Question:
Ce combo hélicoptère / boule de démolition peut-il rester en vol?
Digital Trauma
2018-05-22 05:31:47 UTC
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Je viens de tomber sur cette méta-réponse qui inclut cette image:

enter image description here

Ma première estimation est que la boule de démolition est beaucoup trop lourde pour que l'hélicoptère puisse la soulever, mais je serais intéressé par les chiffres pour voir de combien.

  1. À partir de cette silhouette, le marque / modèle de l'hélicoptère être déterminé? (J'espère que cette image est basée sur un artisanat réel)

  2. Si tel est le cas, la longueur du véhicule est vraisemblablement connue et le diamètre de la boule de démolition peut être calculé (les pointes peuvent être ignorées) selon l'échelle de cette image

  3. Supposons que la boule de démolition est en acier doux solide avec une densité de 7,85 g / cm³. La masse de la boule de démolition peut alors être calculée

  4. Si la marque / le modèle est connu, alors probablement le poids maximal de la charge utile est également connu, et nous pouvons voir si rester en l'air est une possibilité ou pas.


Électeurs proches: j'ai posé cette question sur Aviation.SE parce que l'information clé qui me manquait était l'identification de l'engin dans l'image de dessin animé. Je pense que l ' est sur le sujet ici.

Même si le ballon peut être soulevé, je peux être plus inquiet des effets désagréables de son swing à la volée pour ne pas dire l'effet catastrophique (pour l'hélicoptère) qu'il touche le sol
Les boules de démolition ne sont généralement pas en acier solide - il est beaucoup moins coûteux de les remplir de béton à la place.
Vous savez que c'est photoshoppé, non? Indépendamment de toute autre chose, les boules de démolition n'ont pas de pointes.
Légèrement pertinent, et impliquant un piano de 500 livres: https://www.collectorsweekly.com/articles/at-the-first-rock-festival-pianos-fell-from-the-sky/ TL; DR; le balancement de la masse sous l'hélicoptère a causé des problèmes de contrôle pour le pilote. 500 livres
Les réponses existantes donnent une analyse sur «l'hélicoptère soulevant une sphère métallique de cette taille apparente», mais si vous êtes également intéressé à savoir si un hélicoptère avec une boule de démolition pendante est possible / utile * du tout *, alors cela se produirait [en fait] (https : //www.bizjournals.com/louisville/stories/2008/08/18/story8.html? b = 1219032000% 5E1685800).
@DavidRicherby Oui - je ne me faisais aucune illusion, ce n'est rien de plus qu'un dessin animé. Mon soupçon que l'hélicoptère est basé sur un modèle réel semble cependant être justifié.
Depuis que l'hélicoptère a été identifié, notez que [Wikipedia] (https://en.wikipedia.org/wiki/Wrecking_ball) dit: * Les boules de démolition vont d'environ 1 000 livres (450 kg) à environ 12 000 livres (5 400 kg). *
@Kamil Drakari: Mais d'après la photo, nous ne savons pas du tout que c'est une balle. Peut-être une pièce plate de tôle ...
Je savais que j'avais déjà vu cette affiche démotivante ...
Moins d'une "boule de démolition" et plus d'un fléau d'étoile du matin, je dirais.
@jamesqf, bien sûr, il est impossible de le dire avec certitude, mais le placement, les angles et les longueurs des pointes suggèrent fortement que c'est une balle.
Je suis un peu inquiet de savoir pourquoi quelqu'un voudrait connaître la réponse à cette question. J'espère que c'est une simple curiosité.
Étonné que personne n'ait encore suggéré que cela fonctionnerait bien si Miley Cyrus était impliquée.
Nous ne savons pas de quoi est fait cet objet. Il pourrait être fait de carton ou de polystyrène pour tout ce que nous savons.
@CarlWitthoft Peut-être que les deux personnes en silhouette sont nues, et l'une d'elles est Miley Cyrus?
Neuf réponses:
Phil M Jones
2018-05-22 13:55:58 UTC
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EDIT

D'énormes excuses à tous, dans ma première version de cette réponse, j'ai mal tapé 184 comme 84 , puis j'ai procédé à tous mes calculs sur cette base. Ceci est la version corrigée.

Merci également pour tous les votes positifs et commentaires. Je suis si heureux que ce ne soit pas seulement moi qui apprécie énormément cette question.


Le rayon de la balle dans l'image est de 21 pixels. La longueur du fuselage est de 184 pixels, soit 15,43 m (50 pi 7,5 ") selon les statistiques largement disponibles. Par conséquent, un pixel représente environ 84 mm

Le rayon de la balle est donc de 21 x 84 = 1764mm = 1.764m

Et le volume de la balle (si solide) est de 23,0 m³.

Pour qu'elle puisse être soulevée par l'hélicoptère, en utilisant la citation de Pilothead de 9000lb (4082kg) , la densité devrait être de 177,5 kg / m³. L'acier doux, à 7 850 kg / m³, est beaucoup trop lourd. Le polystyrène expansé a une densité de 28 à 45 kg / m³, ce qui serait faisable.

Cependant, si la bille n'était pas solide et était en acier doux, le volume total d'acier autorisé serait de 0,52 m³. À un rayon extérieur de 1,764 m, le rayon intérieur doit être d'au moins 1,750 m pour garder le volume de métal jusqu'à 0,52 m³, donc la balle n'aurait que 14 mm d'épaisseur (9/16 ") et ne coûterait qu'environ 3 300 $.

Alors, essayons le Titanium (chéri de l'industrie aéronautique). Avec une densité de 4 506 kg / m³, nous pourrions avoir un volume de 0,90 m³. Cela permettrait une épaisseur de 24 mm (15/16 "). Cependant, le prix de cette quantité de titane serait de 229 500 $ (prix d'aujourd'hui - il y a 6 ans, il aurait dépassé le million de dollars américains).

L'aluminium, cependant, a une densité de 2700 kg / m³. Nous pourrions donc maintenant avoir un volume de 1,51 m³, permettant une épaisseur de 40 mm (1 9/16 "), et ne coûterait que 9 360 $

La pierre ponce, à 250 kg / m³, permettrait un volume de 16,33 m³, permettant une épaisseur de près de 0,6 m (23½ "). Ce serait très robuste, je pense. Je ne trouve pas de prix pour un bloc de pierre ponce solide qui taille cependant.

Soit dit en passant, les personnes sur la photo mesurent également environ 21 pixels, ce qui fait environ 1,76 m (5 pi 9 po).

Cela a maintenant pris environ 3 heures de mon temps, ce qui comme toutes les autres heures jusqu'à présent, ce sont des heures auxquelles je ne reviendrai jamais. Cependant, cela a été tellement amusant.

MODIFICATION SUPÉRIEURE

Suite à une suggestion de Jules dans les commentaires, j'ai découvert le Lithopore 75-150, qui est un béton moussé de densité ridiculement faible. Cela pourrait nous donner la sphère solide magique que nous voulons, avec une force suffisante pour écraser plusieurs membres du personnel sans se endommager significativement. À l'extrémité de 75 kg / m³ de la plage, nous pourrions même avoir des pointes, et une masse de câble non négligeable aussi.

Davantage de recherches en mathématiques et en ingénierie sont nécessaires .....

Ou la photo est tout à fait réelle, la balle est en guimauve, et les gens sont juste deux fois plus proches de la caméra que l'hélicoptère!
La guimauve, hélas, est encore bien trop dense à environ 500 kg / m³. J'aime l'idée que les gens soient plus proches et n'ont aucun lien avec la situation des hélicoptères.
J'ai tendance à douter qu'une feuille d'aluminium de 8 mm d'épaisseur soit "fragile" selon la définition que la plupart des gens donnent du mot. Ce serait certainement suffisant pour écraser des choses douces comme un couple de géants en fuite.
Je suppose que vous êtes assez actif sur les sites de physique et / ou de mathématiques SE, car toute cette question y aurait été mieux adaptée.
Non, je ne suis qu'un mathématicien / physicien amateur (et un programmeur professionnel) - pas à la hauteur de leurs normes, à la craie! J'étais juste en train de regarder le Mi-26, et avec sa limite de charge utile externe de 20000 kg , la balle en aluminium pourrait avoir une épaisseur de 38 mm (1½ "). Cela écraserait certainement les géants en fuite avec des dégâts négligeables, surtout à sa vitesse maximale de 159 nœuds!
La boule n'est pas faite d'acier ou de guimauve. La légende est claire: c'est * rock *. Ne dites pas cela à la gravité.
Hmmm, Emil, vous avez peut-être raison. Je suppose que c'est de la pierre ponce (une roche volcanique) à une densité de 250 kg / m³ (la moitié de celle de la guimauve et seulement 9,26% de la densité de l'aluminium). Comme il est impossible de couler de la pierre ponce, vous pourriez en trouver un morceau, l'usiner jusqu'à une sphère de 3,86 m de rayon, le couper en deux, puis usiner l'intérieur de chacun pour laisser deux hémisphères de 9 cm (3½ ") d'épaisseur, puis rejoignez-les d'une manière ou d'une autre. Vous auriez alors une boule de roche de 9 000 lb.
@EmilJeřábek Non, ça ne peut pas être rock. Papier _beats_ rock. Il doit être fait de ciseaux!
@aroth Mais c’est l’intérêt de la blague, n’est-ce pas? («Dans le livre des règles, le papier bat le rock, mais prouvez-le à * mon * rocher.»)
Pourrait être, ou pourrait aussi être dans la même veine que [Rock, Paper, Scissors ... Flamethrower] (https://c2.staticflickr.com/4/3271/2600016154_dd7448fe81_z.jpg?zz=1); en invoquant une option disproportionnée qui bat toutes les options «officielles» avec _massive overkill_.
Vous avez oublié de nous dire quelle est l'épaisseur du câble qui retient le «rocher». Pour moi, on dirait qu'il mesure presque un pied de large, ce qui en fait un câble de pont suspendu et, s'il était en acier tressé, trop rigide pour se plier comme sur la photo (également très lourd).
@BlackThorn Je pense qu'il est raisonnable de supposer que c'est un tube creux de toile d'araignée, et peut donc être ignoré;)
Les deux dernières phrases de cette réponse sont * fantastiques *.
À en juger par les calculs, je suppose que la boule de démolition est du papier.
Attendez, je ne pense pas que vos calculs soient corrects. Le rotor de l'hélicoptère a une longueur d'environ 203 pixels et correspond à une longueur de rotor UH60 réelle (en supposant que Pilothead a raison) de 16,4 m. Cela fait 0,081 m / px, donc le rayon de la balle est de 1,69 m, ce qui fait que le volume de la balle est de 20,2 m ^ 3. En outre, cela rend les humains 1,7 m de haut, ce qui est beaucoup plus raisonnable. Et cela rend la suggestion de Phil M Jones de la pierre ponce viable: 250 kg / m ^ 3 à 20 m ^ 3 soit environ 5000 kg, dans une tolérance d'ingénierie de la masse maximale au décollage (et j'ai fait un compte juste pour dire ceci!) .
@nneonneo mon monde vient de s'effondrer. J'aurais dû utiliser 184 pixels, et non 84 comme longueur du fuselage. Il est temps de se consacrer au stylo, au papier et à la calculatrice pour tenter de retrouver toute forme de dignité.
réponse légendaire: D
La pierre ponce n'est peut-être pas coulable, mais la résine polyester aérée remplie de pierre * est *, pourrait probablement être fabriquée avec une densité similaire et aurait un aspect assez similaire.
Pilothead
2018-05-22 05:47:47 UTC
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L'hélicoptère serait un UH60 Blackhawk. La charge utile maximale sur un crochet est de 9000 lb. À votre densité d'acier doux, c'est un demi-mètre cube, donc l'image que vous décrivez est impossible.

UH60

Regardant cela, je dirais que le diamètre de la balle est à peu près le même que la [hauteur] (https://en.wikipedia.org/wiki/Sikorsky_UH-60_Black_Hawk#Specifications_ (UH-60L)) - 5,13 m. Ainsi, le volume de la balle est d'environ 70 m³ et sa masse d'environ 555 tonnes métriques! Ai-je bien compris? Certainement pas de mouche.
Peut-être qu'ils trichent et que la balle est en fait creuse :)
Regardez le mou sur la corde!
L'hélicoptère n'est pas un solide morceau de métal. Pourquoi la balle serait-elle?
@aroth: parce que c'est ce que dit la question: * "3) Supposons que la boule de démolition est en acier doux solide" * Si nous pouvons dire que c'est un ballon en mylar rempli d'hélium, la question devient inutile. Ou encore plus inutile :)
Therac
2018-05-22 16:55:49 UTC
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Bien sûr, la photo est absolument réelle. Je connais un gars qui connaît un gars qui dit avoir rencontré le gars en face!

3) Supposons que la boule de démolition est en acier doux solide avec une densité de 7,85 g / cm3.

C'est là que vous vous êtes trompé. L'angle de la ligne et l'équation de traînée nous permettent de déterminer la masse de la balle, étant donné une vitesse connue. La balle présente une surface frontale de 11,6 m2, ce qui à 80 m / s, une estimation élevée de la vitesse de l'hélicoptère avec une charge externe, créerait ~ 18 kN de traînée. Appelez-le 20 avec les pointes.

Le câble est incliné à 35 degrés par rapport à la verticale, ce qui signifie que la force horizontale sur la ligne est d'environ 0,7 fois la force verticale. Cela indique que la force verticale est d'environ 28,5 kN, et donc que la balle pèse ~ 2 800 kg.

Il en résulte une force sur le crochet d'environ 42 kN. Ainsi, la charge est bien dans les capacités de l'UH-60, et la densité de la balle à 240 m ^ 3 de volume n'est que de 11,65 kg / m ^ 3. Encore un impact même avec les types de mousse disponibles à ces densités, cependant!

Pour qu'une bille d'acier solide (Fv ~ = 20 MN) déforme autant, le "helicopter" devrait faire quelque chose de l'ordre de 3 000 m / s, selon le nombre exact de Reynolds de la balle.

la force totale dans le boîtier coudé est plus grande, pas moins. La réduction de la force verticale n'allège pas la charge de l'hélicoptère.
Oui. La charge réelle sur le crochet est (Fh ^ 2 + Fv ^ 2) ^ 0,5, soit environ 42 kN. Mais une force supérieure à 1 g est déjà prise en compte dans sa conception. L'angle de la ligne nous permet de déterminer la masse de la balle, étant donné une vitesse connue. À une vitesse inférieure, la balle serait plus légère. Pour qu'une bille d'acier solide (Fv = 20 MN) dévie autant, "l'hélicoptère" devrait être bien au-dessus de Mach 10. [modifier: Ajouté à la réponse]
Ohhhh j'ai complètement mal compris l'argument que vous aviez. La modification aide. Merci!
Ceci suppose un vol stable. La ligne peut être inclinée parce que l'hélicoptère a manoeuvré pour attraper sa cible.
Cela prendrait un calcul plus long. La balle a la gravité pour rattraper son retard - les hélicoptères ne peuvent pas accélérer si vite que l'image fonctionne avec une masse arbitraire.
Nous avons besoin d'un hélicoptère avec un simulateur de billes d'acier.
L'angle de la balle n'est pas un indicateur utile de sa masse car il représente à la fois la traînée et l'accélération. La courbure de la chaîne peut être plus révélatrice; si vous pouvez estimer la masse par unité de longueur de la chaîne, vous pouvez obtenir la tension.
Il est possible qu'au moment où la photo a été prise (ou créée, au moins), l'hélicoptère et le ballon soient tous les deux immobiles, quoique momentanément dans le cas du ballon. Un aspect clé de l'utilisation de la boule de démolition est qu'elle balance. Vous ne vous contentez pas de voler à 80m / s et espérez éliminer votre cible dès le premier passage. Au moins * je * ne le fais pas :-)
Mais alors, les hélicoptères ont une accélération limitée, ne vous contentez pas de sauter en avant comme un carburant de premier ordre. Si nous avions des chiffres, nous pourrions rendre compte de cette * version *. Bien que ce soit vraiment suffisant pour démontrer une seule façon dont l'image pourrait fonctionner.
Alex Zherebtsov
2018-05-23 01:02:23 UTC
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En effet, la combinaison hélicoptère / boule de démolition existe et faites un travail utile, regardez cette vidéo.

Le film montre comment l'administration norvégienne des routes publiques a éliminé un éventuel éboulement les débris avant de créer une barrière supplémentaire contre les chutes de pierres.

D'abord, ils écrasent la falaise avec une boule de démolition, puis déposent de l'eau sur la même zone à l'aide d'un seau d'eau.

Je noterai qu'ils utilisent une balle beaucoup plus petite. Il semble avoir un diamètre d'environ 1 à 1,5 m.
@Schwern Oui, quelque chose comme ça. Quoi qu'il en soit, la tâche reste très dangereuse, surtout lorsque le rocher doit être brisé quelque part au milieu de la hauteur et que la corde n'est pas assez longue pour que l'hélicoptère soit au-dessus de la falaise.
@Schwern - Ouais, petit mais lourd à coup sûr. Je pense qu'ils ont dit que le ballon pesait 1 800 kg (environ 4 000 livres), soit près de la moitié de la charge maximale (9 000 livres) de l'hélicoptère représentée dans la question.
h22
2018-05-22 23:32:50 UTC
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Si la balle est vide à l'intérieur, elle peut probablement être encore plus grande que l'hélicoptère. Le ZMC-2 était un ballon en métal, suffisamment léger pour voler seul. Il a même des gouvernails qui ressemblent aux pointes de la balle sur la photo. Il est probablement possible d'ajuster la portance du ballon légèrement en dessous de son poids, afin qu'un hélicoptère puisse le «soulever».

Le ZMC-2 était composé de Alclad, le alliage d'aluminium.

Hobbes
2018-05-24 18:13:31 UTC
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Même si la boule de démolition est dans la capacité de charge utile de l'hélicoptère, un problème subsistera.

Le gros problème avec toute charge d'élingue est l'oscillation. Une charge qui oscille à travers un arc exerce une charge sur l'hélicoptère qui tire l'hélicoptère de l'horizontale. Si l'angle de rotation est suffisamment grand, vous perdrez suffisamment de portance pour perdre le contrôle et vous écraser. Les pilotes veillent donc à maintenir la charge dans une position stable.

Une boule de démolition est l'antithèse de cela: elle ne fonctionne que lorsqu'elle se balance. Ainsi, au lieu des 9000 lb cités ci-dessus pour la charge maximale, la balle doit être beaucoup plus légère pour vous assurer que vous pouvez continuer à voler lorsque la balle se balance.

Harper - Reinstate Monica
2018-05-25 20:35:25 UTC
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Comme Therac en parle, le ballon a une masse gérable. Maintenant, en ce qui concerne la vitesse, ces calculs supposent un vol statique vers l'avant et il est probable que cette balle soit balancée tout autour. Cela pourrait expliquer le relâchement des lignes.

En ce qui concerne la stabilisation, nous pouvons nous inspirer des autres personnes qui contrôlent les charges oscillantes du haut d’elles: ceux qui chargent / déchargent le conteneur navires, en laissant tomber le conteneur directement sur les goupilles du conteneur inférieur ou du camion de transport ou du train. Leur règle est simple: restez toujours au-dessus de la charge. Si vous êtes en position X et en position Y, X - Y devient une nouvelle impulsion pour le faire basculer. Vous ne voulez pas faire cela sauf pour annuler le swing existant, et même alors vous devez être "en phase" (ou pour être plus précis, non).

Bien sûr, dans le domaine des boules de démolition, vous voudriez le balancer. Mais il faudrait une gestion prudente (en particulier après la frappe!) Pour s'assurer que le câble ne secoue pas l'hélicoptère dans des directions inattendues et ne provoque pas de bouleversement aréodynamique ou ne projette pas de débris sur l'hélicoptère. Même la poussière qui pénètre à plusieurs reprises dans la turbine peut être un problème.

Chris Johnson
2018-05-25 00:45:52 UTC
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Bien sûr, il est photoshoppé, mais je pense que cela est censé représenter une mine, pas une boule de démolition.

Selon wikipedia, "Les mines flottantes ont généralement une masse d'environ 200 kg, dont 80 kg de explosifs "- voir https://en.wikipedia.org/wiki/Naval_mine. Cela correspond bien à la capacité de charge d'un Blackhawk.

Carlo Felicione
2018-05-22 05:44:09 UTC
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L'image est fausse. Il n'y a pas de slingloads connus pour l'UH-60 qui correspondent à l'image montrée.

Faux? Êtes-vous sûr??? Peut-être que c'est une démonstration de concept par le 160e - ils font des trucs sauvages comme ça, n'est-ce pas? :-)
Sans parler de la stabilité et des ravages de CG en cours de jeu si cette chose devait se balancer comme décrit. Cette réponse est un défi de cadre raisonnable, puisque la question est basée sur un non-sens absolu. En guise de réponse, cependant, il pourrait utiliser un peu plus de viande pour expliquer pourquoi la situation est absurde.


Ce Q&R a été automatiquement traduit de la langue anglaise.Le contenu original est disponible sur stackexchange, que nous remercions pour la licence cc by-sa 4.0 sous laquelle il est distribué.
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