за время, меньшее, чем то, что необходимо капле для преодоления расстояния, равного толщине лопасти, в этом случае любая капля, падающая вниз, коснётся лопасти. Если лопасти две, то за один оборот лопасть пройдёт одну и ту же точку дважды, значит скорость вращения может быть в 2 раза меньше для того же результата. Если лопасти гонят воздух вниз, то скорость капель увеличивается, увеличивая вероятность прохождения капли через плоскость вращения, если вверх-наоборот. Если лопасть не имеет крена, то есть гонит воздух только от центра к краю, то его можно не учитывать.
DV
Den Ver
87 407
пусть капли падают со скоростью 7 м/с и имеют диаметр 2 мм, значит, чтобы отбить капли лопастью/ мечом толщиной 2 мм, один оборот нужно делать за время 0,002/7 = 0,0003 секунд, или 3500 оборотов в секунду!
Гульсая Муратова Жаль я физикой не особо увлекался, да и лень считать, но хотелось бы уточнить:
во-первых, толщина что клинка, что винта будет больше (т. е. скорость вращения будет ниже?), во-вторых, если бы не сопротивление воздуха, то подобная задача вполне могла быть достигнута посредством современной техники?
p.s. погуглил, турбонаддув в современных авто вращается до 150 000 об/мин, значит вполне реально?
среди гусар особым шиком было выбежать под дождь и вращать шашкой над головой, и после смотреть, кто меньше намок. даже в фильме каком-то такой фрагмент показан был.
Юра Божок
Юра Божок
43 195
не может да и дождь не всегда сверху падает тем более если вперёд движешься.
он их разрубает на мелкую дисперсность.

мелкие капли всё равно осядут
Я думаю что важна как минимум ширина и наклон катаны. И радиус тела если сверху смотреть.
Ты не задумывался :
Как муха садится на потолок, с полубочки или петли ?
винт засасывает воздух сверху вниз, поэтому капли с воздухом с ускорением пройдут между винтами. моё личное мнение.
Wadim Digor
Wadim Digor
756
в разрушителях мифов при скорости 120 км/ч в кабриолет не попадает ни капли