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[5420] 無題 投稿者:LASTY 投稿日:2020/12/09(Wed) 23:27  

横槍を失礼。

> δ≡Δ/M

徒競走あるいは0-400ならばその通りかと思いますが、ホーネットという機体の果たすべき役割は、徒競走のそれよりも遥か手前か遥か先かのいずれかでは無いでしょうか。


[5419] Re:[5418] 引き算の問題か割り算の問題かの区別は本質的に重要ですよ 投稿者:通行人の一人 投稿日:2020/12/09(Wed) 22:46  

> 空気抵抗の問題を無視すると,自重Mで推力Fのエンジンを持つ機体の遠心加速度G(いわゆるジー)が掛かっている状況での加速率は

失礼,Gはベクトル量としての(機体の運動によって生じている)遠心加速度でなくそれと重力加速度とのベクトル和として定まる合成加速度ベクトルの絶対値(つまりベクトルの大きさ)です.


[5418] 引き算の問題か割り算の問題かの区別は本質的に重要ですよ 投稿者:通行人の一人 投稿日:2020/12/09(Wed) 22:40  

エンジンの推力に限度があるのは当然ですよ.そんなことは承知しています.

マンションにかかる消費税の喩えは全く比喩になっていませんよ.何故ならば自分の手持ちのお金で消費税を払えるか否かは足し算・引き算の問題だからです.(アナーキャさんが買い物をされて預金口座から代金を振り込めばアナーキャさんの口座残高は振り込んだ額だけ減る,つまり引き算になる,ということですよ)

ですが一定の推力FのエンジンでMという質量を自重とする機体に対する加速がどうなるかとか,翼面積Aでの旋回性(は翼面荷重で決まるとして)がどうなるかは,以下に具体的な式で示す通り掛け算・割り算の問題であってお金の支払いのような足し算・引き算の問題ではありません.

空気抵抗の問題を無視すると,自重Mで推力Fのエンジンを持つ機体の遠心加速度G(いわゆるジー)が掛かっている状況での加速率は
・推力重量比 F/(M・G)
に比例します.(もちろん,M>0,F>0)

今,自重Mの機体に余分な質量Δが(空気抵抗など空力面には影響しない形で)追加されれば,追加された機体の加速率は
・推力重量比 F/{(M+Δ)・G} ・・・(1)
に比例します.

追加質量Δ>0が自重Mに比べて十分に小さい(Δ<<M),つまり,δをδ≡Δ/Mという比で定義する時,正数δが1に比べて十分に小さい(δ<<1)のであれば,式(1)は

F/{M・(1+δ)・G}≒{(F/(M・G)}・(1ーδ)

と変形できる(0<δ<<1の時は 1/(1+δ) ≒ 1ーδ であることに注意)ので,元の機体の加速率を1とすれば,追加質量Δを背負った新たな機体の加速率は1−δになる,つまり新しい機体の加速率は追加質量Δと自重Mとの比δに比例する形で低下します.

以上で見た通り,自重(重量でなく質量なのに自「重」とは変な用語法ですが,それはさておき)Mの機体に余分な質量Δが付加された場合(質量追加によって構造強化が必要になり更に質量が追加される場合には構造強化のための追加分もΔに含めて考える),加速率などの性能への影響はΔという絶対値ではなくそれとMとの比δ≡Δ/Mに依存することが分かります.

QED


[5417] いやいや 投稿者:アナーキャ 投稿日:2020/12/07(Mon) 20:39  

こういうサイトを運用していると同じ話を何度もするのは、まあ慣れてますが、またですか(笑)。

エンジン出力には限界があり、それは極めて低いという点を全く理解されてないように見受けられます。
機体荷重は2倍、3倍、最大9倍近くまで増えますが、エンジン出力の増加はその間0、まったく上がりません。
機体の運動性能を考えるのですから、機体を支えるエンジン出力に対する%で考えないと意味がないのです。

例えばお父さん、消費税分だけ支払って、と娘さんに頼まれてうっかり引き受けたとします。
100円の買い物で10%の消費税なら10円ですから私でもなんとか払えます。
が10億円のマンション買っちゃって1億円円払ってね、と言われても無理です。
どちらも10%の負担なんですけどね。

ジェット機のエンジン出力というのは私のフトコロ事情なみに貧乏でして、
旧式F/A-18の場合、わずか158kNに過ぎません。それに対して1Gの条件ですでに140kN以上の荷重が機体にはかかってます。
これがが2%増加し、さらに7倍、最悪9倍近くになる、というのはお父さんとしては払いきれない負担になりかねんのです。
分母となる荷重が最大9倍になるのに、分子となるエンジン出力は全く上昇しないのですから。
つまり機体の荷重で2%増加したなら、エンジン出力から見ると、
最大9Gまでとして18%近い負担増加につながります。
当たり前ですが、機体本体の過重負担増加はそんなもんじゃすみません。
まあ、無茶でしょう。

お父さんではなく航空機の場合、払いきれなければ、それは失速に直結しますからその影響は深刻です。

あと、加速運動以外のGってのはこの大宇宙に存在しないように思いますが…
重力加速度ではなく、ゴキブリとかゴジラとかの隠語なら別ですけども。


[5416] Re:[5415] [5412] 力学の基本 投稿者:通行人の一人 投稿日:2020/12/07(Mon) 19:33  

> 重要なのはペナルティ質量が全体の質量に対する比率ですよ.その比率が小さければペナルティ質量の有無は機体の性能にとって大きな差は生じません.

端的に言えば,追加物の質量が自重の2%弱ならば追加物が特別に大きな空気抵抗を生み出すのでない限り,同一のエンジンによる加速性の低下は追加物がない場合に対して2%弱の低下なのですよ.

それは加速以外の様々なGを生ずる機動に関する性能低下についても同様です.


[5415] Re:[5412] 力学の基本 投稿者:通行人の一人 投稿日:2020/12/07(Mon) 18:52  

> いやいや(笑)
> アフターバーナーに点火しても約79×2=約158kNの出力しかない非力なエンジンに対して
> 約16.7kNの負荷をさらに加えるわけですから、エンジン出力の10%に匹敵する出力を食いつぶす負担増加になります。

だから質量240kgがそれだけの負担になる時のGだと機体全体ではどれだけの負担だと理解していますか?という話なのですよ.

重要なのはペナルティ質量が全体の質量に対する比率ですよ.その比率が小さければペナルティ質量の有無は機体の性能にとって大きな差は生じません.


[5414] 北の都 投稿者:アナーキャ 投稿日:2020/12/07(Mon) 08:19  

うどんさん、ご期待に沿えるようにがんばります…
東北大と戦争の関係もいろいろ興味深いんですが、今回は触れませぬ。
が、すみません、この後はちょっと桶狭間とデグーで、次の掲載は年明けからになりそうです。


[5413] 仙台 投稿者:うどん 投稿日:2020/12/06(Sun) 21:02  

僕の地元の記事、新鮮な情報に感じられて面白すぎ これから更にディープな街解説になっていきそうで期待です。
ずっと大昔も街道筋に超巨木が並んでたらしいんですが、根っこから航空燃料を作るため全部伐採したので、それを復興したい思いもあって杜の都に作ったのかも。石炭が大昔からとれてたんですが幕末までエネルギー革命に至らず、高級な火鉢の灰や松島土産の彫刻の素材に(笑)



[5412] 力学の基本 投稿者:アナーキャ 投稿日:2020/12/05(Sat) 19:19  

いやいや(笑)
アフターバーナーに点火しても約79×2=約158kNの出力しかない非力なエンジンに対して
約16.7kNの負荷をさらに加えるわけですから、エンジン出力の10%に匹敵する出力を食いつぶす負担増加になります。
十分高速時なら必要な揚力が得られて問題ないのですが、重ければ重いほど、速攻で速度を失う事も意味するのです。
この点、ただでさえ重くてエンジンが非力なホーネットにとって100s単位の重量増加は一定の悪影響を及ぼします。
高機動が前提の戦闘機というのは、1sでも軽くしたい、というのが基本なんですよ。それだけ武装や燃料も余計に積めますしね。

要するに高機動でGが高くなるほど機体にかかる負荷の力は正比例で増加するのに対し、
機体を支える力の源、エンジン出力は1Nですら増えない、というのが問題なのです。

ちなみに聞くところによると、世の中にはエネルギー機動性理論なるものがあるそうです。
この世界のどこかのサイトに詳しい解説があると聞いたことがあるので一度調べてみてはいかがでしょう。


[5411] Re:[5403] いろいろ 投稿者:通行人の一人 投稿日:2020/12/05(Sat) 18:01  

アナーキャさん,レス有難うございます.ところで

> ちなみに240sの重量増は4Gの旋回ですら約1トンの負担増を機体に与えます。7Gなら約1.7トン。
> ただでさえ重くて非力な旧式ホーネットにとっては結構な負担増加なのですよ。

負担の多寡や深刻度を論じる時に大きなGが掛かった時の重量増の数字を持ち出しても余り意味はありませんよ.

それを言い出せば通常の状態で13トン弱のF/A-18Aの自重は4Gでは50トンを超えますし,7Gだとレガシーホーネットは自重だけで90トン近いのですから.

負担の深刻さを論じる上で重要なのは追加せねばならない重量が自重なり戦闘時重量なり最大離陸重量なりに対してどの程度の比率であるかです.機動で生ずるGが追加重量だけに掛かるのではないのですから.

あるいは頻繁に搭載する兵装の重量と追加重量との比較です.(つまり追加重量によって搭載できなくなる兵装がどの程度なのか,つまり追加重量によってその戦闘機が失う攻撃力がどの程度なのか,という視点からの評価です)

以上のように考えるならば,240キロの追加重量はF/A-18Aの自重13トン弱の2%弱,また兵装との比較ならば最もシンプルな500ポンド爆弾1発分強になります.

自重の2%弱のペナルティは全く無視できるレベルとは言えませんが大騒ぎするレベルでもありません.

最大離艦重量や最大着艦重量から生ずる制限によって搭載あるいはブリングバックできる兵装量が通常の対地用兵装の中でも最も小さいカテゴリに属する500ポンド爆弾1発分ならば対地・対艦攻撃機つまりA-18Aとしてのホーネットにとってはそれほど大問題とは思いません.但し,同じホーネットでも艦隊防空戦闘機や攻撃隊を掩護する制空戦闘機F-18Aとしては240キロのペナルティ重量はAIM-9の3発分ですから結構痛いかも知れません.




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