传送带上的飞机

Airplane-Treadmill problem

发现好多 blog (BoingBoingDavid Pogue of NYT,PostShow和菜头)都在讨论一个关于传送带上的飞机( Airplane-Treadmill )的问题。这个话题实际上已经很老了(The Straight Dope, kottke.org)。

最近讨论的版本是这样的:

一架飞机停在跑道一样巨大的传送带上。传送带设计成与飞机轮子的速度保持一致,就是方向相反。请问,飞机能起飞么?

我想答案是否定。因为飞机与地面,与空气间没有相对运动,所以根本没有向上的提升力。

但有的人说飞机能起飞。他们说,飞机的轮子自由滚动,不是引擎驱动的,飞机起飞与否与轮子的速度无关,所以和传送带的速度也没关系。引擎通过空气的反作用力推动飞机……等等。

但是,只要飞机开始相对地面运动,轮子和传送带的速度就不一致了。所以纯粹从这个问题给定的条件来推理,答案应该是否。

当然,如何设计这样一个传送装置,让它与轮子的速度一直保持一致,是个问题。需要精确了解轮子与传送带之间的摩擦力。估计传送装置必须转动得非常快,以至于它通过轮子的摩擦力给飞机的阻力正好抵消飞机引擎的推力。:)

像所有的 brain teaser(是否可以翻译成脑筋急转弯?),问题的遣词造句很重要的。

另外,这里说的飞机不是直升机。:)

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10 Responses to “传送带上的飞机”

  1. biantaishabi says:

    让我想起来了我大学时候上过的一门课飞行控制原理. 考试的时候还有一个题, 说是为什么航空母舰上飞机起飞的时候航母要逆风航行.

    这个题之所以能引起这么大的讨论, 还是因为这个不可能实现的怪怪的条件吧. 那点点滚动摩擦力怎么可能能抵过引擎的强大推力呢.

  2. 路上有惊慌 says:

    啊,在这种时候,塞克们是多么神气啊!像我这种生活休闲类bloger,就只能在一旁默默地、艳羡地看着你们讨论。

  3. 路上有惊慌 says:

    啊,是不是我写错了呢?

  4. 桑葚 says:

    但是讨论别的什么的时候,我们就装作看不见啦。

  5. Platinum says:

    传送带不行,风洞应该可以让普通飞机垂直起降吧?如果能把速度控制的非常精确的话

    不过怎么讨论都是中学物理……

  6. 两字.一题…

    从和菜头那里看到,这个网站正在测试,用测试账户可以找到一些”字”, 都出自大师[或者说大师的字体]。不过数量有限。
    很多人都找来了自己的名字。我这儿贴的,是之前所念中学…..

  7. [...] 桑林志 » 传送带上的飞机 [...]

  8. solowoo says:

    肯定不能光靠輸送帶起飛。原因你已說了,飛機的抬升力來自空氣流過翼面兩側的速度差距。
    不過,用來縮短跑道距離,也許還是有點用的。

  9. 尉迟方 says:

    “估计传送装置必须转动得非常快,以至于它通过轮子的摩擦力给飞机的阻力正好抵消飞机引擎的推力。”

    从物理角度上说摩擦力只和摩擦系数和压力有关,和转速无关。

    所以条件本身不可能实现,动力大于摩擦力,飞机肯定会前行。

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