[問題] 航太科技 F1?!

[eliotmi (太陽)]

最近看了探索頻道

一直都在播bugatti veyron

他說  他0-100只需2.5秒

100-0 更只需2.2秒

說他的剎車裝置跟巨無霸噴射機用一樣的系統

為什麼不用F1的系統



航太科技跟F1發展出的科技

到底優劣在於?!

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◆ From: 115.83.186.82
→ Skite:F1應該是頂級航太科技了...
→ mustard:應該是因為bugatti veyron煞車時候會調整尾翼角度的關係吧
推 SniperF:這個問題太籠統了...航太技術在F-1應用太廣泛了，怎麼切割
→ mmas:市售車還要注重耐久性 總不能一直換煞車吧
推 kimi7918:你不知道F1的碟盤幾百公里就不能用了嗎XD
→ lovinlover:效能跟耐用不可兼得啊
→ eliotmi:那F1的剎車效率 100-0 要幾秒?
→ eliotmi:一樓說的是 我到是忘記了這點 F1不是跑得快而已 還有空氣
→ eliotmi:力學  耐久我也沒想到 這問題是我直覺性引導出來的 = =+
推 Yanten:因為規則
→ Yanten:你要可變空力幫助剎車或是其他輔助剎車 請問看看FIA准不准
推 hanwu85:頂級航太應該是在軍事或太空吧?
推 breadf:Bugatti在全力煞車的時候尾翼角度會調到接近垂直
→ breadf:噢對了，NFS14有把可變尾翼做出來，還滿有趣的XD
→ breadf:F1限制規則很多，只能在規則內玩，市售車只要符合法規就好
→ abc789060857:布加堤雖然極速能到達每小時四百多公里,但是它不像F1
推 cwilliams:F1的煞車系統在溫度太低的時候效率也不佳吧
→ abc789060857:對煞車如此要求要煞就煞,所以他不用碳纖維碟盤
→ abc789060857:而且碳纖維碟煞要到達一定的工作溫度才能有效煞車
→ abc789060857:還有布加堤在FULL BRAKE時尾翼會仰起是要增加下壓力
→ abc789060857:尤其是過彎時
推 RealGarden:Mclaren就是搞航太的啊 維珍也是啊
→ dn890221:85度的樣子..
推 pinestudy:McLaren是搞航太的!?
推 jia7:因為車重快2噸,時速100公里到靜止只要2.2秒,煞車能力要F1的
→ jia7:數倍以上,所以引用到巨無霸噴射機的煞車系統
推 etduke:樓上這樣推算好像不大精確
→ ntutmpmpm:噴射機的煞車主要還是靠空力的部份吧  機械成分較少
推 hanwu85:請教一下, 噴射機的煞車空力是如何運作的?
→ ntutmpmpm:開啟引擎的反向推力+改變襟翼角度
→ ntutmpmpm:http://www.youtube.com/watch?v=pA14OcWYQrQ
→ hanwu85:怎麼印象中是擾流版, 襟翼不是提升上升力的嗎? 怎麼煞車?
推 LonelyLove:向下方延展，改變翼面上下方的壓力差啊，飛機沒擾流板
→ PitCrew:飛機的剎車減速效率比啥空力強太多了 = =
→ hanwu85:飛機沒擾流板? 原來我錯好幾年了喔!
推 PitCrew:http://www.youtube.com/watch?v=VoPBSQFWXHU
→ PitCrew:http://www.youtube.com/watch?v=JMp7UR_YGsw
→ PitCrew:第2個影片好明顯XD
→ luhc:飛彈沒有擾流版???         哈哈,我笑啦!
→ luhc:改變襟翼角度 是為了飛機低速進場時,能提供足夠的升力.
推 uehara19k:渦輪噴射引擎不能反轉吧= =
→ a46080704:只能說說是剎車的科技吧 跟飛機有一段距離XD
→ a46080704:一定很多人沒有看過...飛機的卡鉗是一整圈的...
→ a46080704:我是指輪胎部分 空力部分上面有人說了
→ a46080704:而且飛機的碟盤是複數的....然後都是CARBON 陶瓷等
推 SWATDuck:我記得煞車有工作溫度的
推 eva123eva:噗...F1是頂級航太我笑了...軍事科技不知道領先多少
→ steven585:飛機的確是用反推力來作主要的煞車,渦輪不用反轉,把噴射
→ steven585:氣流導引變成往前就可以了
→ steven585:有坐過飛機的應該都知道吧...
→ a46080704:航太領先汽車頂級科技10~20年 軍用的就不用比了...
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作者: QuentinHu (囧興) 看板: FORMULA1
標題: Re: [問題] 航太科技  F1?!
時間: Sun Dec 12 01:39:23 2010

讓小的來獻醜一下 ^^"
希望各位大大多多指教


推 SniperF:這個問題太籠統了...航太技術在F-1應用太廣泛了，怎麼切割
其實
二戰後的賽車才叫大量運用航太科技阿 XD
從引擎到車身 無一不可運用


我覺得啦
現在的F1已經離目前航太科技主要鑽研的角度有差距了
與其說是應用航太科技
不如說是共用研發能量 XD
像是新型的風洞 導入大量的電腦輔助設計與模擬 新型材料的開發
都是因為科技進步 而F1跟飛機能共同享有的


打到後來發現跟F-1快沒啥關係了
怕被刪文
所以趕快加點心得屁話
我本來是想講飛機的剎車的阿 XD

--

飛機的剎車系統
基本上分成五種


1. 起落架上的剎車
基本上可以視為汽車剎車的超級加強版 XD

以大型客機的剎車來說
單一主輪的來令片是複數個
不過不是用卡鉗去夾
是分成  定子/轉子的構造
定子/轉子 都是碳纖維做的超大型盤子 XD
但是定子是固定在輪軸上(就是不會轉的意思 但可橫移)
轉子則是跟著輪胎跑


從正面看過去的話 就會變成這樣的構造

定 轉 定 轉 定 轉 定
定-轉-定-轉-定-轉-定
定 轉 定 轉 定 轉 定

"-" 就是輪軸 XD

要剎車的話 就用液壓系統去把最外面那兩片定子往裡面推
夾住轉子 就能剎車了



以這樣的構造來說  還有大面積的轉子/定子
煞停能力比車子用的強多了
再加上大型客機都是多輪構造
所以可以光靠剎車就把兩三百噸的飛機煞停在地面上!


http://www.youtube.com/watch?v=wXpjBxD0Rhg
快轉到2:15秒後
這是大型客機必經的測驗之一：rejected take-off test
模擬飛機起飛前  發生緊急事故必須停下來的狀況
(基本上這樣還是會用到很長的跑道 所以如果跑道中還間有障礙物
 加速以後才發現的話 那應該是加速+拉起機頭而不是煞停
 http://tinyurl.com/2fb36t9 拉不起來的話就變成史上最大空難)


這時候飛機是在最大起飛重 (747的話可以到三四百噸喔)+全推力 full power~
加到最高高高高速 (不放襟翼 還未離地的最高速) 的狀態下
然後再給他嘰~~~~~~~~~~~~~~~的踩下剎車

這時候碳纖剎車的溫度可是高達 "攝氏3000度"
所以雖然沒有起火 但是還是可以發出光亮喔
如果起火的話 就通不過測試了喔...

而這樣做的結果
以一般正常工作溫度500度C 急煞可達800度C 1000度C還能工作的碳纖剎車
也是當場全部通通報銷


2. 空氣動力面剎車

欸都 這又可以分成蠻多形式的 XD

以一般有複雜翼面裝置的客機來說
是靠襟翼跟擾流板來完成
像是這台747
http://tinyurl.com/28am95j
除了翼面上方的擾流板翹起外
襟翼也放得更下來 近乎是垂直於翼面的角度了
如果有坐在機翼附近位置看過降落的人 (就是票價便宜的爛位子 XD")
應該就可以清楚的看到整個過程
翼面的各部分是怎麼工作的


那以戰鬥機或是中小型客機來說的話
因為機翼沒辦法像大型客機搞得那麼複雜
所以也會需要額外的空氣剎車裝置
像是SU-27機背上翹起的這片：http://tinyurl.com/2gx3qsx
F-16尾部的這兩片 http://tinyurl.com/22olxxq
這台客機的屁屁 http://tinyurl.com/26arpx5
F-4下翼面的擾流板 http://tinyurl.com/2foba2r
或是像F-22一樣 兩個垂直尾翼往反方向打
就能有剎車的效果 http://tinyurl.com/2fyshsw http://tinyurl.com/2apkart
或是內緣襟翼和外緣副翼上下相反的打 http://tinyurl.com/25rvu3p



當然 水平尾翼或是前翼也可以拿來用
http://www.youtube.com/watch?v=rTC-DzKfOtI
仔細看影片 40秒-41秒的那一瞬間
水平尾翼本來從稍微往下 瞬間往下打更多
所以從尾巴看過去的時候 投影出來面積就變更大

如果是前翼機的話 就變成這樣
http://tinyurl.com/272wodr
前翼幾乎要打成垂直的了



總之 用空氣動力剎車的
形式還蠻多的 每台飛機的配置都不盡相同



這種用空氣阻力來剎車的
當然要速度越快才越有效果
所以  以車子來說 都要到一定的時速以上 裝置才會開始作動
以飛機來說 在地面上低速滑行的時候 也不是靠空氣剎車來減速
而是用推力反向裝置跟剎車


3. 推力反向裝置
很簡單 就是把推力的方向改變
由往後改成向前

以螺旋槳飛機來說 就是把槳葉換個角度 這樣推力就會改變啦 XD
比方說原本是正攻角 的 變成逆攻角  推力就倒過來了
(不是轉軸逆轉喔 XD )

以噴射機來說
最簡單的就是像這樣
(為啥說是簡單 因為這不用動到引擎的基礎設計 直接無腦裝上去就好 XD)
http://www.youtube.com/watch?v=hyYX2AmYcTU

在引擎噴嘴張開一個  側視是"ㄑ"字型的罩子
讓氣流變向


正推：

  <=推力分量<=向後噴氣噴嘴機頭方向->


逆推：
             -> 向上向下推力抵銷後的分量
反彈的氣流  /
          ㄑ<=向後噴氣噴嘴 機頭方向->
反彈的氣流  \
             -> 向上向下推力抵銷後的分量


畫得沒有很好 囧
總之 氣流打到罩子以後 就會分成兩股 一股是向右上方 一股是向右下方
往上跟往下的氣流推力分量抵銷以後
剩下的就是往前的囉 ~



另外一種就是一般大型客機用的
不過圖好難畫 XD
反正原理相同啦 就是把原本該向後的部分塞住
讓氣流改道往前噴就可以了


(btw飛機在地上滑行要轉彎 不是用鼻輪來轉的喔 XD
機長是靠推力反向裝置/剎車來轉的 比如踩左邊的剎車 和 左邊改成反推力
那飛機就會左慢右快 自然就會向左轉哩)



基本上一般客機只會用到前面三種
以下兩種多半是軍機在用的


4. 攔截網/捕捉鉤

其實一般機場都是有配攔截網的 XD
比方說飛機起落架剎車壞掉/翼面擾流板壞掉/引擎油門卡在全推力
或是 機場跑道長度小於降落所需長度
這時候就可以用哩
http://www.navsource.org/archives/02/020926.jpg
http://tinyurl.com/23xn5bv
如果客機要用到這個來攔停
一定會變成頭條啦...


至於捕捉鉤 也是同樣的目的
不同的是捕捉鉤是設計好的 攔截網是臨時拿出來應急的

黑白相間那根就是尾鉤
http://farm3.static.flickr.com/2477/3625630638_00b1354bec.jpg
降落的時候去鉤住地上的鋼索
就能讓飛機煞停了



5. 減速傘
我國的F-16就有配 http://tinyurl.com/2bpxm2d
不過能好好降落的時候  沒事不會拿出來玩 XD


至於像太空梭 那就是必用的了  沒辦法 太空梭降落速度太驚人了
達到350KM/hr左右!  (速度跟F-1極速差不多 但降落重量可是有80噸...)
一般的飛機則是在100~150km/hr左右而已

然後太空梭
可動的空氣動力面少  只有垂尾有裝置減速用的空氣動力剎車
主輪數目也少
高貴的東西又不適合用攔截網來攔
所以 只好用傘來煞停
http://www.youtube.com/watch?v=LJKUCg_Bra8




→ abc789060857:對煞車如此要求要煞就煞,所以他不用碳纖維碟盤
→ abc789060857:而且碳纖維碟煞要到達一定的工作溫度才能有效煞車
純論飛機起落架上的剎車的話
剛從輪艙中伸出來的機輪沒有轉速 溫度也因為在高空待很久所以很低
剎車轉速0/溫度是負的
一接觸地面的瞬間就要加溫開始工作了


不過飛機剎車可以用0.5-1秒來加溫也沒關係
畢竟不差那一點距離
跟F-1分秒必爭 必須先熱起來的狀況 又不太相同


→ abc789060857:還有布加堤在FULL BRAKE時尾翼會仰起是要增加下壓力
→ abc789060857:尤其是過彎時
我猜是既要減速又能給下壓力

推 jia7:因為車重快2噸,時速100公里到靜止只要2.2秒,煞車能力要F1的
→ jia7:數倍以上,所以引用到巨無霸噴射機的煞車系統
沒有啦 XD 只是材質接近而已


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※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc)
◆ From: 175.180.180.163
推 mugenboy:快推!!免得被發現我才學淺~~XD
感謝
→ ePaper:這一篇文章值 1000 Ptt幣
我打好久 還要邊打邊找影片/圖片... QQ
※ 編輯: QuentinHu       來自: 175.180.180.163      (12/12 02:00)
推 YukiPhoenix:http://www.youtube.com/watch?v=m1dv_y_3EK0

看到真的飛機煞停而不是輪胎測試 比較powerful  XD

推 YukiPhoenix:另外提一下  F22那張垂尾兩片都是向左打  沒有反打
換了 XD

推 YukiPhoenix:剛剛去問了一下  飛機在跑道上低速滑行轉向還是以鼻輪
→ YukiPhoenix:為主
推 YukiPhoenix:順便補充一下  727的主起落架也有轉向機構
疑 跟我問到的不太一樣 XD  我是問機師~ 這個可能要看機型和當時的速度?!

推 xgcj:這篇要M了吧!XDD
推 luhc:推這篇航太科技專業解說文!!!     ( 原PO是IAA的? ^^ )
推 pinestudy:推專業!
推 Sadan:專業
推 Leland:我記得的飛機轉向也是靠單邊剎車+尾翼的rudder不是鼻輪啊
→ Leland:上面是去問誰的啊？
要看轉時彎的速度和要轉的角度
我說的是最慢+轉最大的作法 實際上反而少用 ^^"

推 kevabc1:專業 M起來 M起來
推 tonyatta:這篇就超厲害的呀~ 不過航太似乎被大家狹隘的限縮到空力
→ tonyatta:然後忽略掉藏在裡面的材料(車身)、燃燒(引擎)
→ tonyatta:不過這也因為這幾年的研發重點 都在aerodynamics呀...
→ tonyatta:看到這個ID 才想到在某個M開頭版有出現 lol
推 SniperF:反正F-1這種速度的競賽，只要對速度有幫助，什麼航空技術
→ SniperF:都可以搬過來。只要成本能負擔的話...工程本來就是這樣
推 SniperF:這篇專業推
推 raei22:http://www.youtube.com/watch?v=m1dv_y_3EK0
→ raei22:直接看A380煞車測試不是比較帥嗎 XD
→ raei22:0:18~0:20模擬落地重量 0:20開始全力煞車
推 raei22:er...Bugatti尾翼打直就是純減速而已 還想過彎會翻掉...
→ raei22:打直就是一塊擋風板 像老舊貨櫃車頭一樣沒有空力可言
感謝 車子部分我比較不熟 XD

推 masterhikki:推推推推推!!!
→ steven585:台灣的F-5在降落時也有開減速傘,大都是學官不熟練的關係
要看狀況  也不是每次降都會開  也不是開了就不好啦...

推 stone0504:厲害
推 sk2g:不好意思借我拜一下真神人XDDD
推 alansher:有神快拜!
推 bluemax:長知識 推!
推 zoo0822:推!
推 cocomonkey:有看有推
推 scuderia:順便請教一下，太空梭返航時突入大氣層後應該沒有動力吧
→ scuderia:所以全靠滑翔嗎？要是錯過降落點不就挫屎，也沒機會重飛
U got it ! 全無動力 只靠滑翔
這完全無解 哈哈 錯過就要七天後才能回家了 (合十)

→ facecream:所以降落點是經由一堆科學家精心計算過的　錯過降落點
→ facecream:只能兩腳開開　準備投胎
→ lusitani:Orz...似乎有設緊急逃生或彈射之類的設施?
推 YukiPhoenix:應該說是降落的軌道是算過的XD
→ YukiPhoenix:總不能想降哪裡就在哪裡開跑道吧  成本超高XD
→ lovinlover:前幾天民營太空船返航 降落地點和預計的差幾十公里
→ lovinlover:這個結果在NASA看來是非常準確的
這問題當然跟NASA精密的估算還有豐富的經驗有關
民營應該沒有那種財力...

然後
如果我沒推測錯誤的話
民營那台的返場降落速度應該是沒那麼快
所以應該是還好

太空梭的話 跑錯機場就慘了

推 lwecloud:專業 推
推 magicianegg:超專業 受小弟一拜
推 shakaz:好文
※ 編輯: QuentinHu       來自: 175.180.180.163      (12/12 21:43)
→ lovinlover:NASA為了省成本 以後的太空船都計劃外包了
推 thejustgood:這篇讓我增加了不少的知識，大推！
→ bgflyer:請問那個誤差十公里是降落去哪了???
→ lovinlover:還是在海上啊... 然後開船回收
推 Creedy:長知識了 謝謝分享
推 Schnell:太空梭如果出問題的話 可以降落在河道XD(地心毀滅)