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飞机设计吧
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低速飞机是不是更有经济性?
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超手感鼠标垫
中尉
7
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说起啦飞机飞行时只受到空气阻力,而汽车除了空气阻力还有地面摩擦力,何况飞机飞直线,而路要各种拐弯,那么低速飞机能不能做到比车经济性更好呢?
中国浪人
下士
3
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运动的最大耗能是对抗地心引力,汽车利用轮胎可以很好地抵消地心引力,而飞机全靠油料抵消地心引力,所以飞机的耗油量更大。
中国浪人
下士
3
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让我们来做一个实验,走路和跳跃哪个更累?答案是后者。走路时双脚交替着地,能够很好地抵消身体对地面的压力(即地心引力),所以走路很省力。而跳跃需要把身体弹射到空中,这需要消耗巨大的体力。这个实验大概能够类比汽车和飞机运动,因此可以得出飞机必定更耗油的结论。
中国浪人
下士
3
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整个飞机设计吧,所有的帖子,只要我耐心解答,我都能让你们产生出一种茅塞顿开醍醐灌顶的感觉,这就是我敢于狂妄自大的资本。你们不服气是不行的。
lhc-fs
大尉
9
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飞机的空气阻力比汽车大得多,看看翼展?
中国浪人
下士
3
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由于滑翔不具持续性,所以机翼本身并不能抵消地心引力,机翼需要运动才能抵消地心引力,而运动需要油料来驱动。发动机推动空气,空气的反作用力产生动力。但是,这个空气对于飞机的反作用力远远低于地面对于轮胎的反作用力。因此汽车的燃油效率更高。
风~兮
大尉
9
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国内制度不完善,且不能自由飞行,必须要申请航线,规定的线路规定的飞行,供给民用个人非常麻烦,有人弄旋翼机被没收过
超手感鼠标垫
中尉
7
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@清秋之
能造出经济性好实用性强的飞机何必非得在国内混呢?这世界上又不是国内一个地方!
风~兮
大尉
9
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经济性是不可能,现在还不能无缝衔接空中与陆地,低速意味翼载很小,对材料要求高翼面积要求大,根本没有经济性,即使有不会到手
枫林神人
列兵
2
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飞机不大可能比车省油。
要维持飞机在空中,升力必须不小于空中重量。而要获得升力,飞机必须向前飞行,向前飞行就会产生阻力。也就是对于飞机来说,是有一定的升阻比的。飞机的升阻比不是一个固定数值,而是随迎角变化,飞得过慢或者过快的时候阻力都变大。其中有一个阻力最小值,此时飞机具备最大升阻比。对于一般的民航客机来说,这个数值大约在15~20。小飞机的话通常10以下。飞机的升阻比很容易直接从外观看出来,一般来说展弦比越大(也就是翅膀越细长)的飞机升阻比越大,机身长啥样对升阻比影响不能说没有,只能说影响不大,除非你造得特别奇葩,但今天的世界里已经没人犯这种低级错误了。
直升飞机则升阻比非常差,大概可以认为通常低于5。一般估计可以视为比客机油耗高5倍。
对于车辆也有类似的。车辆一般都是用轮子来承托的,相对车辆自重,会产生滚动阻力。而滚动阻力都是非常小的,通常小于2%,对于列车来说,可以小到0.5%。换算成飞机来说,就相当于50~200的升阻比。
换成单位里程的能耗来讲,车辆的能耗大概只有飞机的1/5到1/10。也就是飞机是种非常耗能的交通工具。
不过这个车辆的阻力并没考虑空气阻力,算上空气阻力的话,对于小汽车这样的跑高速的时候,空气阻力是轮子滚动阻力1倍以上,暂且算1.5倍吧。这样可以知道现在相对车辆自重,阻力不再是2%了而是5%了,换成飞机的升阻比,就是20。也就是小汽车在高速路上能耗已经和飞机没啥区别了。
但对于那些重载车辆,乃至火车,跑100的时候空气阻力占总阻力并不太多,基本可以忽略。依然可以看做比飞机升阻比大很多(5倍以上)。
但最省油的还是船。理论上讲,船的升阻比可以无限大,万吨轮船你也可以用一根手指触动它(当然速度慢到可以忽略)。即使按正常的航速,巨型油轮通常航行阻力低于自重的1/500,也就是相当飞机升阻比的500。当然轮船航行阻力随航速提高而急剧增大。在常见的快艇中,升阻比基本低于10,大概5~10的水平,显然这种船不适合长途运输货物。
作为一个常识,我们可以大致这样有个谱:
假设巨型油轮为1,其他各种运输工具的油耗
万吨货轮2,火车为5,快速集装箱船5,卡车为15,小汽车40,大型飞机50,小型飞机100,快艇200,直升飞机250
高铁的能耗也非常高基本和飞机一个级别,这主要是空气阻力随速度增加急剧上升。还可以看到船只的变动非常大,这主要是船的航行阻力大概随航速的3次方增加(对比下:飞机按1次方增加,车辆按2次方增加)。
不过对于一些特殊场合。比如我们要把一个风力发电机从平地搬运到山顶上。这里从物理上来讲仅仅是一个位能的转化,平移是做无效功的。我们用汽车把这个东西搬运到山顶,除了要建一条公路外,还需要消耗大量驱动轮子滚动的能量。这时如果用大型直升机直接吊运的话,有可能实际能耗还更低,或者从商业上讲,运输费用更低,另外那条路也不用修了。
至于固定翼飞机 飞直线能更省里程。。这种情况非常少。因为飞机要机场,而机场并不是你想在哪建就有的。香港机场到深圳机场看起来直线距离非常近,但飞机要飞过来老费事了。看下高铁为啥经常比飞机更快就是这个原因。直升飞机倒是有这种可能。
飞机比较适合什么场合呢?首先是高速运输,一天之类把货物从上海运到巴黎。然后是没有道路通行的条件下运输,比如向一个海中的岛屿运输货物。再次是有道路但运输非常困难(一般是跨越了山区),比如从成都运往拉萨,或者莫斯科运到勘察加。
现代社会很多情况下商品的快速抵达能产生的经济效益远高于那点油耗,用飞机运就理所当然了。
wdq4587
中士
4
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如果以航程来论经济性的话,从空气动力学角度讲只要看飞机的升阻比就行了。花同样的功夫,亚音速飞机可以比超音速飞机升阻比更高,而高超音速飞机的升阻比有个上限,大约在7左右,这个是显然远远小于亚音速飞机稍微努力下就能达到的升阻比的。至于亚音速飞机,不考虑滑翔机那样极端的做法,高亚音速飞机似乎不比低亚音速明显的差,虽然理论上我觉得多少要差些,但实际飞机看真不明显。
怕了水货啦2
上尉
8
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差不太多吧,双座运动之星118升油可以飞1300公里,百公里耗油9个左右,比一般轿车略费油,但比suv省油。当然更流线一些的eazi系列更省油一些。
怕了水货啦2
上尉
8
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不过考虑高速费,有流线座舱的运动飞机长途花费比个人开车还是低一些
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