Формула силы тяги

16. Образование силы тяги.

При подаче U на обмотки тягового двигателя, на обмотках тягового двигателя течет ток, образуется вращающий момент, якорь тягового двигателя вращается и через зубчатую передачу вращающий момент передается на колесную пару Мк. Колесо колесной пары прижато к рельсу с силой Р0. Вращающий момент Мк можно заменить парой сил F1 и F2. Сила F1 приложена к центру колеса О, а сила F2 – к ободу колеса в точке А касания его с рельсом. Рельс закреплен! Под действием сил F2 и Р0 возникнут равные им и противоположно направленные реакции со стороны рельса, выраженные силами Fк и R, которые являются внешними силами. Сила R направлена вертикально и не влияет характер движения. Сила реакции рельса Fк и является силой тяги. За счет сцепления колеса с рельсом возникает необходимый упор. При этом силы F2 и Fк уравновешиваются. Под действием силы F1 колеса поворачиваются относительно точки А, как мгновенного центра вращения. Так как мгновенный центра вращения при этом перемещается по поверхности головки рельса слева направо, то и центр колеса (точка О) поступательно движется в том же направлении.

Сумма сил Fк всех движущих колесных пар локомотива называется силой тяги локомотива.

Сила тяги Fк не должна превышать силу сцепления колеса с рельсом.Fк ≤ Fк сцеп.  В противном случае колесо теряет упор и начнется проскальзывание  — боксование. Сила сцепления определяется произведением силы Р0 на коэффициент сцепления колеса с рельсом – Fсцеп = P0 xψ.

Для локомотива Fсцеп = mл xg xψ, где mл — масса локомотива, g – 9,81 м/с2 – ускорение свободного падения, ψ – коэффициент сцепления.

Коэффициент сцепления зависит от материала рельса и колес, состояния их поверхностей, от скорости движения.

Природу силы сцепления часто объясняют наличием шероховатостей на поверхностях колеса и рельса. При таком рассуждении можно считать, что при наличии отшлифованных поверхностей сила сцепления меньше.

Однако, практика доказывает, что при чистых и хорошо обработанных поверхностях сила сцепления выше. Сцепление колес с рельсами объясняется молекулярным сцеплением.

Расчетный коэффициент сцепления локомотива ψк  определяют по эмпирическим формулам для различных типов локомотивов и отдельно в кривых малого радиуса R менее 500 м; например для электровозов переменного тока

Под каждое колесо электровоза нужно подавать песка 400-700 г/мин летом и 900-1500 г/мин зимой.

Склонность колесных пар к боксованию возрастает с увеличением проката бандажей свыше 3÷4 мм и износа рельсов вследствие изменения формы и размеров площадки, по которой соприкасаются колесо и рельс.

Вращающий момент, действующий на колесо Мк = М х μ x ηn, где М – вращающий момент на валу якоря тягового двигателя; μ — передаточное отношение зубчатой передачи; ηn – К.П.Д. зубчатой передачи и моторно-осевых подшипников, который принимается равным 0,975.

Сила F1 действующая на буксу, и по III закону Ньютона букса на колесе действует с силой F3. Пара сил F3 и Fк определяют момент.

Для условия равновесия колеса Fк х Dк/ 2 = Мк, отсюда Fк = 2 Мк / Dк, или

• Мощность электродвигателяPдв = Uдв х Iн х ηподш,, а так же Pдв = Fк х V (H х км/ч),  переводим км/ч в м/с = 1000/(60х60) = 1/3,6
• Pдв = Fк х V / 3,6, отсюда ;
• Сила тяги электровоза:
• , где N – число двигателей электровоза.
• Как видно из формулы  силу тяги локомотива можно изменить конструктивно изменением передаточного отношения зубчатой передачи  или изменением диаметра колеса Dк.

При увеличении передаточного отношения зубчатой передачи сила тяги увеличивается, а при увеличении  диаметра колеса Dк – уменьшается; при этом скорость движения будет изменяться наоборот. Поэтому, для пассажирских локомотивов не так важна сила тяги, как скорость, то =1,53,0, а для грузовых локомотивов не так важна скорость, как сила тяги, то =3,55,0.

Передаточное отношение  — это отношение числа зубьев зубчатого колеса, расположенного на колесной паре, к числу зубьев шестерни, расположенной на валу якоря электродвигателя и показывает, во сколько раз медленнее вращается колесная пара по отношению якоря тягового электродвигателя.

Источник: https://studizba.com/lectures/106-transport/1396-podvizhnoj-sostav-zheleznodorozhnogo-transporta/25752-16-obrazovanie-sily-tjagi.html

Тяга самолета. Тяга двигателя самолета. Тяга реактивного двигателя

Тяга – сила, выработанная двигателем. Она толкает самолет сквозь воздушный поток. Единственное, что противостоит тяге – лобовое сопротивление. В прямолинейном горизонтально установившемся полете они сравнительно равны. Если летчик увеличивает тягу путем добавления оборотов двигателя и сохраняет постоянную высоту, тяга начинает превосходить сопротивление воздуха.

Летательный аппарат (ЛА) при этом ускоряется. Очень быстро сопротивление увеличивается и снова уравнивает тягу. ЛА стабилизируется на постоянной высокой скорости. Тяга – один из самых важных факторов для определения скороподъемности самолета, а именно насколько быстро ЛА может подняться на определенную высоту.

Вертикальная скорость зависит не от подъемной силы, а от запаса тяги, которым обладает самолет.

Тяга реактивного двигателя самолета

Сила тяги двигателя, или его движущая сила, равноценна всем силам давления воздуха на внутреннюю поверхность силовой установки. Тяга некоторых видов реактивных двигателей зависит от скорости и высоты полета.

Для вычисления силы тяги реактивного двигателя часто приходится определять тягу на конкретной высоте, у земли, на взлете и во время какой-либо скорости.

Для ЖРД сила тяги равноценна произведению массы исходящих газов на скорость, с которой они вылетают из сопла двигателя.

Для ВРД (воздушно-реактивный двигатель) сила тяги измеряется как результат массы газов на разность скоростей, а именно скорости воздушной струи, выходящей из сопла двигателя, и скорости поступающего воздуха в двигатель. Проще говоря, данная скорость уравнивается к скорости полета самолета с реактивным двигателем.

Тяга ВРД обычно измеряется в тоннах или килограммах. Важным качественным показателем ВРД является его удельная тяга. Для турбореактивного двигателя – тяга, отнесенная к конкретной единице веса воздуха, который проходит через двигатель в секунду.

Этот показатель позволяет понять, насколько высока эффективность эксплуатации воздуха в двигателе для образования тяги. Удельная тяга измеряется в килограммах тяги на 1 кг воздуха, расходуемого за секунду.

В некоторых случаях применяется другой показатель, который также называется удельной тягой, показывающей отношение количества топлива, которое расходуется, к силе тяги за секунду. Естественно, что чем выше показатель удельной тяги ВРД, тем меньше поперечный вес и размеры самого двигателя.

Показатель полетной или тяговой мощности – это сила, которая задействует реактивный двигатель при конкретной скорости полета. Как правило, измеряется в лошадиных силах.

Величина лобовой тяги говорит о степени конструктивного оптимума реактивного двигателя. Лобовая тяга – это отношение наибольшего показателя площади поперечного сечения к тяге.

Лобовая тяга равна тяге, в кг поделенной на площадь в метрах квадратных.

В мировой авиации наиболее ценится тот двигатель, который обладает высокой лобовой тягой.

Чем совершеннее ВРД в конструктивном отношении, тем меньший показатель его удельного веса, а именно общий вес двигателя вместе с приборами и обслуживающими агрегатами, поделенный на величину собственной тяги.

Реактивные двигатели, как и тепловые вообще, отличаются друг от друга не только по мощности, весу, тяге и другим показателям.

При оценивании ВРД огромную роль играют параметры, которые зависят от собственной экономичности, а именно от КПД (коэффициент полезного действия).

Среди данных показателей главным считается удаленный расход топлива на конкретную единицу тяги. Он выражается в килограммах топлива, которое расходуется за час на образование одного килограмма тяги.
 

Источник: http://avia.pro/blog/tyaga-samoleta

6.6 Сила тяги локомотивов

Тяговые расчеты являются основной частью науки о тяге поездов. Они включают в себя методики для определения массы, скорости и времени хода поезда по перегону, расхода топлива и электроэнергии, длины тормозного пути.

По отношению к неподвижным предметам, в том числе к рельсам, движение поезда рассматривается как поступательное. Считается, что все точки поезда имеют одинаковые скорости по величине и направлению, то есть поезд рассматривается как материальная точка. В то же время эта точка имеет конечный объем и конечную массу.

В реальной жизни поезд представляет собой систему материальных тел, имеющих между собой упругие и жесткие связи. К этим телам относятся вагоны и локомотивы. Упругими связями являются ударно-тяговые приборы, осуществляющие сцепление вагонов между собой. Жесткими связями являются рельсы, если пренебречь их упругостью.

На поезд действует большое количество сил, которые делятся на внешние и внутренние. Внешние силы исходят от тел, не входящих в рассматриваемую систему. Это притяжение земли, реакции рельсов, сопротивление воздуха.

Внутренние силы — это силы взаимодействия между отдельными элементами материальной системы. Эти силы всегда парные, то есть равны по величине, действуют по одной линии и противоположно направлены.

В материальной системе равнодействующая внутренних сил и их результирующий момент относительно любой оси равны нулю. Следовательно, центр тяжести тела не может изменить своего положения под действием внутренних сил. Для этого необходимо иметь внешние силы.

Значит и движение поезда возможно только под действием внешних сил.

В тяговых расчетах рассматриваются только те внешние силы, которые действуют на поезд по направлению движения. Их можно объединить в три группы. К первой группе относится сила, передающаяся от локомотива. Это сила тяги F. Ко второй группе относятся естественные силы, препятствующие движению W. К третьей группе относятся искусственные силы, препятствующие движению. Это тормозные силы В.

Сила тяги создается тяговым двигателем локомотива, который в свою очередь создает вращающий момент М (рис. 6.21). Точка А является опорой колеса на рельс.

Если к колесу приложен момент М, направленный по часовой стрелке, то его можно заменить парой сил F и F1 Сила F приложена в точке О через буксы к раме тележки и направлена по движению. Сила Fl приложена в точке А к рельсу и направлена против движения.

Она стремится создать проскальзывание опорной точки колеса в сторону, противоположную движению.

В результате равенства сил F1 и F2 освобождается сила F для осуществления движения локомотива. В тяговых расчетах силой тяги локомотива считают горизонтальную реакцию F2 Так как сила F2 направлена по касательной к ободу колеса, ее называют касательной силой тяги. Для локомотива в целом касательная сила тяги определяется как сумма касательных сил каждого колеса и обозначается FK.

При эксплуатации локомотива желательно реализовать как можно большие значения силы тяги, но это возможно только до определенной ее величины. Так как сила F2 является как бы упором, препятствующим силе F1 сдвинуть колесо по рельсу, то ее можно назвать силой сцепления между колесом и рельсом.

Сила сцепления имеет природу сил трения и в первом приближении она равна произведению нормального давления колеса Q на коэффициент сцепления Ψк колеса с рельсом:

Fсц = Q*ΨкСила тяги может возрастать лишь до тех пор, пока она не достигнет предельной силы сцепления колес с рельсами. Если вращающий момент тягового двигателя будет продолжать увеличиваться, то сцепление между колесами и рельсом нарушается, и колеса начинают проскальзывать (буксовать). В теории тяги принято измерять давление Q в тоннах, а силу тяги в килограммах.

• Тогда максимальное значение силы тяги будет для одного колеса

F2 = 1000Q*ΨKВеличина коэффициента сцепления зависит от множества факторов, из которых основными являются: наличие на рельсах загрязнений и влаги (рис. 6.22), род двигателя локомотива, температура колес и рельсов, нагрузка от колеса на рельс (чем больше нагрузка, тем выше коэффициент сцепления), скорость движения, тип тормоза (колодочный или дисковый).

Определить величину коэффициента сцепления расчетным путем невозможно, поэтому применяются экспериментальные методы.

Опытные поездки дают большой разброс значений коэффициентов сцепления в результате действия множества различных факторов, случайно изменяющихся в процессе движения.

Соответственно и сам коэффициент сцепления можно рассматривать как случайную величину, изменяющуюся однако в определенных пределах от 0,4 при благоприятных условиях до 0,1 при неблагоприятных.

Расчетные значения коэффициентов сцепления устанавливаются правилами тяговых расчетов (ПТР) в зависимости от типа локомотива и скорости движения.

Источник: https://www.vagoni-jd.ru/razdel_06-6-sila-tiagi/

Что такое сила тяги и по какой формуле её находить ?

Разберёмся в вопросе, что такое сила тяги. Как следует из самого названия – это сила, которую необходимо прикладывать к телу, чтобы оно находилось в состоянии постоянного движения.

Если её убрать, то тело, будь то автомобиль, электровоз, космическая ракета или санки, со временем остановится. Это произойдёт потому, что на тело всегда действуют силы, которые заставляют его стремиться к состоянию покоя:

• силы трения (покоя, качения, скольжения),
• сопротивления воздуха (газа),
• сопротивления воды и др.

Первый и второй законы Ньютона

Обратимся к законам Ньютона, которые хорошо описывают механическое движение тел. Из школьной программы мы знаем, что есть первый закон Ньютона, который описывает закон инерции.

Он гласит, что любое тело, если на него не действуют силы, или если их равнодействующая равна нулю, движется прямолинейно и равномерно, или же находится в состоянии покоя.

Это означает, что тело, пока на него ничто не действует, будет двигаться с постоянной скоростью v=const или пребывать в состоянии покоя сколько угодно долго, пока какое-то внешнее воздействие не выведет тело из этого состояния. Это и есть движение по инерции.

на него также не будут действовать никакие внешние силы, кроме силы инерции, стремящейся двигать тело в том направлении, в каком оно двигалось до воздействия. Тут мы приходим к рассмотрению второго закона Ньютона, который также справедлив в инерциальных системах отсчёта, т. е.

в таких системах отсчёта, в которых тело движется с постоянной скоростью либо находится в покое.

Этот закон утверждает, что для того, чтобы вывести тело из состояния покоя или равномерного движения, к нему необходимо приложить силу, равную F=m•a, где m — это масса тела, a — ускорение, сообщаемое телу. Зная эти законы, можно рассчитать силу тяги (двигателя автомобиля, ракетного двигателя или, например, лошади, тянущей нагруженную повозку).

Примеры из жизни

Насколько вы сильны?

Рассмотрим простейший пример. Ваш ребёнок сел на санки и просит вас его покатать. С какой силой вам нужно тянуть эти санки, чтобы ребёнок остался доволен быстрой ездой ? Пока санки с ребёнком остаются в состоянии покоя, все силы, действующие на них, уравновешены.

Состояние покоя — это частный случай инерции. Здесь на санки действуют две силы: тяжести Fт = m•g, направленная вертикально вниз, и нормального давления N, направленная вертикально вверх. Поскольку санки не движутся, то N – m•g = 0.

Тогда из этого равенства следует, что N = m•g.

Когда вы решили покатать своего ребёнка, вы прикладываете силу тяги (Fтяги) к санкам с ребёнком. Когда вы начинаете тянуть санки, возникает сопротивление движению, вызванное силой трения (Fтр.), направленной в противоположную сторону.

Это так называемая сила трения покоя. Когда тело не движется, она равна нулю. Стоит потянуть за санки — и появляется сила трения покоя, которая меняется от нуля до некоторого максимального значения (Fтр. max). Как только Fтяги превысит Fтр.

max, санки с ребёнком придут в движение.

Чтобы найти Fтяги, применим второй закон Ньютона: Fтяги – Fтр.max = m•a, где a – ускорение, с которым вы тянете санки, m – масса санок с ребёнком. Допустим, вы разогнали санки до определённой скорости, которая не изменяется.

Тогда a = 0 и вышеприведённое уравнение запишется в виде: Fтяги – Fтр. max = 0, или Fтяги = Fтр.max. Есть известный закон из физики, который устанавливает определённую зависимость для Fтр.max и N. Эта зависимость имеет вид: Fтр.

max = fmax • N, где fmax – максимальный коэффициент трения покоя.

Если в эту формулу подставить выражение для N, то мы получим Fтр.max = fmax•m•g. Тогда формула искомой силы тяги примет вид: Fтяги = fmax•m•g = fск•m•g, где fск = fmax – коэффициент трения скольжения, g – ускорение свободного падения. Допустим, fск = 0,7, m = 30 кг, g = 9,81 м/с², тогда Fтяги = 0,7 • 30 кг • 9,81 м/с² = 206,01 Н (Ньютона).

Насколько силён ваш автомобиль?

Рассмотрим ещё пример. У вас есть автомобиль, мощность двигателя которого N. вы едете со скоростью v.

Как в этом случае узнать силу тяги двигателя вашего автомобиля ? Поскольку скорость автомобиля не меняется, то Fтяги уравновешена силами трения качения, лобового сопротивления, трения в подшипниках и т. д. (первый закон Ньютона).

По второму закону Ньютона она будет равна Fтяги = m•a. Чтобы её вычислить, достаточно знать массу автомобиля m и ускорение a.

Но что делать, если масса автомобиля m, коэффициент трения качения f и время разгона t неизвестны ? Тогда можно поступить по-другому. Двигатель вашего автомобиля при разгоне совершил работу A = Fтяги • s.

Поскольку формула расстояния имеет вид s = v•t, то выражение для работы будет таким: A = Fтяги • v • t. Разделив обе части этого равенства на t, получим A/t = Fтяги • v. Но A/t = N – это мощность двигателя вашего автомобиля, поэтому N = Fтяги • v.

Отсюда уже получим искомую формулу: Fтяги =N/v.

Допустим, вы разогнали свой автомобиль до скорости v = 180 км/ч, а мощность его двигателя N = 200 л. с. (лошадиных сил). Чтобы вычислить Fтяги двигателя, необходимо прежде перевести указанные единицы измерения в единицы СИ, т. е. международной системы измерения.

Здесь 1 л. с. = 735,499 Вт, поэтому мощность двигателя составит N = 200 л. с. • 735,499 Вт/л. с. = 147099,8 Вт. Скорость в системе СИ будет равна v = 180 км/ч = 180 • 1000 м/3600 с = 50 м/с.

Тогда искомое значение будет равно Fтяги = 147099,8 Вт/50 (м/с) = 2941,996 Н ~ 2,94 кН (килоньютона).

Около 3 килоньютонов. Много это или мало ? Допустим, вы жмёте 100 килограммовую штангу. Чтобы её поднять, вам нужно преодолеть её вес, равный P = m•g = 100 кг • 9,81 м/с² = 981 Н (ньютон)~0,98 кН.

Полученное для автомобиля значение Fтяги больше веса штанги в 2,94/0,98 = 3 раза. Это равносильно тому, что вы будете поднимать штангу массой в 300 кг. Такова сила тяги двигателя вашего автомобиля (на скорости 180 км/ч).

Таким образом, зная школьный курс физики, мы можем с лёгкостью вычислить силу тяги:

• человека,
• лошади,
• паровоза,
• автомобиля,
• космической ракеты и всех прочих видов техники.

• Видео
• В нашем видео вы найдете интересные опыты, поясняющие, что такое сила тяги и сила сопростивления.

Источник: https://LivePosts.ru/articles/education-articles/fizika/chto-takoe-sila-tyagi-i-po-kakoj-formule-eyo-nahodit

Формула силы тяги

• ОПРЕДЕЛЕНИЕ
• Сила тяги при рассмотрении транспортных средств называется внешней силой, которая должна быть реализована с использованием машины или механизма для перемещения груза.
• Сама по себе концепция «тяговой силы» имеет смысл только по отношению к любому транспортному средству, например, говорить о тяговой силе автомобиля, самолета, лошади, тянуть сани.
• Единицей измерения силы является Н (Ньютон).

Очень заманчиво заключить, что источником тяги автомобиля является его двигатель.

Однако это неверно. Внутренние силы одной части системы (двигателя), действующие на другую часть системы (колеса), не могут ускорить всю систему (весь автомобиль), так как это противоречит закону сохранения импульса. Источником тяги являются внешние воздействия.

В случае с автомобилем это сила трения колес на поверхности дороги, в случае корабля — сила струи воды, выброшенной пропеллером.

Нет единой универсальной формулы для расчета силы тяги. Сила тяги определяется конструкцией транспортного средства и физическими условиями проблемы.

1. Примеры решения проблем по теме «Тяга»
2. ПРИМЕР 1

Задача

Автомобиль весом 4 тонны движется по ровной дороге с ускорением . Найдите силу тяги двигателя автомобиля, если коэффициент трения .

Решение

Мы делаем картину:

При движении по машине сила тяжести , сила реакции опоры , сила трения и тяговое усилие действуют. Под действием этих сил автомобиль движется с ускорением .

Согласно второму закону Ньютона:

Введем систему координат, как показано на рисунке, и запишем это векторное равенство в проекциях на оси координат.

Сила трения . Из второго уравнения . Поэтому мы можем написать ( . Замените значение силы трения в первом уравнении и определите силу тяги автомобильного двигателя:

• Ускорение силы тяжести
• Подставляя в формулу численные значения физических величин, вычисляем:

Ответ

1. Двигатель двигателя тяги
2. ПРИМЕР 2

Задача

Автомобиль весом 4 тонны движется в гору с наклоном 1 м на каждые 25 м пути с постоянной скоростью. Найдите силу тяги двигателя автомобиля, если коэффициент трения

Решение

Мы делаем картину:

В этом примере, как и в предыдущем, при движении автомобиля сила тяжести , сила реакции поддержки , сила трения и тяговое усилие действуют на автомобиль. И под влиянием этих сил автомобиль движется в гору с постоянной скоростью, то есть ускорение автомобиля .

• Согласно второму закону Ньютона:
• Запишем это векторное равенство в проекциях на оси координат:
• Из второго уравнения и силы трения .
• Подставляя значение силы трения в первое уравнение, мы определяем силу тяги:
• Из геометрии проблемы:
• Наконец, сила тяги двигателя:

Ответ

Усилие тяги автомобильного двигателя

Нужны оригинальность, уникальность и персональный подход? Закажи свою оригинальную работу УЗНАТЬ СТОИМОСТЬ

Источник: https://sciterm.ru/spravochnik/formula-sili-tyagi/

Сила тяги или тяговое усилие лошади

• Сила тяги – суммарная активная деятельность мышц животного, которую использует лошадь при передвижении сельскохозяйственного орудия или повозки, преодолевая их сопротивление передвижению.
• Нормальной, или оптимальной силой тяги лошади называется сила, с которой лошадь проявляет нормальную работоспособность без переутомления, в течение продолжительного времени.
• Величина сила тяги у лошадей различна:
• а) у мелких, с живой массой до 400 кг – 15 %;

б) у средних, с ж.м. 400- 500 кг – 14 %;

в) у крупных, с ж.м. более 600 кг – 13 % по отношению к общей массе тела.

Крупные лошади, как правило, отличаются  большей силой тяги, чем более мелкие, но по отношению к массе тела, у крупных она меньше в процентном отношении. Академик Горячкин В. П. и проф. Вюст предложили единую формулу для определения нормальной силы тяги лошади.

1. P=Q/9+12,
2. где P – нормальная тяговая сила; Q – масса лошади; 9; 12 – постоянные коэффициенты.
3. Тяговое сопротивление – сопротивление, преодолеваемое лошадью силу сопротивления воза или с/х орудия.
4. а) Для ровного пути: P=g f
5. б) При подъеме
6. P = g f + g sin α,
7. где P – тяговое сопротивление;
8. g – масса повозки и груза;
9. f – коэффициент сопротивления дороги;
10. sin α – угол подъема пути.
11. Тяговое сопротивление при пахоте (в кг) определяют произведением ширины захвата  плуга и глубины вспашки (в см) на коэффициент сопротивления почвы или пахоты: а) легкой – 0,2; б) средней – 0,3; в) тяжелой – 0,4.
12. Тягловое сопротивление с/х машин и орудий указывается в их паспортах.

Таблица. – Коэффициенты сопротивления повозок и сельскохозяйственных орудий на конной тяге (по А.С. Красникову, С. А. Козлову, В. А. Парфенову)

Характеристика дорог	Наименование повозок, саней	Коэффиц. сопротив дороги	Тяговое сопротив. на 1ц воза с грузом и без
Грунтовые дороги
Дорога сухая, накатанная	на железном ходу	0,05	5
Дорога сухая, накатанная	на дерев. ходу	0,07	7
Дорога грязная, выбитая	на железном ходу	0,1–0,15	10–15
Дорога по песку(плотная, сыпучая.)	на железном ходу	0,2–0,3	20–30
Дорога по вспаханному полю или по старой пашне	на железном ходу	0,2–0,15	20–15
Поле со стерней	на железном ходу	0,1	10
Шоссе и булыжная мостовая
Хорошее состояние Среднее состояние	на желез. ходу на желез. ходу	0,03 0,05	3 5
Асфальтированная дорога
Среднее состояние	на железном ходу	0,02	2
Зимние дороги
Хорошо накатанная Слабо накатанная, замет. Разбитая, сильно заметенная	Сани с подрез. Сани с подрез. Сани с подрезами	0.04 0,08 0,12	4 8 12

Таблица 9.2 – Сельскохозяйственные машины и орудия

С.-х. машины, орудия	Описание орудия, машины; Условия работы	Ширина захвата, см	Тяговое сопротивление
среднее	от-до
Плуг однокорпусный Сеялка дисковая Сенокосилка Конные грабли	Глубина пахоты 16см 8 дисков — —	25 115 130 180	120 82 100 30	80-160 74-91 80-130 20-40

• Величина работы.
• Механическую работу лошади определяют в килограммометрах (кгм)
• R = P S,
• где P  – сила тяги; S- путь.

Производительность на транспортных работах исчисляют в тонно-километрах, путем умножения массы груза (в тоннах), на длину пути (км). Нормальная нагрузка на повозку упряжной лошади обычно бывает немного больше массы животного, максимальная — для крупной в 4 и мелкой в 5 раз.

Понятие «Легкая», «Нормальная» и «Тяжелая» работа определяется величиной тягового сопротивления по отношению к массе лошади и продолжительностью работы.

Работу считают тяжелой, если в течение рабочего дня тяговое сопротивление, составляет 20%  больше массы лошади; легкой — когда она меньше 10% массы животного. Чтобы установить дневную выработку лошади, нужно знать ширину захвата с/х орудия, скорость движения животного, продолжительность работы.

Деление площади обработки в м² на 10 000,  получаем площадь обработки в гектарах.

Скорость. Скорость наряду с силой тяги является одним из основных рабочих качеств лошади.

1. Формула скорости (в м/сек, или км/час)
2. V = S/T;   S = t V,
3. где V – скорость; S – путь; Т-время;   t – продолжительность работы
4. Обычная скорость движения лошади:
5. а) шагом – 1,5–2 м/сек.(4–8 км/ч);
6. б) рысью – 3–4 м/сек (10–12 км/ч);
7. в) галопом – 6–8 м/сек ( 20–25 км/ч).

На с.-х. работах наиболее эффективно движение лошади шагом с нормальной силой тяги.

• Сила тяги, скорость движения и время работы лошади находятся в определенной зависимости.
• R=P S=P V t,
• где R – работа; Р – сила тяги; S – путь; V – скорость движения; t – продолжительность работы.
• Мощность.
• Мощность лошади – это количество работы, производимой ею за определенное  время, определяется по формуле:
• N=R/T=P S/T= P V,
• где R – величина работы; Т – время; Р – сила тяги; S – путь; V – скорость.

Единица мощности – лошадиная сила (ЛС) составляет  75 кгм/сек. Мощность в одну Л. С. проявляет животное весом в 500кг. Среднюю мощность рабочих лошадей исчисляют в 0,6–0,7 Л.С.

В короткие промежутки времени на максимальную грузоподъемность лошади могут проявлять мощность в 20 раз (и больше)  большую, чем при нормальных условиях.

Способность лошади сохранять работоспособность, и быстро, после непродолжительного отдыха восстанавливать силы характеризует ее выносливость.

Клинические показатели здоровой лошади в состоянии покоя: число дыханий в минуту 8–16; пульс – 36– 44 удара; t – тела – 37,5–38,5.

Учащение дыхания до 100 и пульса до 120 ударов в минуту и повышения t тела до 40 и выше во время работы, указывает на чрезмерное напряжение лошади.

Если такое состояние сохраняется после 30 минутного отдыха, это значит, что утомление лошади достигло, крайнего предела.

Работа верховых и вьючных лошадей. Нормальная нагрузка верховой и вьючной лошади 100–120 кг, максимальная – до 1/3 их массы. Верховая лошадь массой 450–500 кг при движении затрачивает энергии на 1км пути:

1. а) шагом – 300–400 ккал;
2. б) рысью –  410–450 ккал;
3. в) полевым галопом – 500–550 ккал;
4. г) резвым галопом – 720–800 ккал.

Источник: https://rosagroportal.ru/article/current/580/sila_tyagi_ili_tyagovoe_usilie_loshadi

Лошадиная сила

ТЯГА НА КРЮКЕ

Этот тракторный параметр не вписывают в технические характеристики автомобиля, заменяя его лукавым градусом преодолеваемого подъема. На первый взгляд этого достаточно — землю на машине не пахать. Зато для буксировки прицепа или вызволения застрявшего автомобиля тяговая сила тягача едва ли не самое главное.

Обычная лощадь показала весьма достойный результат —ее тяга (500 кгс) равна собственному весу.Обычная лощадь показала весьма достойный результат —ее тяга (500 кгс) равна собственному весу.

На практике ориентироваться на эти градусы особо не стоит: они — для идеальных условий сцепления с покрытием. Уж коли под колесами асфальт, то есть какая-никакая дорога, возможностей любого современного авто для преодоления подъемов должно хватить за глаза.

Другое дело, если нужно взобраться по заснеженному, обледенелому или просто грязному склону — тут расклад иной. Тяги на колесах может быть и с избытком, а машина не едет — скользит, сползает под откос.

Электронная блокировка дифференциала заставляет работать оба ведущих колеса.Электронная блокировка дифференциала заставляет работать оба ведущих колеса.

Даже на интуитивном уровне все водители представляют, какой автомобиль обладает большими тяговыми возможностями при прочих равных. Случись нужда в тягаче, ищут технику помощнее, потяжелее и, желательно, полноприводную. Главное — реализовать как можно больший момент на колесах.

Чем же он ограничен? С одной стороны, так сказать, «изнутри» —характеристиками двигателя и трансмиссии (не забудем, что момент, приходящий на колесо, определяется не только передаточным числом трансмиссии, но и схемой привода и наличием блокировок).

С другой, «снаружи», реализация его зависит от коэффициента сцепления колес с дорогой. Вытаскивая свой или чужой автомобиль, водитель стремится найти золотую середину, то есть дать достаточно «газу», чтобы сдвинуть машину с места, не сорвав при этом колеса в пробуксовку.

Только так можно достичь максимальной «тяги на крюке».

Хорошие цепи противоскольжения позволяют двигаться по укатанному снегу и льду почти как по асфальту.Хорошие цепи противоскольжения позволяют двигаться по укатанному снегу и льду почти как по асфальту.

Конечно, зная момент двигателя, передаточное отношение трансмиссии, радиус качения ведущих колес и сцепной вес, эту силу можно вычислить. Но результат будет приблизительным.

Для более точных расчетов нужно знать КПД трансмиссии, коэффициент сцепления ведущих колес с дорогой, скоростную характеристику двигателя и другие «мелочи». Интересующиеся могут найти методику расчета в учебниках, в разделе «Тяговая динамика автомобиля».

Но суха теория и даже самый тщательный расчет не даст точной цифры — исходные параметры изменчивы.

Каковы же реальные тяговые возможности легковых автомобилей в разных дорожных условиях? Зная их, легко определить допустимую загрузку машины и вес прицепа для любого маршрута и состояния дороги. Особенно актуально это зимой, когда под колесами промерзший асфальт, гололед и укатанный снег.

Силу тяги, развиваемую автомобилями на разных покрытиях, определяли лабораторным динамометром.Силу тяги, развиваемую автомобилями на разных покрытиях, определяли лабораторным динамометром.

СИЛЬНЫЙ, НО ЛЕГКИЙ

В абсолютных чемпионах по развиваемой тяге, конечно же, полноприводники.

Достаточно мощный двигатель, понижающий ряд в трансмиссии, блокировка мостов и стопроцентная реализация сцепного веса позволяют развить тягу, почти равную фактическому весу машины.

Почти — потому, что у обычных шин даже на отличном сухом и чистом асфальте коэффициент сцепления около 0,9. На практике же он редко превышает 0,8. Укатанный снег в морозы дает около 0,4, а в оттепель лишь немного превосходит гололед.

Буксование на снегу очень быстро приводит к образованию обледенелой лунки, выбраться из которой без пары лопат песка будет невозможно.Буксование на снегу очень быстро приводит к образованию обледенелой лунки, выбраться из которой без пары лопат песка будет невозможно.

Снег, особенно чуть подтаявший, не только исключает возможность движения с прицепом, но даже без него делает автомобиль беспомощным. Малейший подъем становится непреодолимым препятствием.

Дать небольшой шанс могут шипованные шины.

А вот хорошие цепи противоскольжения (в нашем эксперименте работали «Кегель» — с продольными и поперечными ветвями и звеньями из проволоки квадратного сечения) обеспечивают вполне уверенную езду по самому скользкому льду.

Передне- и заднеприводные автомобили по-разному проявляют свои особенности тяги. На первые почти не влияет их загрузка, разве что передний пассажир может добавить немного сцепного веса. Зато вторые, особенно при достаточной мощности двигателя, лучший результат показывают с пассажирами на заднем сиденье и загруженным багажником — весь дополнительный вес идет на ведущие колеса.

Отсюда еще один вывод: если застряли на переднеприводной машине, выбираться своим ходом лучше на пустой. У классической больше шансов, если загрузить багажник. Выталкивать же и ту, и другую руками легче, разумеется, пустую.

Однако если на ровной дороге наибольшую тягу развивает груженая машина, то на подъеме лишний вес только во вред, особенно для переднеприводного автомобиля. В первом приближении на подъеме в 10% каждая тонна собственного веса машины вычитает из тяги 100 кгс. А если еще прицеп сзади, что останется на преодоление подъема?

Кстати, в нашем эксперименте участвовала и самая обыкновенная крестьянская лошадь — конь по кличке Марс, «оборудованный» на тот момент летними (нешипованными) подковами. Так вот, при собственном весе около 500 кг, он на подмерзшем заснеженном грунте легко реализовал все 100% сцепного веса — динамометр показал 500 кгс.

Но самое забавное, что, почувствовав невыполнимость задачи (утащить заторможенный УАЗ ему не удалось), Марс не стал попусту буксовать, а просто сбавил «обороты». Оказывается, даже лошадь знает, что в натяг — эффективнее. И если поблизости не оказалось тягача, крестьянская лошадка вполне заменит пусть не «Беларусь», но уж «Ниву» — точно.

И колеи — не испортит!

Лошадиная силаЛошадиная сила

Источник: https://www.zr.ru/content/articles/15752-loshadinaja_sila/

Тема 2. Тяга, мощность и удельные параметры авиационных двигателей

2.1. Двигатель и силовая установка

Следует различать
понятия двигатель
и силовая
установка.

Двигателем
принято называть устройство, участвующее
в создании тяги (или мощности), необходимой
для движения летательного аппарата.
Двигатель является составной частью
силовой установки, той ее частью, которая
изготавливается и поставляется
двигательным заводом.

Авиационной
силовой установкой называют
конструктивно объединенную совокупность
двигателя с входным и выходным устройствами
(с теми их элементами, которые
изготавливаются на самолетостроительном
заводе), встроенную в конструкцию планера
(фюзеляжа или крыла) или скомпонованную
в отдельных двигательных гондолах.

Силовая
установка, помимо двигателя, входного
и выходного устройств, включает в себя
еще системы топливопитания, смазки,
запуска и автоматического управления,
обеспечивающие ее надежное функционирование,
а также узлы крепления, необходимые для
передачи усилий от двигателя к планеру.
В теории авиадвигателей эти системы и
узлы не рассматриваются.

2.2. Тяга реактивного двигателя

Под тягой
двигателя Рпонимают тягу
без учета внешних сопротивлений входных
и выходных устройств и других элементов
силовой установки.

Тяга реактивного двигателя определяется
по формуле:

Эта формула получила
наименование формулы
Стечкина.

Она
была впервые получена Борисом
Сергеевичем Стечкиным
в его знаменитой работе «Теория воздушного
реактивного двигателя», опубликованной
в 1929 г.

Она выведена в предположении,
что двигатель расположен в мотогондоле,
векторы скорости истечения и скорости
полета параллельны оси двигателя, а
внешнее обтекание двигателя является
идеальным, т.е.

происходит без трения,
отрыва потока и без скачков уплотнения.

В формуле Стечкина
в ряде случаев могут быть сделаны
упрощения. Так, если пренебречь тем, что
расходы воздуха на входе в двигатель и газа на выходе из негоотличаются, получим.

отличается отпо той причине, что в ГТД подводится
топливо и могут быть отборы воздуха на
нужды летательного аппарата.

При полном расширении газа в сопле до
атмосферного давления (рс=рН)
формула тяги приобретает еще более
простой вид

2.3. Эффективная тяга силовой установки

Под эффективной тягой силовой
установки Рэфпонимают
ту часть силы тяги двигателя, которая
непосредственно используется для
движения самолета, т.е.

идет на совершение
полезной работы по преодолению лобового
сопротивления и инерции летательного
аппарата.

ВеличинаРэфравна
тяге двигателяРза вычетом всех
внешних сопротивлений, создаваемых
самой силовой установкой.

Внутренние силы
представляют собой сумму сил давления
и трения, действующих на рабочие
поверхности силовой установки изнутри.
Величина равнодействующей внутренних
сил зависит от термодинамического
совершенства рабочего процесса двигателя
и практически не зависит от способа
установки двигателя на летательном
аппарате.

Наружные силыпредставляют
собой совокупность сил давления и
трения, действующих на силовую установку
со стороны обтекающего ее внешнего
потока. Эти
силы существенно зависят от способа
размещения силовой установки на
летательном аппарате.

Рассмотрим наиболее
простой с точки зрения учета условий
внешнего обтекания случай — изолированная
силовая установка в отдельной мотогондоле.

Наружная поверхность
силовой установки здесь условно разделена
на три части: лобовую часть вх–М,
центральную часть М–и кормовую часть–c.

Набегающий
поток воздуха разделяется поверхностью
тока Н–1–2–вх
на внутренний, проходящий через двигатель,
и внешний, обтекающий силовую установку
снаружи.

Сечения в невозмущенном потоке
перед силовой установкой, на входе в
воздухозаборник и на выходе из сопла
двигателя обозначим Н–Н,
вх–вх
и с–с.

Соответственно, площади нормальных
сечений будут FН,
Fвх
и Fс.

Главной причиной
возникновения внешнего сопротивления
силовой установки при сверхзвуковых
скоростях полета является повышение
давления на головном участке гондолы
вх–М
и наличие разрежения на ее кормовом
участке –c.
К этому прибавляется сопротивление от
сил трения по всей поверхности гондолы
от сечения вх–вх
до сечения с–с.

Эффективная тяга силовой установки,
согласно определению, равна

• где Rвн– равнодействующая
  сил давления и трения, действующих на
  внутренние поверхности силовой установки;
• Rнар– равнодействующая сил
  давления и трения, действующих на всю
  наружную поверхность гондолывх–М––c.
• Зная характер
  распределения давлений по наружной
  поверхности гондолы, величину силы Rнар
  можно определить непосредственным
  интегрированием сил давления и трения
  по этой поверхности. Тогда

где иXтр 
– равнодействующие сил давления и
трения, приложенные к наружной поверхности
гондолы;dF =dS cos– проекция элемента поверхности
гондолы на плоскость, перпендикулярную
направлению полета (– угол между нормалью к элементу
поверхности и этой плоскостью).

Величину Rвнопределим,
пользуясь уравнением сохранения
количества движения для некоторого
контрольного объема, включающего все
внутренние поверхности силовой установки.
В качестве такого контрольного объема
выберем объем внутренней струи,
заключенный между сечениямиН–Нис–с.

где pН FНиpсFс– силы давления,
приложенные к торцевым поверхностям
выделенного участка струи;

png» width=»55″>–
равнодействующая сил давления, приложенных
к боковой поверхности струи токаН–1–2–вх;Rвн –
равнодействующая сил давления и трения,
действующих на внутренние поверхности
силовой установки (равная по модулю
силе

Отсюда находим

Подставляя выражения Rнариз
(2.6) иRвниз (2.8) в уравнение
(2.5), получим

Для перехода от абсолютных давлений к
избыточным воспользуемся следующим
очевидным тождеством:

Оно позволяет выражение (2.9) привести к
виду

Эта формула
является общим выражением эффективной
тяги для силовой установки рассмотренной
схемы. При
этом необходимо иметь в виду, что тяга
реактивного двигателя является векторной
величиной. Если формулу (2.

9) представить
в векторной форме, то вектор тяги
необязательно будет направлен вдоль
оси двигателя, как было принято при
выводе, а может отклоняться от нее,
например, при полетах со значительными
углами атаки или при повороте сопла.

Источник: https://studfile.net/preview/3215795/page:2/