Noh, lähenemisviis sellele on proovida arvutada, kui palju energiat võib vaja minna, ja saate selle sisse häkkida. Kuna ma ei tea, kui suured klapid on või mitmed muud kriitilised parameetrid (ja ma pole kindel, et see teave on avalik), ei saa ma tegelikult arvutada, millised on tegelikud võimsusnõuded: pigem annab see vastus teile vajaliku väljendi arvutage ligikaudselt võimsuse nõuded, kui te neid väärtusi tõesti teate.
Kõigepealt on keskkonnas liikuva keha dünaamilise rõhu väljend:
$$ q = \ frac {1} {2} \ rho v ^ 2 $$
Siin $ \ rho $ on keskmise tihedus ja $ v $ on kiirus. See $ q $ on 'max $ q $ Muidugi $ q $ ': see ütleb teile, kui suurt rõhku atmosfäär avaldab alaühiku kohta, mida proovite selle kaudu teatud kiirusega läbi suruda.
Siis saame sellest alustada töötage välja veel mõned asjad:
$$ \ begin {align} q & = \ frac {1} {2} \ rho v ^ 2 && \ text { rõhk, nagu ülal} \\ F & = qA && \ text {force, $ A $ on õhuvoolule esitatud ala} \\ & = \ frac {1} {2} \ rho v ^ 2 A \\ E & = Fd&& \ text {energy: $ d $ on kaugus, mida proovite teisaldada} \\ & = \ frac {1} {2} \ rho v ^ 2 A d \\ P & = \ frac {E} {t } && \ text {power: $ t $ on aeg, mil liigute üle} \\ & = \ frac {1} {2} \ rho v ^ 2 A \ frac {d} {t} \ end {align} $$
OK, nii et see viimane väljend ütleb teile, kui palju jõudu olete vaja, kui:
- sõiduk liigub $ v $ ;
- õhutihedus on $ \ rho $ ;
- klapid näitavad $ A $ ala õhuvoolu;
- soovite neid teisaldada $ d $ , õigeaegselt $ t $ .
Viimane on hingedega keeruline klapid, kuid me arvame lihtsalt mõned numbrid ära.
Nii, noh, arvame mõned numbrid ära:
- $ v = 5 \ korda 340 \, \ mathrm {ms ^ {- 1}} $ (mach 5);
- $ \ rho = 0,1 \ korda 1,2 \, \ mathrm {kg m ^ {- 3}} $ (kümnendik atmosfääri tihedusest merepinnal);
- $ A = 0,5 \, \ mathrm {m ^ 2} $ (klapi efektiivne ala);
- $ d = 0,5 \, \ mathrm { m} $ (kui kaugele soovite selle teisaldada);
- $ t = 0,25 \, \ mathrm {s} $ (kui kaua soovite seda teisaldada);
Noh, saate kontrollida, kas mõõtmed on õiged - see on jõud - ja vastus on see, et
$$ P = 173400 \, \ mathrm {W} $$
Nii et OK, see on tsiteeritud joonisest natuke madalam - see on umbes Tegelikult on sellest 10 dollarit \% $ . Kuid ma koostasin lihtsalt arvudele usutavad väärtused : mul pole aimugi, mis neist tegelikult on, nagu ma eespool ütlesin. Kui klapid peavad töötama suurema kiirusega, tihedamas õhus või kiiremini või on suuremad, siis on nende juhtimiseks vaja rohkem jõudu.
Keegi, kellel on klappide tegelike numbrite asemel minu leiutatud peaks saama mõistlikumaid väärtusi.
Üks apokrüüfiline teave, mis võib aidata, on Muski kommentaar, et "see on nagu kogu õhusõiduki tiiva liigutamine". Noh, kui suured on lennuki tiivad? Võtame F-15: selle tiiva pindala on $ 56,5 \, \ mathrm {m ^ 2} $ , seega on iga tiib 28,3 USD \, \ mathrm {m ^ 2} $ . Kui me lihtsalt kasutame seda väärtust ülaltoodud avaldise klappide suuruse jaoks, vajame 9,8 dollarit \ korda 10 ^ 6 \, \ mathrm {W} $ ! See on nüüd palju suurem kui määratud võimsus.
Noh, kui eeldame, et klapid on paigutatud umbes 10 $ ^ nurga all \ circ $ õhuvoolule, siis $ A = 28,3 \, \ mathrm {m ^ 2} \ sin 10 ^ \ circ \ u 4,9 \, \ mathrm {m ^ 2} $ ja see annab nõutava võimsuse $ 1,7 \ korda 10 ^ 6 \, \ mathrm {W} $ , mis vastab märgitud võimsusele .
Sellest on selge, et arv $ 1,5 \ korda 10 ^ 6 \, \ mathrm {W} $ on kindlasti paremal ala sellise võimsuse jaoks, mida oleks vaja selliste klappide juhtimiseks.