飛機專用拖車的物理難題，我在航空公司工作

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

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% C* |' ]8 [$ o9 p& X4 X1 N+ t% v: ~直接拖不是更簡單嗎,，輥輪只是讓飛機轉(zhuǎn)向輪自由轉(zhuǎn)動，或者輥輪輸入部分動力,，拖車拖個幾十噸很容易的吧,，要不然全部動力從輥輪輸入，還要拖車做什么呢

caucsaa

謝謝大家,，尤其是zerowing 和動靜之機，非常專業(yè),。
. R6 q  v- d: w% U2 Z換個問法,，簡化一下分析模型，假設滾輪不是拖車上的,，而是飛機上的,，滾輪靠電機帶動，簡稱為電動起落架吧,。

( ]* b  ^/ L- p$ q現(xiàn)在滾輪帶動輪胎轉(zhuǎn)動,，類似于小齒輪帶動大齒輪，但是兩者不是咬合,，而是靠摩擦,。
3 H1 Z, h  |3 |; ?# X9 h% i我查過一個文獻，需要給空客A320輪胎上施加5000NM的力矩才可以拖動飛機,。
( K" f5 J! G, c  r假設滾輪的材質(zhì)是橡膠,，飛機輪胎的材質(zhì)也是橡膠，跑道的材質(zhì)是水泥,。飛機重量為50噸,，滾輪半徑為5厘米,，輪胎半徑為30厘米，
, b0 R! v6 N% u3 L
0 Q4 Z& ^  U# W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緊力才能保證滾輪不打滑呢,？
# o& K# Z% q; }3 `# s" \

冷水黃金

為啥不直接拉呢,？為了方便剎車,？轉(zhuǎn)向半徑小,？

caucsaa

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

: Z, N. ?  ^" y
0 {2 k9 |7 d$ Y給大家發(fā)一個這種拖車視頻吧
0 P; \! g5 B. L4 B

caucsaa

caucsaa 發(fā)表于 2014-7-1 09:33
謝謝大家,，尤其是zerowing 和動靜之機,，非常專業(yè)。
3 a) h6 R/ F5 o# s" y5 ]" M" s9 ]' j換個問法,，簡化一下分析模型,，假設滾輪不是拖車上的，而 ...

我說一下我的理解,，大家見笑了

% W- O8 K, e! Y0 t/ l首先,，輪胎和地面之間是滾動摩擦，因此摩擦阻力很小,，這也就是為什么有人可以拖動上百噸的飛機,。

1 n1 e9 Q& C' W此外，而滾輪和輪胎之間應該是最大靜摩擦力,，即便打滑也是滑動摩擦,，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，兩者相對靜止,，因此雖然滾輪是在滾動或者稱為轉(zhuǎn)動,，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平面。

因此滾輪輸出給輪胎的動力也就是摩擦力應該按照靜摩擦力公式f=μN計算,，而不是按照滾動摩擦公式計算,。
  Y5 T& \7 z( b- k0 g- g# G
+ H; S' W) b7 }' ^$ i7 H" }如果按照滾動摩擦公式算，那么要克服飛機受到的摩擦阻力F,，那么滾輪就要輸出等大的F,，而輪胎和地面的滾動摩擦系數(shù)約等于滾輪和輪胎之間的滾動摩擦系數(shù)（至少是0.00X數(shù)量級），那么滾輪和輪胎之間的預緊力N應該要很大（接近于飛機重量）,，但是這樣輪胎根本無法承受,。

, s5 s+ o. }+ ^, t% @. G! W
/ g1 ~3 `" ]* N1 m7 M我的說法正確嗎？歡迎指教,。

caucsaa

caucsaa 發(fā)表于 2014-7-1 09:33
謝謝大家,，尤其是zerowing 和動靜之機,，非常專業(yè)。
) P( S) m9 I- E0 [# V+ O換個問法，簡化一下分析模型,，假設滾輪不是拖車上的,，而 ...

4 N; d( E: a2 T' W$ O5 Q% W* V
拖車視頻
4 ^# R  ~; a* }  |6 D- lhttp://www.tudou.com/programs/view/S1h1c71dy7g/?qq-pf-to=pcqq.c2c

動靜之機

caucsaa 發(fā)表于 2014-7-1 10:14
給大家發(fā)一個這種拖車視頻吧

1 @+ L) g6 |# f4 k5 a果然是德國鬼子干的。
5 K' H2 w6 _6 N" z% C% Z9 ~
# s8 w5 r, s& ]6 `; F, M曾經(jīng)見識過直接驅(qū)動對方輪子的工具：

火車不是推的,，牛B不是吹的,。
) H2 U. g& q' u. p  i3 H" }http://bbs.cmiw.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=126146

& m8 i0 n, R% y1 {* [4 v% S7 Y! D
7 n; {8 M9 A! ~3 I. k
根據(jù)這個資料來看：
" b7 j1 X, e3 B# Z/ Qhttp://www.caams.org.cn/products/jgytzzb/fjqyc/2010/11/2806.shtml
$ s$ q7 g2 W! d3 M8 N$ q9 Q
+ m! P2 I0 L+ C7 o% [, \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）
而此牽引車最大可牽引400KN的飛機，說明滾動摩擦系數(shù)大約為0.06
+ H/ ]4 j( X- r7 u
% d* D6 @# V+ a- D
& u8 Y' T( q2 z" `, J# F3 s+ g

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,。
有幾個關鍵點,。
7 t0 J* b2 Q. _/ c/ F$ F3 B4 o1,。牽引輪為后輪。且只有單邊,。
+ k3 N! h  ?* d: U! V' Y; K0 \7 `這里就有一個問題,，如果只驅(qū)動單邊，另一邊的輪子不輔助轉(zhuǎn)動的話,，飛機不僅不會跟著車走,，反而是要轉(zhuǎn)向的。所以,，至少來說,，只靠牽引車的輥子驅(qū)動不可能完成這樣的動作。
# m8 k7 T0 f) f% P' S  H  E2,。查了下數(shù)據(jù),，powerpush的發(fā)動機功率只有55.1KW。如果按照5000NM的需求計算,，powerpush全功率驅(qū)動時,，機輪轉(zhuǎn)速不可能超過105rpm。按照A320的49寸輪子計算,，如果達到105rpm,大約時速將達到24km/h,。這與其提供的15km比較吻合的。因為你還需要考慮損耗和自身的運動,。
3,。另外想起個問題，我記得我在很早的帖子里說起過,，滾動摩擦是校驗傾翻力矩，而所謂的滾動摩擦系數(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,，主動輪4個，平均壓平量大約2.5%-4%,。因此如果都折算到一個輪子上大約是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. 對應的牽引力為 109000/0.6223/1000=175KN,。但顯然,，不需要這么多。所以,，就像我之前說的,，你肯定不能用滾動算。那么就是我說的,，你要按小半徑滾動+壓平算,。
/ N" q6 n: O8 O2 B3 P6 @, y之前已經(jīng)假設變形量10%，那么剩余半徑為 62.23*0.9=56cm,。我們認為這個半徑下,，輪子符合剛性情況，可以按照滾摩計算,，按照橡膠滾動力臂1.5cm計算,，對于56cm的假想半徑剛性輪，其傾翻扭矩為6027Nm,。對于壓平部分,，按照履帶式理解，其與地面無相對運動,，即無功,。所以，可以認為前面得到6027Nm即是需求扭矩,。當然,，這個數(shù)值多數(shù)是估計的，比如壓平量,，比如橡膠輪對橡膠面的滾動力臂（1.5是參考的橡膠輪對土路）,。有條件的話，可以找實際的數(shù)據(jù)進行計算,。
5,。計算驅(qū)動部分力�,？梢愿鶕�(jù)需求扭矩,，計算輥子部分的線形力。當然,，也是要分步計算,，一方面是小半徑輪計算切向力需求,，一方面是輥子和橡膠輪之間擠壓形成的滑動區(qū)和粘粘區(qū)的動力輸入。
. z  j, i+ F) T' T1 g/ A  `; u" M. {6,。不過還是有一個觀點,，根據(jù)視頻中的情況，至少可以認為飛機的主動輪自身也在提供動力輸出,，否則單輪驅(qū)動無法做到直線行進,。那么這種情況下，具體是什么情況就很難判斷了,。但如果飛機自身就在驅(qū)動,，那這牽引車的意義實在是。,。,。。