Seuraa 
Viestejä981
Liittynyt22.3.2013

Löytyisiköhän asiantuntemusta yliäänisuihkusuuttimen toiminnasta ja käytöstä?

Hornet-hävittäjän maksiminopeus 12 km:in korkeudessa on n. 1900 km/h (Mach 1,8) ja matalalla n.1300 km/h

(Hornetin kahden moottorin yhteistyöntövoima ilman jälkipolttoa 96,4 kN ja jälkipoltolla 158,4 kN)

Nuo maksiminopeudet saavutetaan luonnollisesti jälkipoltolla.

Kuumassa suihkussa esim 600 celsiusta äänen nopeus on noin 2140 km/h eli kaksinkertainen verrattuna 12 km:ssä (n. -54 celsiusta) ympäröivän ilman äänennopeuteen noin 1070 km/h. Tuo suihkun nopeus ei kuitenkaan riitä, jotta kone saavuttaisi tuon 1900 km/h, joten suutin täytyy olla säädetty yliäänisuuttimeksi eli Laval-suuttimeksi.

Mutta missä asennossa suihkusuutin on matalalla lennettäessä maksiminopeudella 1300 km/h? Onko se säädetty suppenevaksi vai Laval-suuttimeksi? Tuossa jälkimmäisessä tiedostossa selitetään, miten lentokone voi saavuttaa nopeuden Mach 1,5 suppenevalla (convergent) suuttimella - siis ilman Laval-suutinta. Merenpinnassa (+15 celsiusta) äänen nopeus on 1225 km/h (Mach 1,5 = 1838 km/h). 

Ja missä asennossa suutin on jälkipoltolla startattaessa?

Suihkumoottori toimii tehokkaimmin, kun suihkusuuttimen paine-ero ympäröivän ilman suhteen on mahdollisimman pieni. Laval-suutin toimiakseen yliäänisesti kuitenkin vaatii ylipaineen suihkuputkessa ympäröivän ilman suhteen. Eli millä korkeudella / nopeudella suihkusuutin on säädettävä Laval-asentoon?

http://www.kurssit.lut.fi/040301000/main/11_print.html

Kohta 11.5.1.2 Suppeneva – laajeneva suutin (Laval-suutin)

http://aircraft-license.com/Demo/15.pdf

.......

Gas parameters at turbine section outlet and flow diameter are tuned in a way that at outlet diameter core exchaust gas path pressure is reduced to ambient and maximum hot gases speed is never higher than sound speed of the hot gases. Soud speed of hot exhaust gases is higher than that of ambient air soud speed because of temperature difference. This phenomenon allows aircraft with unchocked exhaust to fly at speeds up to mach 1.5 (transonic).

(Tässä unchocked tarkoittaa, että virtaus ei rajoitu, mutta se ei tarkoita, ettei suutin olisi suppeneva.)

Sivut

Kommentit (23)

o_turunen
Seuraa 
Viestejä13958
Liittynyt16.3.2005

Ei minun tietääkseni moottorin virtauskanavia säädellä kuin jossain SR-71:ssä. Hornetin jälkipolttimen perässä on säädettävä kartiosuutin, jolla virtausta voidaan kuristaa. Tuskinpa tuosta tulee Laval-suutinta millään konstilla. Jos painetta on riittävästi, niin tuossakin saadaan yliäänivirtaus aikaan, niinkuin luentomateriaalissa esitetään.

Youtubesta löytyy runsaasti videoita, joista selviää esimerkiksi se, missä asennossa suutin on, kun tukialuksen kannelta lentoon lähdetään. Samoin moottorin toiminta- ja rakennevideoita.

Korant: Oikea fysiikka on oikeampaa kuin sinun klassinen mekaniikkasi. Jos olet eri mieltä kanssani olet ilman muuta väärässä.

Kontra
Seuraa 
Viestejä981
Liittynyt22.3.2013
o_turunen

Ei minun tietääkseni moottorin virtauskanavia säädellä kuin jossain SR-71:ssä. Hornetin jälkipolttimen perässä on säädettävä kartiosuutin, jolla virtausta voidaan kuristaa. Tuskinpa tuosta tulee Laval-suutinta millään konstilla. Jos painetta on riittävästi, niin tuossakin saadaan yliäänivirtaus aikaan, niinkuin luentomateriaalissa esitetään.

Youtubesta löytyy runsaasti videoita, joista selviää esimerkiksi se, missä asennossa suutin on, kun tukialuksen kannelta lentoon lähdetään. Samoin moottorin toiminta- ja rakennevideoita.

Kiitos mielenkiinnosta.

Kyllä nykyaikaisten hävittäjien suihkusuuttimessa on kahdet peräkkäiset kukan terälehtien tavoin säätyvät laippasuuttimet, joilla Laval-suutin saadaan muodostettua. (Laval-suutinhan raketeissakin tarvitaan.) Ratkaisuja niiden säätämiseksi on monenlaisia, ja esimerkiksi tuossa jälkimmäisessä edellä esittämässäni tiedostossa on yksi tapa. Ja netistä löytyy tietoa niistä pilvin pimein. Niihin tietoihin vain on suhtauduttava varauksella, koska kirjoittajia on monenlaisia. (Nimittäin jokin aika sitten huomasin muistaakseni "Propelling nozzles" kirjoituksessa aivan puppua tarinaa suihkusuuttimen toiminnasta, mutta onneksi joku muukin sen huomasi ja se on nyt korjattu.)

Samoin imukanava on säädettävä, ja yliäänilennolla sisään tuleva ilma on hidastettava aliääniseksi, koska tavallisen suihkumoottorin sisällä ilma ei voi liikkua yli äänen nopeudella.

Kontra
Seuraa 
Viestejä981
Liittynyt22.3.2013
Rellunpiinaaja

En ole kuullutkaan yliäänimoottorista...?

Jaa. Sulla ei ole tuota ikää sitten vielä ehtinyt kertyä riittävästi.

Minä kuulin ensimmäisen kerran jo 60-luvulla lentonäytöksessä, miltä yli äänen nopeudella lentävä Gnat-hävittäjä kuulosti katselijoiden korvissa - melkoinen pamaus. 

Kontra
Seuraa 
Viestejä981
Liittynyt22.3.2013
Rellunpiinaaja

En ole kuullutkaan yliäänimoottorista...?

Tarkemmin ajatellen ihan asiallinen kysymys. Kun sähkömoottori käy sähköllä ja bensamoottori bensalla, niin yliäänimoottori - eipäs käykään yliäänellä. Ei se edes tuota yliääntä. Ja loppujen lopuksi mitään yliääntä ei ole edes olemassakaan. Tosin nuo hifistit saattavat puhua yliäänistä äänitaajuuden harmoonisista keskustellessaan. 

Tarkkaanottaen siis pitäisi puhua "suihkumoottorista tai raketista, jonka suihkusuuttimesta ulos virtaavan ilma- ja kaasusuihkun nopeus ylittää äänen nopeuden suuttimen suhteen suihkun ilman ja kaasun lämpötilassa". Mutta on se aika pitkä nimi moottorille, että eikös tuo "yliäänimoottori" nyt kuitenkin kelpaisi ainakin näin arkikäytössä?

 

jussipussi
Seuraa 
Viestejä40555
Liittynyt6.12.2009
Kontra

Tosin nuo hifistit saattavat puhua yliäänistä äänitaajuuden harmoonisista keskustellessaan. 

 

Tarkempi termi on yläsävel ja "rennosti suomennettuna" overtone voi kääntyä yliääniksikin...

Yläsävelillä tarkoitetaan sävelen harmonisessa spektrissä esiintyviä perustaajuutta korkeampia osasäveliä. Yläsävelten muodostama harmoninen sarja koostuu perussävelestä ja sen yläsävelistä. Nuotinnettunaharmonisen sarjan kaikkien sävelten paikat eivät vastaa aivan tarkasti absoluuttista sävelkorkeutta.

http://fi.wikipedia.org/wiki/Yl%C3%A4s%C3%A4vel

http://en.wikipedia.org/wiki/Overtone

Kontra
Seuraa 
Viestejä981
Liittynyt22.3.2013
o_turunen

Ei minun tietääkseni moottorin virtauskanavia säädellä kuin jossain SR-71:ssä. Hornetin jälkipolttimen perässä on säädettävä kartiosuutin, jolla virtausta voidaan kuristaa. Tuskinpa tuosta tulee Laval-suutinta millään konstilla. Jos painetta on riittävästi, niin tuossakin saadaan yliäänivirtaus aikaan, niinkuin luentomateriaalissa esitetään.

Youtubesta löytyy runsaasti videoita, joista selviää esimerkiksi se, missä asennossa suutin on, kun tukialuksen kannelta lentoon lähdetään. Samoin moottorin toiminta- ja rakennevideoita.

Tulinpa taas lukeneeksi huolimattomasti kommenttisi. 

kirjoitit: "Jos painetta on riittävästi, niin tuossakin saadaan yliäänivirtaus aikaan, niinkuin luentomateriaalissa esitetään."

Olet ymmärtänyt väärin. Tavallisessa suppenevassa suuttimessa ei painetta lisäämällä virtaus enää kasva, kun virtaus saavuttaa äänen nopeuden virtauksen lämpötilassa. Luepas tarkemmin asia, ja mieluummin kokonaan kummatkin tiedostot. Jälkimmäisessä tiedostossa sanotaan, että kuumassa suihkussa äänen nopeus voi nousta niin suureksi, että lentokone voi saavuttaa Mach 1,5 nopeuden. Se tarkoittaa, että suihkussa äänen nopeus korkealla lennettäessä voi nousta jopa kaksinkertaiseksi, kenties ylikin, verrattuna äänennopeuteen ulkoilmassa.

Vain Laval-suuttimessa paine pitää nostaa suihkuputkessa niin korkeaksi, että ns diffuusori-ilmiö siirtyy suuttimen ulkopuolelle. Silloin suihkun nopeus voi nousta yli äänennopeuden suihkun lämpötilassa.

Avenger
Seuraa 
Viestejä655
Liittynyt3.8.2012
Kontra
Rellunpiinaaja

En ole kuullutkaan yliäänimoottorista...?

Jaa. Sulla ei ole tuota ikää sitten vielä ehtinyt kertyä riittävästi.

Minä kuulin ensimmäisen kerran jo 60-luvulla lentonäytöksessä, miltä yli äänen nopeudella lentävä Gnat-hävittäjä kuulosti katselijoiden korvissa - melkoinen pamaus. 

Ei se mottori ole mikään yliäänimoottori, vaan kone joka lentää ääntä nopeammin, eli ei ole erikseen mitään yliäänimoottoreita.

-tuntoaisti on tärkein aistimme-

pmk
Seuraa 
Viestejä1855
Liittynyt1.1.2010
Maldorado
Kontra
Rellunpiinaaja

En ole kuullutkaan yliäänimoottorista...?

Jaa. Sulla ei ole tuota ikää sitten vielä ehtinyt kertyä riittävästi.

Minä kuulin ensimmäisen kerran jo 60-luvulla lentonäytöksessä, miltä yli äänen nopeudella lentävä Gnat-hävittäjä kuulosti katselijoiden korvissa - melkoinen pamaus. 

Ei se mottori ole mikään yliäänimoottori, vaan kone joka lentää ääntä nopeammin, eli ei ole erikseen mitään yliäänimoottoreita.

Minulle on ainakin jäänyt sellainen käsitys, että kaikissa supersoonisen nopeuden lentokoneissa moottorin ilmavirta pudotetaan aliäänen nopeuteen ennen palotapahtumaa. Sen jälkeen suutimilla nostetaan virtaus yli äänen nopeuden.

Palaminen yli äänen nopeuden ilmavirrassa tuntuu olevan niin hankalaa, ettei sitä ole saatu ratkaistua polessa vuosisadassa.

 

Kontra
Seuraa 
Viestejä981
Liittynyt22.3.2013
pmk
Maldorado
Kontra
Rellunpiinaaja

En ole kuullutkaan yliäänimoottorista...?

Jaa. Sulla ei ole tuota ikää sitten vielä ehtinyt kertyä riittävästi.

Minä kuulin ensimmäisen kerran jo 60-luvulla lentonäytöksessä, miltä yli äänen nopeudella lentävä Gnat-hävittäjä kuulosti katselijoiden korvissa - melkoinen pamaus. 

Ei se mottori ole mikään yliäänimoottori, vaan kone joka lentää ääntä nopeammin, eli ei ole erikseen mitään yliäänimoottoreita.

Minulle on ainakin jäänyt sellainen käsitys, että kaikissa supersoonisen nopeuden lentokoneissa moottorin ilmavirta pudotetaan aliäänen nopeuteen ennen palotapahtumaa. Sen jälkeen suutimilla nostetaan virtaus yli äänen nopeuden.

Palaminen yli äänen nopeuden ilmavirrassa tuntuu olevan niin hankalaa, ettei sitä ole saatu ratkaistua polessa vuosisadassa.

 

Joo näinhän asia on esim kaikissa hävittäjien moottoreissa, mutta kun näissä scramjet-moottereissa ilma virtaa läpi moottorin yli äänen nopeudella, voiko se palotapahumakaan tapahtua alle äänen nopeudella?

Nopein scramjetkone miehittämätön Falcon HTV-2 on saavuttanut nopeuden Mach 22 (21000 km/h) ilmakehän yläkerroksissa 

Kontra
Seuraa 
Viestejä981
Liittynyt22.3.2013
Maldorado
Kontra
Rellunpiinaaja

En ole kuullutkaan yliäänimoottorista...?

Jaa. Sulla ei ole tuota ikää sitten vielä ehtinyt kertyä riittävästi.

Minä kuulin ensimmäisen kerran jo 60-luvulla lentonäytöksessä, miltä yli äänen nopeudella lentävä Gnat-hävittäjä kuulosti katselijoiden korvissa - melkoinen pamaus. 

Ei se mottori ole mikään yliäänimoottori, vaan kone joka lentää ääntä nopeammin, eli ei ole erikseen mitään yliäänimoottoreita.

Jaa, tarkoitat että kone joka lentää ääntä nopeammin on yliäänimoottori. Vitsi vitsi.

Kun ei ole olemassa mitään yliääntä, ei ole olemassa mitään yliäänimoottereita eikä yliäänikoneitakaan. Mutta moottoria, jonka suihkun nopeus ylittää äänen nopeuden suihkun lämpötilassa, voidaan nimittää yliäänimoottoriksi. Samoin lentonetta, joka lentää yli äänen nopeudella ympäröivän ilman suhteen, voidaan nimitittää yliäänikoneeksi. Kone voi ylittää äänen nopeuden, vaikka suihkun nopeus ei ylitä äänen nopeutta suihkun lämpötilassa, mutta nykyaikaisten hävittäjien moottorit ovat yliäänimoottoreita, koska nopeus ei muuten nouse riittävän suureksi. 

Puhutaan myös harhaanjohtavasti äänivallista, ja kun koneesta kuuluu maahan pamaus, luullaan, että kone ylittää silloin äänivallin. Pamaus kuitenkin johtuu siitä, että koneen lentäessä yli äänen nopeudella, se muodostaa painekartion joka kulkee koneen mukana, ja maassa kuuluu pamaus, kun painekartio ohittaa kuulijan.

 

Hercules
Seuraa 
Viestejä906
Liittynyt3.10.2014
Kontra
Hercules

Vähän ohi aiheen, mutta tuli mieleen yksi jäbä juutuubissa.

The JET Bicycle - The most dangerous unsafe bike EVER

The TURBAQUE

Haiskahtaa luunmurtumalta - ei edes kypärää päässä. Tiedä mitä näistä tyyppeistä vielä tulee, kunhan terveinä selviävät pahimman yli.

Siinä biisissä sanotaan, että you never learn, youre past the point of no return ;)

Kontra
Seuraa 
Viestejä981
Liittynyt22.3.2013

Eipä ole näitä asiantuntijoita ilmaantunut vastaamaan kysymyksiini.

Mitenkäs te hitaus- ja antihitausvoimista kamppailevat, jotka käytte pitkää tuloksetonta, jopa epätoivoiselta näyttävää käännytys- ja näännytystaistelua. Eikös tuo jo ala kyllästyttää?

Mitäs jos keskittyisitte vaihteeksi kaasujen termodynamiikan teknilliseen sovellukseen. Voihan siinä keskustelussa ilmaantua uusia näkökantoja, ja voisin päästä askelen eteenpäin mieltäni askarruttasvissa kysymyksissä. 

Sivut

Suosituimmat

Uusimmat

Uusimmat

Suosituimmat