电扇虽然是旋转的,但是质量集中于轴心,转动惯量并不大,陀螺仪效果并不显著。
电扇旋转产生的向下气流也不大,以舒适风速小于2m/s,吊扇直径一米计算,这个力大概只有1.3kg
而一个吊扇马达就会有十几二十公斤,所以就算还连着电线持续运转,电扇也不可能靠自己的气流把自己托起来。它一定会掉下来。
但是,这股力虽然不足以阻止吊扇下落(甚至减缓不了多少速度),却可以令吊扇失去平衡。
吊扇一般是单数片叶片,这是为了避免共振。但这样一来,驱动气流并不是轴对称的,在每个瞬时都是偏向一边的。也就是有扰动的运行工况。正常运行的时候,扰动造成的扭矩在吊杆上形成形变,连续产生不同方向的微小形变,并不会累积成足以破坏结构或是倾覆扇叶的力。
但是当吊扇脱离吊杆开始下落的时候,这个扰动就会通过静不稳定结构起作用了。
说到静不稳定性,下落的吊扇和飞机是类似的,产生托举力的叶片也就是螺旋桨,属于气动动力部件,而马达和剩余吊杆属于机体结构部件,气动部件的中心处于结构部件重心之前,属于静不稳定,遇到扰动会正反馈放大,失去原运动轨迹。
其实说白了,这时候电扇会像气球上的锅盖一样,朝一边倾覆,边缘着地,然后因为旋转叶片打在地面的反作用力,朝旋转的反方向移动过去。速度可能不快,除非正中坐在偏离吊扇中心的某个“幸运儿”,否则在破坏掉自身结构之前不会造成太大伤害,飞溅的碎片可能造成划伤或戳到眼睛,下垂的电线可能造成触电事故。但要想看到血肉横飞的镜头,估计要让你失望了。
首先把电风扇看做一个整体:转动时扇叶使空气向下运动,会得到空气对电扇向上的作用力,可以抵消一部分重力,从这个角度说转动时应该比不转动时难掉落。但是,我估计这个升力应该很难和它的重力平衡吧,否则不成直升机了?
其次,如果考虑掉落的情况,旋转的电扇倒是可能更难改变它的朝向。因为转动时产生的“陀螺仪效应”会使电扇朝向更稳定,转轴指向更难偏转——这和出膛的子弹以运动方向为轴旋转可以保持弹头方向稳定、防止翻滚是一个道理。当然,我还是认为电扇旋转能产生的“陀螺仪效应”很有限……
有关这方面可以搜索:进动、陀螺仪、线膛枪 等关键词
总的来说,电扇掉不掉还是和它的产品质量有关吧,固定电扇的挂钩如果本身强度不够或者严重锈蚀那当然的掉了。
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