Das eigene Segel wehen?

Typ mit Regenschirm auf Skateboard

Wie ist das möglich? Auch wenn das GIF gefälscht ist, die Mythbusters haben es geschafft und mit einem großen Segel geht es wirklich vorwärts. Was ist die Erklärung?

Verwandtes und mögliches Duplikat: physical.stackexchange.com/q/35852
Es ist überhaupt nicht anders, als einfach Luft nach hinten zu blasen. So funktionieren Strahltriebwerke! zum Beispiel ... durch Ausblasen der Luft nach hinten . (Die Tatsache, dass die Luft durch den Regenschirm oder eine Pfeife "umgewälzt" wird, ist irrelevant.) Das jeweilige GIF ist gefälscht, weil der Ventilator viel zu klein ist.
Etwas, das Ihnen hier Probleme bereiten könnte @Olcayto. Das fragliche Segel hat überhaupt keine Verbindung dazu, wie ein Segel normalerweise verwendet wird . es gibt null beziehungen. keinerlei Verbindung. Das Lüfter-/Segelgerät ist nur ein Gerät , um Luft nach hinten zu schicken . es ist so einfach. Beachten Sie, dass, wenn es einen Lüfter und ein großes Rohr gäbe und sich das Rohr zufällig um 90 oder 180 oder 540 Grad biegt und dieses Gerät Luft nach hinten schickt, Sie die Frage nicht richtig stellen würden? Der "Fächer / Segel" ist nur ein (dummes) Gerät, um Luft nach hinten zu schicken.
Aber es ist immer noch cool, auf eine unterhaltsame Art und Weise. Noch rätselhafter ist der validierte DDWFTW (toter Vorwind schneller als Windgeschwindigkeit)
Könnte keine Fälschung sein. Sieht für mich so aus, als wäre es entweder ein windiger Tag oder er steht an einem Hang
@MikeyMouse Oder er hat seine Geschwindigkeit auf andere Weise erlangt (Scooting, jemand, der ihn schiebt, was auch immer), bevor das Video gedreht wurde.
Wenn Sie auf den Regenschirm schauen, flattert er in Richtung des betreffenden Fahrers. Wie jemand in einer Antwort gepostet hat, sieht es so aus, als wäre es tatsächlich ein Rucksack-Laubbläser auf seinem Rücken.
Ja, das ist ein Laubbläser..

Antworten (6)

Das Konzept, sein eigenes Segel zu wehen, hat wirklich mit der Erhaltung des Impulses zu tun. In genau dieser Episode von Mythbusters, von der Sie sprechen, wurde das Segel entfernt, der Lüfter wurde herumgedreht und das Schiff/Boot wurde viel schneller vorwärts getrieben als mit dem Lüfter in das Segel gerichtet (dh Abbildung (1) ist viel schneller als Abbildung ( 2)).Abbildung 1) Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Der Grund ist eigentlich ganz einfach und lässt sich damit erklären, dass man einen Ball von einem Boot wirft.

Angenommen, Sie befinden sich auf einem Boot, das einen Ball mit Gesamtmasse trägt m b a l l + m b Ö a t wo m b Ö a t berücksichtigt auch Ihre Masse. Nun, wenn Sie den Ball mit Geschwindigkeit vom Boot werfen v b a l l dann haben Sie und das Boot Schwung m b Ö a t v b Ö a t = − m b a l l v b a l l . Dies ist analog zu Abbildung (1).

Betrachten Sie nun den Fall von Abbildung (2). In diesem Fall werfe ich den Ball auf das Segel, er prallt vom Segel ab und ins Wasser hinter mir. Da der Vorgang unelastisch ist , verlässt die Kugel nun das Boot mit v b a l l ' < v b a l l . Deshalb ist mein Momentum jetzt m b Ö a t v b Ö a t = − m b a l l v b a l l ' .

Ersetzen Sie jetzt einfach den Ball durch Luftmoleküle und die Analogie ist vollständig. Daher ist es immer effizienter, den Lüfter herumzudrehen und den Lüfter in die entgegengesetzte Richtung zu blasen, während das Segel vergessen wird.

Hoffe das hilft!

Mir scheint, wenn dieser Herr Holme hätte, die nach vorne gewinkelt und nach hinten gebogen sind, wäre der gesamte Prozess ziemlich effizient. Warum sollten Sie den Lüfter nicht einfach andersherum montieren und eine bessere Sicht erhalten?
Gusdor – wenn Sie sich auf das zweite Foto beziehen, es war einfach ein lustiges Experiment . Natürlich gibt es überhaupt keinen Grund, dies jemals zu tun, wenn Sie einen großen, starken Fan haben. Sie würden einfach das Segel wegwerfen und den Lüfter in die Richtung richten, in die Sie gehen möchten !! kein Geheimnis.
In dem Myth Buster-Experiment lenken sie den Lüfter nicht so, dass ihre Vorwärtsbewegung aus der Drehung kommt, nicht nur aus der Kraft der Luft, genau wie Roller-Racer (Roller, bei denen Sie die Griffe oszillieren, um sich vorwärts zu bewegen)?
@stonemetal Ich glaube nicht, da die Mythbusters in der Show ein kleines Design gemacht haben, das keine "Drehkraft" hatte.
Wenn ich das lese, denke ich an jemanden, der einen ganzen Haufen Fans an eine alte Handelsgaleone schnallt ... Zumindest könnte es die Piraten zu verwirrt machen, um anzugreifen.
Re: "es sei denn, der Lüfter ist wirklich stark". Rucksack-Laubbläser wie der gezeigte Typ sind mit 50-CC-Gasmotoren erhältlich, die Motorräder mit etwa 35 MPH antreiben können. Es gibt eine gewisse Ineffizienz bei der Verwendung eines Lüfters gegenüber dem Antrieb der Räder, aber es sieht plausibel aus.
@AndrewMedico Danke für deine Antwort. Ich war mir nicht sicher, was das genau war. In diesem Fall kann das GIF tatsächlich plausibel sein. Allerdings wäre die Vorrichtung sicherlich noch effizienter, wenn er den Laubbläser umdrehen und den Regenschirm überhaupt nicht benutzen würde.
@Xcheckr Ich wette, er bekommt eine bessere Kontrolle, wenn er seine Hand nicht hinter sich legen muss.
@Brilliand Und ich wette, er wird besser sichtbar, wenn er keinen Regenschirm vor sich hat, aber man kann nicht alles haben, oder?

Natürlich ist es möglich. Die Luft wird nach vorne geblasen und prallt vom Schirm ab. Der Nettofluss ist nach hinten. Dann ist es eine Frage der Impulserhaltung ...

Aber die Maschine, die Luft bläst, drückt den Schlittschuh nach hinten. Warum heben sie sich nicht gegenseitig auf?
Obwohl die Windmaschine nach vorne gerichtet ist, wird die Luft aufgrund der Form des Schirms effektiv nach hinten geblasen.
Im System gibt es zwei Kräfte. Einer rückwärts von der Maschine, einer vorwärts zum Regenschirm. Ich gehe davon aus, dass sie einander nicht gleich sind. Warum nicht? Warum Airs, die sich rückwärts bewegen, von Bedeutung sein sollten
@Olcayto Weil die Luft beim Umkehren der Richtung ihren gesamten Vorwärtsimpuls verlor (das Fahrzeug genau genug nach vorne drückte, um den Rückwärtsschub auszugleichen, den es dem Fahrzeug beim ersten Schub gab), und dann mehr Schwung nach hinten bekam und so drückte Fahrzeug vor. Die Änderung der Fluggeschwindigkeit ist größer als die ursprüngliche Geschwindigkeit.
Warum sind zwei entgegengesetzte Kräfte nicht gleich? Einer auf dem Regenschirm, der ihn nach vorne schiebt, und einer auf der Maschine, der ihn zurückschiebt?
@Olcayto Sie sind nicht gleich. Die Wendekraft ist größer als die ursprüngliche Kraft, die (mehr oder weniger stille) Luft einzuziehen und in Gang zu bringen. Das hat Chris gesagt.
Exakt. Warum ist das so? Warum nicht gleich?
Weil sich etwas dem doppelten Delta-v (Geschwindigkeitsänderung) nähert. Wie Chris sagte.
Google "Pelton-Eimer". Es ist eine echte Sache und es macht genau das - den Luftstrom umkehren, so dass der Nettoschub den Skater wie gezeigt bewegt.
@Floris Ich bekomme Ergebnisse für Peltonräder, die nur ein effizienteres Wasserrad / eine effizientere Turbine zu sein scheinen. Wollen Sie damit sagen, dass, wenn ein auf einem Peltonrad verwendeter Eimer befestigt und Wasser hineingeblasen würde, dies einen Vorwärtsschub erzeugen würde?
"Warum heben sie sich nicht gegenseitig auf?" Das Segel "fängt" die gesamte Luft ein, die nach vorne geht, so einfach ist das. Betrachten Sie einfach die Kombination aus Fan+Segel. Es ist albern ein Gerät, das "Luft nach hinten schickt". an der Frage ist buchstäblich nichts dran. Beachten Sie, dass tatsächlich, wenn Sie dies im wirklichen Leben tun, haufenweise Luft um das Segel herum "schwappt" - es ist unglaublich ineffizient. Genau wie Sie sagen, bewegt sich 1/4 der Luft (sagen wir) nutzlos nach vorne und 3/4 nach hinten. in der Tat wird der "verschwendete" Teil tatsächlich "ausgelöscht"
noch einmal OP, stellen Sie sicher, dass Sie die Kombination aus Lüfter und Segel einfach als ein Gerät betrachten . es ist so einfach. Stellen Sie sich vor, Sie hätten einen großen Ventilator mit einem PIPE und das Rohr zeigt nach hinten. (Dies ist beispielsweise bei Laubbläsern völlig üblich, bei denen das Rohr eine 90-Grad-Drehung aufweisen kann, oder bei jedem Klimaanlagenkanal, den Sie jemals mit Biegungen darin gesehen haben.) Es ist einfach keine große Sache. Die "Lüfter / Segel-Kombination" ist nur ein Gerät, um Luft nach hinten zu schicken. Ja wirklich.
@Superbest - ja, das sage ich ... Da der Nettoeffekt darin besteht, dass Wasser (oder hier Luft) nach hinten bläst. Betrachten Sie das gesamte System und es wird klar.
@JoeBlow: Ich würde vorschlagen, die Kombination aus Lüfter und Segel als Gerät zur Erzeugung eines toroidalen Luftmusters zu betrachten. Die sich nach hinten bewegende Außenseite des Toroids wirkt auf viel Außenluft ein; die sich vorwärts bewegenden inneren Teile wirken auf sehr wenig ein.

Wie andere gesagt haben, würde sich der Skater schneller bewegen, wenn er den Laubbläser einfach hinter sich richten würde, anstatt ihn vom Regenschirm abzuprallen.

Es gibt jedoch einen echten Nutzen für diese Technik. Düsentriebwerke saugen normalerweise Luft aus allen Richtungen an und blasen sie hinten wieder aus, um sich vorwärts zu bewegen. Sie sind jedoch auch in der Lage, den Schub umzukehren, wenn sie mit einer Vorrichtung ausgestattet sind, um die Luft nach vorne umzulenken. Dies dient zum Bremsen nach der Landung.

http://en.wikipedia.org/wiki/Thrust_reversal

Dies ist natürlich viel weniger effizient als normaler Vorwärtsschub. Oft wird nur Luft vom großen Lüfter an der Vorderseite des Triebwerks durch die Umkehrstrahlruder geleitet. Das heiße Abgas, das diesen Lüfter antreibt, tritt immer noch hinten aus (aus offensichtlichen Gründen der Materialtemperatur). Dies verschlechtert den Wirkungsgrad noch weiter. Da es bei der Landung nur für wenige Sekunden verwendet wird, spielt dies jedoch keine Rolle. Und es spart viel Verschleiß an den Radbremsen.

Wenn Sie das nächste Mal in einem Flugzeug sitzen, achten Sie auf den kurzen, aber starken Anstieg der Motorleistung, der unmittelbar nach der Landung auftritt. Das sind die angewendeten Schubumkehrer.

Sie verwenden nicht immer Schubumkehrer, also werden Sie es nicht immer hören.
@LorenPechtel Stimmt, nicht immer, aber in den meisten Fällen, da es viel Verschleiß an den Radbremsen spart, die im Vergleich zum Flugzeug winzig sind und dazu neigen, sehr heiß zu werden. Ich fliege viel zwischen London und Madrid und bin sehr daran gewöhnt, dieses Geräusch auf (ich glaube, allen) verschiedenen Flugzeugmodellen zu hören, die diese Strecke fliegen. Ich weiß, dass das ursprüngliche A380-Design keine Schubumkehrer hatte und sie nachträglich eingebaut wurden. Natürlich fliegt dieses Flugzeug viel längere Strecken und startet und landet daher weniger.

Die Frage ist, ob es sich dabei um eine Form des „Hochziehens an den eigenen Stiefeln“ handelt. Die treibende Kraft hier ist eindeutig der Laubbläser, den der Schlittschuhläufer trägt, der Umgebungsluft mit einem durchschnittlichen Impuls von null aufnimmt und sie mit einem großen durchschnittlichen Impuls ausstößt. Man würde erwarten, dass der Schlittschuhläufer schneller beschleunigen würde, wenn er den Regenschirm fallen lässt und den Auspuff des Laubbläsers nach hinten richtet, wenn er nicht mit einer gewissen Verschlagenheit im Zusammenhang mit Turbulenzen zu tun hat.

Die Mythbusters übernahmen dies in einer Episode und erhielten einen ziemlich effizienten Antrieb, indem sie vom Heck ihres Fahrzeugs auf das Segel zu blästen – aber nur, wenn das Segel eine viel größere Fläche als der Fächer hatte und sich aufblähte. Denken Sie an Schubumkehrer.
Turbulenz ist hinterhältiges Zeug.
Ich habe das tatsächlich ausprobiert (oder war mit einigen Leuten zusammen, die dies auf dem Parkplatz vor meinem Bürogebäude taten): Ohne Messung schien das Segel auf der Vorderseite des Skateboards definitiv mehr Schub zu entwickeln, als wenn der Lüfter gerade nach hinten gerichtet wäre . Der Lüfter war in diesem Fall ein Elektromotor mit sehr hoher Drehzahl, der für diesen Zweck „entwickelt“ wurde und einen schmaleren, aber viel schnelleren Luftstrahl erzeugte als ein Laubbläser. Sie konnten auch hören, wie die Motordrehzahl stärker abfiel, wenn Sie auf das Segel gerichtet waren, was zeigte, dass es deutlich mehr Luft pumpte als wenn es davon weg gerichtet war und daher ...
... unter der Last von mehr gepumpter Luft langsamer werden. Die Effekte scheinen kompliziert und wahrscheinlich dem Design einer Raketendüse nicht unähnlich. Die Motivation für das Experiment war, dass ich denke, dass jemand die Mythbusters oder so etwas wie das OPs-Video gesehen hatte und jemand anderes in der Gruppe genau das postulierte, was Sie in Ihrem letzten Satz sagen. Ich kann mich nicht genau an die Motorleistung erinnern, da die Messung fummelig war - wir hatten keinen Leistungsmesser, sondern nur ein Amperemeter und ein Oszilloskop (letzteres zur Schätzung des Leistungsfaktors) - man konnte sehen, wie der Leistungsfaktor ansteigt, wenn der Lüfter läuft war spitze...
... in Richtung Segel und ich erinnere mich, dass das Gerät mehrere (vielleicht 5) Ampere aus einer 240-V-Dreiphasenversorgung (der Lüfter schleppte ein schlaffes Netzkabel über den Parkplatz) mit einem ziemlich hohen (durch Inspektion des Oszilloskops) gesaugt hat , sowieso) Leistungsfaktor, wir sprechen also von mehreren Kilowatt Leistung - eher größer als ein Laubbläser.

Denken Sie daran, dass das Segel nicht die gesamte sich bewegende Luft vom Lüfter auffängt, sondern den Wind zurück zum Lüfter reflektiert, der das Boot vorwärts drückt

Das eigene Segel wehen?
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