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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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)。
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。

( N# S4 W) O0 T' H8 B- o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。
$ \5 ^( Y" @/ }& h( m7 F/ N3 \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。
- V/ X3 ]& V% I4 |* \5 L* s; h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，
+ Z: I4 r/ P8 K7 W
+ A* Q# u# K' T' Q+ I( j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,？

冷水黃金

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; }8 p2 t' I' h4 S: ~1 M為啥不直接拉呢？為了方便剎車,？轉(zhuǎn)向半徑�,。�

caucsaa

0 ^. f! \0 V4 V. M: d/ u

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 ...

; d+ G0 H! V) ~/ U; H" M
- J- F! b8 c# v/ {給大家發(fā)一個這種拖車視頻吧
2 G9 X' h% Y9 H( c

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),。
換個問法，簡化一下分析模型,，假設滾輪不是拖車上的,，而 ...

  h  L; ?& V' y; f9 }+ N" P- K
/ y# ~5 W( \: H6 f$ X. L* O' a( A我說一下我的理解，大家見笑了
0 w% V* D, E' L0 Z0 m  c) L8 M' N9 k
  [: w: g, C+ m' n' \$ 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。

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。
: [9 A2 b4 s, q) e& \
! x# n4 w2 Q+ T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,。

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,。

' ^0 z4 e( w5 G/ L$ W& r6 F0 j
& L1 I( c' {1 Z! P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),。
換個問法，簡化一下分析模型,，假設滾輪不是拖車上的,，而 ...

- `- e, o) z# Z5 ~8 F, `% v" z
% Y2 [" y  b( @- C9 S: O) }拖車視頻
http://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 k  g. R+ v) H3 n4 [# O果然是德國鬼子干的。

( ^* ]  M' g# p" o1 @+ b  k  Q曾經(jīng)見識過直接驅(qū)動對方輪子的工具：
6 l, P0 H" B) Y5 D; t! _+ a* \
火車不是推的,，牛B不是吹的,。
  i* g5 @( k& m# P5 Z8 Jhttp://bbs.cmiw.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=126146

( G/ K* y" t3 s# [' x  M& G& R
3 ?: t: x& Y6 J" D
! s6 K+ R) a; C- }' Q根據(jù)這個資料來看：
http://www.caams.org.cn/products/jgytzzb/fjqyc/2010/11/2806.shtml
3 ]  M! Z- n/ ]2 s" d1 D, n4 J% a
% o) {7 k( Q; N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

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(guān)鍵點,。
1 u, }6 g+ e( \. ?; d3 S1,。牽引輪為后輪。且只有單邊,。
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。
! V# M1 q! b; Y) y/ \. ]  g2,。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,。
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,。可以根據(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。
! O  @4 ]! ?# I9 K% R9 i: J/ C6,。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。,。,。。