Куда поедет тележка с пропеллером, если соединить колеса с ним трансмиссией?
На дороге стоит тележка на колесах, на тележке пропеллер (винт), соединённый трансмиссией с колесами, для упрощения задачи, и понимания сути, допустим КПД трансмиссии 100%, При наличие ветра направленного на винт, в какую сторону поедет тележка? Направление вращения колес трансмиссией для движения в сторону, противоположную ветру...
Задача 2, если тележка (колеса) направлена перпендикулярно ветру (винт на ветер) сможет ли скорость движения превысить скорость ветра. Есть ли принципиальный предел набора этой
поперечной ветру скорости, или он только в качестве подшипников, материалов, покрытия дороги, воздушного сопротивления воздуха при движении тележки.
Задача 3, если вращение колес трансмиссией так же в сторону ветра, сможет ли в этом случае тележка двигаться по ветру быстрее скорости ветра, т.е. когда ветер толкает тележку (а шаг винта на авторотации) тележка движется, и уже колеса через трансмиссию крутят винт, при наборе максимальной скорости от ветра (видимый ветер уменьшается до нуля), затем шаг винта меняется и он начинает работать как несущий винт?
В кои-то веки интересная задача!
1) ну тут ответ зависит от многих параметров. Во-первых в идеальную трансмиссию можно засунуть какое угодно понижение, в итоге сила, действующая на колеса будет больше лобовой силы ветра.
Во-вторых очень много зависит от угла наклона лопастей. Лобовая сила пропорциональна кубу косинуса между нормалью и ветром, а та, что вращает лопасти - квадрату косинуса на синус. То ести при больших углах вторая может быть больше без всяких понижений, но при этом они обе будут очень маленькими, так-что это очень не эффективно.
2) предел, конечно есть, и он в данной формулировке будет определятся равенством сил давления бокового ветра на винт и силы, передаваемой на колеса. Но тут-что уж совсем много параметров. Скорость вращения колес будет определяться передаточным отношением и скоростью вращения винта, а для нее получилось кубическое уравнение, с некрасивыми корнями, зависящими от тангенса угла, скорости ветра и радиуса винта. И то, я предположил самую простую форму винта.
3) не очень понял условие. Шаг винта меняется - это значит теперь он крутит колеса в обратную сторону? Исходя из первого пункта думается что можно, но нужен какой-то дополнительный внешний разгон, иначе не продвинутся через точку когда скорости равны.