この問題の解き方を教えて下さい。
空中で静止している質量m=1000 kg、回転翼の直径D=10mのヘリコプター
が最大流速v = 15m/sの吹き下ろしができるという。
空気密度ρ=1.25kg/m^3 とすると、このヘリコプターは最大
何kNの重量物を持ち上げられるか?
答え・・・22.1kN
<自分のといたやりかた>
プロペラの推力: F = ρQ(v2 - v1)
問題文よりV2 = 15m/s V1=0m/s
よってF = ρAV2(v2 - v1)・・・Aは断面積
= 1.25*((π*10^2)/4)*15*(15-0) = 22.1kN
力のつりあいより
F=(m + m2)g = 22.1kN・・・m2は重量物の質量
m2g = 22.1kN - (1000*9.81)
No.1ベストアンサー
- 回答日時:
物理というより航空力学の問題となるのですが、問題意図で解らないのは、
「>最大流速v = 15m/sの吹き下ろしができるという」という表現です。
これが「ローター通過時の吹き下ろし速度(誘導速度)」なのか「終極吹き下
ろし速度」なのかで全く違う結果になります。
以下は鳳文書林発刊、「DYNAMICS OF HELICOPTER FLIGHT」訳本の
「3.2 揚力理論 p101~102」からの引用になります。(「」部分)
「ベルヌーイの定理により終極吹き下ろし速度は正確に理論誘導速度の2倍になる」
ここで ローターディスク通過速度をVi、終極吹き下ろし速度Vfとすると
「Vf=2Vi」であり、
「ニュートンの第2法則により、ローター全推力は単位時間内に通過する空気の
速度変化ということが出来る。単位時間内に通過する質量、空気密度、ディスク
面積、ディスクを通過する時の速度で決まる。(A=πR^2)
(推力)T=ρAVi(Vf-0)、ここでVf=2Viであるので
T=(ρAVf^2)/2 」
と書かれています。従って、ローターの下で観測される吹き下ろしが最大
15m/sと言っているならば(最大となる終極速度はローター直径の2倍分
の距離の下方に発生する)、Vf=15ですので、
T={1.25・(5^2・3.14)・15^2}/2≒11039 (N)になります。
これだとこのヘリコプターのスリング(吊り下げ)荷重は126kg程度しかない
ことになります。かといって、誘導速度が15m/sなのだと言われると、
倍の22078N、2250kg程度なのでこのヘリコプターは自重と同程度以上を
持ち上げることが出来、現実にはこんなことが出来るヘリはユーロコプター
SA-315ラマ(アルエット2に上位機アルエット3のエンジンを積んだ強化型)
かシコルスキーのスカイクレーン/ヘリタンカーなど限られた機種です。
この数値は仮想の物理問題としても微妙なところです。
出題者が「Vf=2Vi」のところを加味して、引っ掛け問題としているのか、
(回答側がこれを履修して知っている筈とみなしているのか)、それとも素直に
運動理論として代入すれば正解とみなすのか、私には解りかねます。
もし後者だとすると、
「物理問題としては成立するが、航空力学問題としては問題定義が曖昧で
あり成立していない」という何とも変な事になる気がするのですが。
この回答への補足
後者のほうだと思われます。
この問題は工業力学という授業の中の流体の範囲の問題です。
航空力学のことは一切習わないので航空力学問題ではなく物理問題だと思います。
お探しのQ&Aが見つからない時は、教えて!gooで質問しましょう!
このQ&Aを見た人はこんなQ&Aも見ています
-
初めて自分の家と他人の家が違う、と意識した時
子供の頃、友達の家に行くと「なんか自分の家と匂いが違うな?」って思いませんでしたか?
-
フォロワー20万人のアカウントであなたのあるあるを披露してみませんか?
あなたが普段思っている「これまだ誰も言ってなかったけど共感されるだろうな」というあるあるを教えてください
-
映画のエンドロール観る派?観ない派?
映画が終わった後、すぐに席を立って帰る方もちらほら見かけます。皆さんはエンドロールの最後まで観ていきますか?
-
海外旅行から帰ってきたら、まず何を食べる?
帰国して1番食べたくなるもの、食べたくなるだろうなと思うもの、皆さんはありますか?
-
天使と悪魔選手権
悪魔がこんなささやきをしていたら、天使のあなたはなんと言って止めますか?
-
エネルギー保存則
高校
-
物理学
物理学
-
物理の問題です。
物理学
-
-
4
力学です。 1時間あたり120mmの豪雨になっている。雨が地面に当たるときの終速度を8(m/s)とす
大学・短大
-
5
物理学
物理学
-
6
物理-慣性モーメント
物理学
-
7
力学の問題です
物理学
-
8
力学の問題です。
物理学
-
9
物理学(運動量と力積)の考え方について
物理学
-
10
物理学
物理学
-
11
加速度と角加速度の関係について
物理学
-
12
物理(慣性モーメント)について
物理学
-
13
高校物理、電磁気
物理学
-
14
物理の問題です。
物理学
おすすめ情報
- ・漫画をレンタルでお得に読める!
- ・【お題】絵本のタイトル
- ・【大喜利】世界最古のコンビニについて知ってる事を教えてください【投稿~10/10(木)】
- ・メモのコツを教えてください!
- ・CDの保有枚数を教えてください
- ・ホテルを選ぶとき、これだけは譲れない条件TOP3は?
- ・家・車以外で、人生で一番奮発した買い物
- ・人生最悪の忘れ物
- ・【コナン30周年】嘘でしょ!?と思った○○周年を教えて【ハルヒ20周年】
- ・ハマっている「お菓子」を教えて!
- ・最近、いつ泣きましたか?
- ・夏が終わったと感じる瞬間って、どんな時?
- ・10秒目をつむったら…
- ・人生のプチ美学を教えてください!!
- ・あなたの習慣について教えてください!!
- ・牛、豚、鶏、どれか一つ食べられなくなるとしたら?
- ・都道府県穴埋めゲーム
このQ&Aを見た人がよく見るQ&A
デイリーランキングこのカテゴリの人気デイリーQ&Aランキング
-
速度は「速くなる」?「大きく...
-
【至急】衝突時間ってどうやっ...
-
物理の問題で速さを求めよとい...
-
等加速度運動の変位の公式でな...
-
メートル毎秒m/sについてです
-
彼の運転について
-
計算方法がわからず困っていま...
-
物理の教科書で最初の公式 s = ...
-
放物運動です
-
電圧の単位V(ボルト)の表記につ...
-
水力発電の水車の比速度について
-
波長が50nmの光子と同じエネル...
-
台車を押す力 (物理?)
-
水の反発速度を計算したいです ...
-
「力の合成・分解」を発見した...
-
根平均二乗速度と平均速度
-
衝撃加速度の計算方法について...
-
エアホッケーゲームの円盤がラ...
-
中3物理 自由落下
-
物理の運動の問題です(;_;)
マンスリーランキングこのカテゴリの人気マンスリーQ&Aランキング
-
速度は「速くなる」?「大きく...
-
メートル毎秒m/sについてです
-
【至急】衝突時間ってどうやっ...
-
等加速度運動の変位の公式でな...
-
彼の運転について
-
物理の教科書で最初の公式 s = ...
-
あるくのがはやい
-
慣性の法則 走行中に人間が飛び...
-
等速度運動と等速直線運動の違...
-
制動距離が速度の2乗に比例す...
-
Allegretto moderato とは??
-
物理の問題で速さを求めよとい...
-
台車を押す力 (物理?)
-
計算方法がわからず困っていま...
-
重力加速度
-
100mで10秒と11秒の距離の差は?
-
同じ位置から転がして、どちら...
-
速さは速度の絶対値?
-
運動エネルギー 運動量 ボー...
-
力学・v-tグラフの面積がなぜ移...
おすすめ情報