Por que o avião não acelera / avança quando está em repouso, se a hélice está girando?

When you start the engine in the c172, the blades on the prop are spinning - but the plane doesn't move at all.

Quando a hélice está inativa em seu ar obviamente em movimento, você pode ver, sentir e ouvir, no entanto, ela simplesmente não está girando rápido o suficiente para fornecer força suficiente para superar a força do avião sentado no chão. Basicamente, isso é composto por resistência ao ar por fricção, bem como por uma pressão limitada de freio que é normalmente aplicada. Com mancais novos, em piso plano, um propulsor em marcha lenta pode muito bem puxar um avião para frente. Para o registro, é uma questão de certificação que os freios de uma aeronave possam segurá-la no lugar em plena aceleração. Também é preciso um pouco mais de força para fazer um avião rolar do que para continuar rolando. Você precisa quebrar a fricção estática para obter a rolagem, mas apenas fornecer energia suficiente para superar a fricção cinética.

De um modo geral, o atrito estático é maior do que o atrito cinético,

( fonte )

When taxiing out, it feels like the forward motion is being provided by the wheels - like in a car.

A primeira vez que você está em um pequeno avião, associa-o a um carro. Você igualar esse sentimento com um carro e assim você pensa intuitivamente que os pneus estão empurrando você. Em um carro você não poderia dizer a diferença entre uma tração dianteira e uma configuração real da roda, a idéia é a mesma aqui.

When taking off, you can audibly hear the change with the throttle increases.

Eu não acho que haja uma pergunta aqui.

In cruise, the plane almost looks the same from the inside as when it's on the ground (i.e. prop spinning). Which is where the weird psychological block is for me - the plane feels stationary even though the horizon/backdrop is moving towards you, and i get that fear kick in that it could drop because there's not enough momentum.

O avião parece parado porque você está em vôo reto e nivelado não acelerado. Em outras palavras, as forças estão equilibradas sobre a aeronave. Você não sente nada porque não há nada para sentir ("sentir" é realmente outra palavra para aceleração). Isto é diferente de um carro, nosso sistema de estradas se presta a acelerar / desacelerar com frequência e, a menos que você esteja em uma rodovia muito reta à noite, quando está vazio, é menos provável que você esteja em movimento desacelerado em um carro. Os twits e voltas da estrada e a constante passagem e desaceleração dos carros levam a um "sentimento" de movimento.

    

Respostas aos pontos:

1) Se você não tiver o conjunto de freios, os calços nas rodas ou uma superfície áspera, o avião se moverá. Basta perguntar a alguém (eu, por exemplo) quem teve que segurar um avião sozinho: -)

2) Pode parecer assim para você, mas sua percepção está errada.

3) Sim, o mecanismo & O ruído do propulsor muda, porque você está aplicando mais potência, o que faz com que o motor e a propulsão girem mais rápido. Já brincou com um bullroarer quando criança?

4) Não tenho certeza do que você está perguntando aqui. Se é sobre a aparência do suporte, é a taxa de fusão do flicker humano. Basicamente, você não consegue perceber nada que aconteça mais de 25 vezes por segundo - tudo se funde. Então, assim como você pode assistir a filmes sem ver que existem quadros individuais, não é possível ver as pás girando, apenas um borrão.

Se você está perguntando por que o avião parece quase parado na altitude, é porque seus pontos de referência estão longe. Assim como em um carro, as colinas distantes parecem quase estacionárias, enquanto as linhas brancas pontilhadas de marcadores de pista se misturam. Ou como um experimento prático, encontre uma pista pouco usada e voe a poucos metros do chão. (Também é bom aprender as correções em crosswinds & c.)

    

I'm having difficulty seeing the difference between a stationary plane and a moving one.

Não há movimento conceitual absoluto. O movimento é sempre relativo. Se algo está estável ou em movimento, depende apenas da sua escolha de referência. E como essa ainda é a mesma situação, segue-se que você não consegue sentir movimento.

Note que neste exato momento, você está girando com a Terra em até 465 m / s (dependendo da sua latitude; onde eu estou, ainda é cerca de 300 m / s), orbitando o Sol a 29,8 km / se orbitando o centro da galáxia em whoping 220 km / s. Você pode sentir algum desses movimentos? E quanta diferença faz 240 m / s (velocidade razoável para um jato de cruzeiro) comparado com isso?

1. When you start the engine in the C172, the blades on the prop are spinning - but the plane doesn't move at all.

A hélice está girando e fornecendo alguma força, mas essa força é balanceada pelo atrito da roda e, geralmente, pela fricção do freio. Como todas as forças estão em equilíbrio, a aeronave não está acelerando e permanece estável.

2. When taxiing out, it feels like the forward motion is being provided by the wheels - like in a car.

O movimento não é algo que possa ser fornecido. Força pode.

A força para mover o avião e equilibrar o atrito para que ele não pare é fornecida pela hélice. No entanto, as rodas fornecem uma coisa: vibrações .

O solo nunca é perfeitamente liso, então qualquer coisa rolando nele, seja um carro, um trem ou uma aeronave taxiando, salta um pouco. Agora, saltando é a aceleração, e ao contrário do movimento, há uma noção absoluta de aceleração e pode ser sentida. E a partir de sua experiência com carros, você aprendeu a associar a vibração de rolar com o movimento.

3. When taking off, you can audibly hear the change with the throttle increases.

A hélice gira mais rápido e acelera o ar para velocidade mais rápida, então o som aumenta.

O aumento na potência é de tal forma que o avião acelera até o ponto em que ele é rápido o suficiente relativo ao ar para poder decolar.

4. In cruise, the plane almost looks the same from the inside as when it's on the ground (i.e. prop spinning). Which is where the weird psychological block is for me - the plane feels stationary even though the horizon/backdrop is moving towards you, and i get that fear kick in that it could drop because there's not enough momentum.

O ar não tem o mesmo tipo de solavanco que o solo faz. Quando está calmo, é muito mais suave. E enquanto o ar turbulento pode fazer você se movimentar muito, a característica é bem diferente, então você não tem aquela sensação que associa ao movimento.

Isso, combinado com a falta de referências visuais próximas para avaliar sua velocidade, significa que você não se sente em movimento.

Você também não se sentiria como se estivesse sentado no convés superior do grande navio oceânico, embora possa estar indo a 50 km / h - a superfície do mar está muito abaixo para referência visual e a vibração não está lá. E da mesma forma você não sente vontade de se mexer apenas sentado em casa, mesmo que você ainda esteja arremessando pelo espaço a 190–250 km / s.