Sivut

Kommentit (374)

Kontra1
Seuraa 
Viestejä5432

Tässä kuvaukseni yliäänimoottoreista Suihkumoottori-koosteestani

Yliäänikoneiden moottoreista                Lähde 20. Lähde 21. Lähde 13. Lähde 23a ja b. Lähde 24.

Yliäänikoneen moottorin imukanavassa on suppeneva yliäänidiffuusori (säätyvä). Kun nopeus laskee suhteessa enemmän kuin tiheys kasvaa, poikkipinnan täytyy pienentyä. Tätä seuraa laajeneva aliääni-diffuusori. Yliääninen sisääntuloilma pakotetaan pitkittäiseen aaltoliikkeeseen, jossa on yli- ja aliäänikeskittymiä. Aliäänikeskittymä sovitetaan ahtimen ensimmäiselle siipikiekolle. (Ahtimen ensimmäiset siivistötkin voivat toimia yliäänisinä.)

Yliääninen suihku syntyy Laval-suuttimella (suppeneva ja heti laajeneva). Kun virtaavan ilman paine, tiheys ja lämpötila ja sisäenergia (ks Wiki) pienenevät jatkuvasti, suihkun liike-energia kasvaa ja nopeus ylittää äänennopeuden suihkun lämpötilassa. Suihkuputken ja ulkoilman paine-ero on oltava riittävä nostamaan kapeimman kohdan virtaus rajoittumaan äänennopeuteen - kuristumaan tukkeutumaan asti, ja estämään laajenevassa osassa tiivistysiskun syntyminen – diffuusori-ilmiön. Suppenevalla suuttimellakin on mahdollista yltää yliäänilentoon Mach 1,5  kuuman suihkun suuren äänen nopeuden vuoksi, mutta suihkun lämpöhäviöt ovat suuremmat kuin Laval-suuttimella.

Yliäänikoneen ohivirtausmoottorin puhaltimen imu- ja suihkukanavat (hidastin ja kiihdytin) voivat olla yhteiset turbiinin kanssa, ja itse puhallin toimia aliäänisenä. Yliäänelle muotoilluilla puhallin-siivillä saadaan erillinenkin muotoiltu yliääninen puhallinkanava (taloudellinen), lähde 21, vrt s.13 puhallinsuihkun nopeus. Ohivirtausmoottori on suoravirtausmoottoria tehokkaampi Mach 1,6 saakka. Boeing F18 Hornet: ohivirtaus 34 % (nopeus korkealla 1900 km/h ja matalalla 1300 km/h).

Hävittäjien moottorien suihkusuuttimet koostuvat yleensä kahdesta peräkkäisestä kukan terälehtien tavoin säätyvästä laippasuuttimesta. Aliäänilennolla suutin säädetään takasuuttimella suppenevaksi.  Yliääninen suihku syntyy suuttimilla yhdessä muodostetulla Laval-suuttimella, joka säätyy ilman läpivirtauksen mukaan, lähde 26 Fig. Jälkipoltolla, ruiskuttamalla lisäpolttoainetta suihkuputkeen, työntövoima kasvaa 50 - 100%. Kun kulutus kasvaa 100 - >400% käyttö on lyhytaikaista. Jälki-poltolla suutin pitää laajentaa ja lentotilasta riippuva suutinsäätö pitää painesuhteen oikeana. pm. (Työntövoima jälkipoltolla 'wet thrust' ja sitä ilman 'dry thrust'). Suutin voi olla myös kääntyvä 'vectoring nozzle' manööverien helpottamiseksi. Kun suutinaukon ja ympäröivän ilman paine poikkeavat, syntyy seisova sokkiaalto ja suihku pätkittyy paine+lämpö-keskittymien jonoksi, joka jälkipoltolla tulee näkyväksi, google: 'shock diamonds', lähde 29a. Lähteet 25, 13, 22, 26.

jatkuu

Kontra1
Seuraa 
Viestejä5432

jatkuu

Nopeuksilla Mach 2 - 8, ohjukset ja tiedustelukoneet, käytetyt yliäänimoottorit: patoputkimoottorit  Ramjet (v.1913), Scramjet (supersonic combustion ramjet) ja PDE-sysäysmoottori (pulse detonation wave engine). Patoputkimoottori on muotoiltu putki, jossa vain polttoainesuuttimet ja liekinpitimet, ei pyöriviä osia. Ramjetin muotoiltu ilmanotto hidastaa ilman virtauksen alle äänennopeuden ja kas-vattaa sen painetta ennen polttokammiota, ja Laval-suutin kiihdyttää suihkun. Se tarvitsee alkukiih-dytyksen (> ½ mach) raketti- tai suihkumoottorilla. Scramjetissa ilma virtaa yliäänisesti läpi moot-torin. PDE-moottoreita on monenlaisia, ensimm. V1-ohjuksessa. Tiedustelukoneet SR-71 Blackbird ramjet Mach 3,3  60-luvulta, SR-72 scramjet Mach 6 suunnitteilla, (SR-91 Aurora pde? Mach 4 - 6  noin v.1985), ks sivu 31 Lentokonetekniikkaa. Scramjetin teoreettinen maksiminopeus Mach 12 - 24. Miehittämättömät pienet scramjet-koneet, < 4 m: NASA X-43A maks.nop. Mach 9,6 (10461 km/h) korkeudella 33,5 km ja Falcon HTV-2  Mach 22 (21000 km/h) ilmakehän yläkerroksissa.

Tuossa edellisesä kommentissa lausissa vinokirjaimin on se ongelma jaka pitäisi ratkaista, siis kojata virheet siitä  

Sisältö jatkuu mainoksen alla
Sisältö jatkuu mainoksen alla
Kontra1
Seuraa 
Viestejä5432

Tässä vielä kuvaus "tavallisesta" suihkusuuttimesta koosteestani, jonka laitoin  jo aikaisemmin "asianosaajien " ketjuun.

Suihkusuutin on alle äänennopeudella lentävillä koneilla kiinteä suppeneva ja yliäänikoneilla säädettävä. Suppenevassa suuttimessa staattisen paineen laskiessa liike-energia kasvaa, tiheyden laskiessa lämpöenergia pienenee ja mahdollisimman paljon energiaa saadaan siirtymään suihkun nopeuteen työntövoiman tuottamiseksi. Suppenevan suuttimen virtausvastus jarruttaa virtausta, mutta kun energian karkaaminen suihkun mukana lämpönä minimoituu, työntövoimaa saadaan radikaalisti enemmän kuin ilman suutinta. (Raketin lämpöenergiahäviöt n.30% on pääosin suihkun mukana karkaavia ja sitä luokkaa ne turbiinisuihkussakin lienevät, mutta kokonaishäviöt suihku-turbiinilla kasvavat huomattavasti johtumis-/säteilyhäviöinä.) Suutinaukolla optimipaine on sama kuin ympäröivän ilman paine (alempi aiheuttaa voiman taaksepäin). Suurella teholla suutin on kuristunut (choked, tukkeutunut) suihkun nopeuden rajoittuessa äänennopeuteen (suihkun lämpö-tilassa). Suihkuputkeen, suuttimeen ja suutinaukolle nousee silloin paine, joka kyllä tuottaa  työntö-voimaa, mutta virtausta vastustaessaan rasittaa moottoria ja nostaa sen lämpötilaa ja lisää poltto-aineen kulutusta; (aiheuttaa koneen edelle ulottuvan paineaallon, paitsi ei yliäänilennolla, mutta lisääkö se ilmanvastusta merkittävästi?) Lähde Aa/sivut 26,46, lähteet 26, 23b. Suppenevalla suutti-mella voidaan saavuttaa lentonopeus Mach 1,5 suuren äänennopeuden ansiosta kuumassa suihkussa (2200 km/h, 611 m/s, kun 700 ºC), lähde 26, mutta lämpöhäviöt ovat Laval-suutinta suuremmat, ks sivu12. Suuren ohivirtauksen puhallinturbiinin ja potkuriturbiinin energia kuluu pääosin turbiinien pyöritykseen, joten turbiinisuihkun lämpötila on alhainen, eikä suutin lämpöhäviön vuoksi tarvitse olla suppeneva. Suihkuputki onkin mitoitettu niin, että suutinpainetta ei synny ja on äänettömämpi. Puhallinmoottorin CFM56 kuva 9 puhallinkanavan suutin suppenee nostaen suihkun nopeuden noin kaksinkertaiseksi; turbiinisuutin ei kurista. Lähde 23b, 26, 25, 13, 22/Energy.

Suuttimen suihkun suuren nopeuden vuoksi pienellä lentonopeudella tehoa hukkuu, eli tehonsiirto-sovitus on huono, ja vasta matka- ja manööverinopeudella sovitus on hyvä (vrt jälj. Työntövoima-hyötysuhde). Potkuriturbiinilla tehonsiirtosovitus on kelvollinen alemmillakin nopeuksilla.

JPI
Seuraa 
Viestejä28589

Kontra1 kirjoitti:
JPI kirjoitti:
Kontra1 kirjoitti:
JPI kirjoitti:
Kontra1 kirjoitti:
No sovitaan sitten niin, että vastaaja saa polttaa päreensä, mutta ehtona on se, että osaa selittää, mitä Laval-suuttimessa kaasumolekyyleille tapahtuu, eli järjestäytyvätkö ne jotenkin, kun ne pystyvät liikkumaan yli äänen nopeudella.

Ei äänen nopeus kaasussa ole sama asia kuin kaasun nopeus.

Tuonhan minä tiesin jo ennestään.

Kun tavallisessa suihkusuuttimessa suihkun nopeus ei voi ylittää änen nopeutta, jotakin kummaa niille molekyylelle täytyy tapahtua, että ne muuttavat mielensä ja suostuvat väkivallan uhan edessä liikkumaan nopeammin. 

No mieti nyt vähän. Kun kaasu purkautuu suuttimen kapeasta kohdasta, niin mikä niiden toisistaan kimpoavien molekyylien nopeuden kykenisi äänen nopeuteen rajoittamaan, molekyylien keskimääräinen nopeushan on paljon suurempi kuin äänen nopeus kaasussa?

Nyt meni yli ymmärryksen. Etkö tosiaan tiedä, että tavallisessa suihkusuuttimessa äänen nopeus ei ylity vaikka itkisit ja potkisit. Paine vaan nousee suuttimeen, mutta äänen nopeus ei ylity - kysy vaikka PPo:lta. Sen vuoksi Laval-suutinta on käytettävä yliäänikoneissa, kun tavallisella suppenevalla suuttimella kone voi saavuttaa vain noin nopeuden Mach 1,5.

No voi helvata. Kaasu purkautuu toisesta päästään tyhjiöön avautuvaan suuttimeen, jolloin herää kysymys: mikä sen nopeuden rajoittaisi siihen nopeuteen mikä äänellä oli siinä kaasussa silloin kun se juuri siihen suuttimeen tuli?

3³+4³+5³=6³

Kontra1
Seuraa 
Viestejä5432

En ole voinut  Suihkumoottori-koosteessa kappalejakoa juurikaan käyttää, koska kuvien vuoksi tekstiin tulisi rakoja, ja sisällysluettelo menisi aina uusiksi uuden tiedon liittämisessä. Nimittän kun 10 vuotta olen koostetta muokannut, on saina täytynyt taiteilla, että kuvat olen saanut pidettyä paikoillaan. Kooste pitäisi kirjoittaa kokonaan uusiksi, jotta siihen saisi asialliset kappalejaot. 

Kontra1
Seuraa 
Viestejä5432

JPI kirjoitti:
Kontra1 kirjoitti:
JPI kirjoitti:
Kontra1 kirjoitti:
JPI kirjoitti:
Kontra1 kirjoitti:
No sovitaan sitten niin, että vastaaja saa polttaa päreensä, mutta ehtona on se, että osaa selittää, mitä Laval-suuttimessa kaasumolekyyleille tapahtuu, eli järjestäytyvätkö ne jotenkin, kun ne pystyvät liikkumaan yli äänen nopeudella.

Ei äänen nopeus kaasussa ole sama asia kuin kaasun nopeus.

Tuonhan minä tiesin jo ennestään.

Kun tavallisessa suihkusuuttimessa suihkun nopeus ei voi ylittää änen nopeutta, jotakin kummaa niille molekyylelle täytyy tapahtua, että ne muuttavat mielensä ja suostuvat väkivallan uhan edessä liikkumaan nopeammin. 

No mieti nyt vähän. Kun kaasu purkautuu suuttimen kapeasta kohdasta, niin mikä niiden toisistaan kimpoavien molekyylien nopeuden kykenisi äänen nopeuteen rajoittamaan, molekyylien keskimääräinen nopeushan on paljon suurempi kuin äänen nopeus kaasussa?

Nyt meni yli ymmärryksen. Etkö tosiaan tiedä, että tavallisessa suihkusuuttimessa äänen nopeus ei ylity vaikka itkisit ja potkisit. Paine vaan nousee suuttimeen, mutta äänen nopeus ei ylity - kysy vaikka PPo:lta. Sen vuoksi Laval-suutinta on käytettävä yliäänikoneissa, kun tavallisella suppenevalla suuttimella kone voi saavuttaa vain noin nopeuden Mach 1,5.

No voi helvata. Kaasu purkautuu toisesta päästään tyhjiöön avautuvaan suuttimeen, jolloin herää kysymys: mikä sen nopeuden rajoittaisi siihen nopeuteen mikä äänellä oli siinä kaasussa silloin kun se juuri siihen suuttimeen tuli?

Niinpä, keksipä siihen selitys?

JPI
Seuraa 
Viestejä28589

Kontra1 kirjoitti:
JPI kirjoitti:
Kontra1 kirjoitti:
JPI kirjoitti:
Kontra1 kirjoitti:
JPI kirjoitti:
Kontra1 kirjoitti:
No sovitaan sitten niin, että vastaaja saa polttaa päreensä, mutta ehtona on se, että osaa selittää, mitä Laval-suuttimessa kaasumolekyyleille tapahtuu, eli järjestäytyvätkö ne jotenkin, kun ne pystyvät liikkumaan yli äänen nopeudella.

Ei äänen nopeus kaasussa ole sama asia kuin kaasun nopeus.

Tuonhan minä tiesin jo ennestään.

Kun tavallisessa suihkusuuttimessa suihkun nopeus ei voi ylittää änen nopeutta, jotakin kummaa niille molekyylelle täytyy tapahtua, että ne muuttavat mielensä ja suostuvat väkivallan uhan edessä liikkumaan nopeammin. 

No mieti nyt vähän. Kun kaasu purkautuu suuttimen kapeasta kohdasta, niin mikä niiden toisistaan kimpoavien molekyylien nopeuden kykenisi äänen nopeuteen rajoittamaan, molekyylien keskimääräinen nopeushan on paljon suurempi kuin äänen nopeus kaasussa?

Nyt meni yli ymmärryksen. Etkö tosiaan tiedä, että tavallisessa suihkusuuttimessa äänen nopeus ei ylity vaikka itkisit ja potkisit. Paine vaan nousee suuttimeen, mutta äänen nopeus ei ylity - kysy vaikka PPo:lta. Sen vuoksi Laval-suutinta on käytettävä yliäänikoneissa, kun tavallisella suppenevalla suuttimella kone voi saavuttaa vain noin nopeuden Mach 1,5.

No voi helvata. Kaasu purkautuu toisesta päästään tyhjiöön avautuvaan suuttimeen, jolloin herää kysymys: mikä sen nopeuden rajoittaisi siihen nopeuteen mikä äänellä oli siinä kaasussa silloin kun se juuri siihen suuttimeen tuli?

Niinpä, keksipä siihen selitys?

Helppoa! Päinvastoin kuin suuttimen kurkussa, niin sen levenevässä osassa kaasua ei joka puolelta rajoiteta ( sivulla metalliseinillä, edestä ja takaa vapaasti laajenemaan estetyllä tiheällä kaasulla), vaan se pääsee laajenemaan suuttimessa. Siis lakisi äänen nopeuden ylittämisestä pätee vain kun kaasu ei saa vapaasti laajeta.

3³+4³+5³=6³

Kontra1
Seuraa 
Viestejä5432

JPI kirjoitti:
Kontra1 kirjoitti:
JPI kirjoitti:
Kontra1 kirjoitti:
JPI kirjoitti:
Kontra1 kirjoitti:
JPI kirjoitti:
Kontra1 kirjoitti:
No sovitaan sitten niin, että vastaaja saa polttaa päreensä, mutta ehtona on se, että osaa selittää, mitä Laval-suuttimessa kaasumolekyyleille tapahtuu, eli järjestäytyvätkö ne jotenkin, kun ne pystyvät liikkumaan yli äänen nopeudella.

Ei äänen nopeus kaasussa ole sama asia kuin kaasun nopeus.

Tuonhan minä tiesin jo ennestään.

Kun tavallisessa suihkusuuttimessa suihkun nopeus ei voi ylittää änen nopeutta, jotakin kummaa niille molekyylelle täytyy tapahtua, että ne muuttavat mielensä ja suostuvat väkivallan uhan edessä liikkumaan nopeammin. 

No mieti nyt vähän. Kun kaasu purkautuu suuttimen kapeasta kohdasta, niin mikä niiden toisistaan kimpoavien molekyylien nopeuden kykenisi äänen nopeuteen rajoittamaan, molekyylien keskimääräinen nopeushan on paljon suurempi kuin äänen nopeus kaasussa?

Nyt meni yli ymmärryksen. Etkö tosiaan tiedä, että tavallisessa suihkusuuttimessa äänen nopeus ei ylity vaikka itkisit ja potkisit. Paine vaan nousee suuttimeen, mutta äänen nopeus ei ylity - kysy vaikka PPo:lta. Sen vuoksi Laval-suutinta on käytettävä yliäänikoneissa, kun tavallisella suppenevalla suuttimella kone voi saavuttaa vain noin nopeuden Mach 1,5.

No voi helvata. Kaasu purkautuu toisesta päästään tyhjiöön avautuvaan suuttimeen, jolloin herää kysymys: mikä sen nopeuden rajoittaisi siihen nopeuteen mikä äänellä oli siinä kaasussa silloin kun se juuri siihen suuttimeen tuli?

Niinpä, keksipä siihen selitys?

Helppoa! Päinvastoin kuin suuttimen kurkussa, niin sen levenevässä osassa kaasua ei joka puolelta rajoiteta ( sivulla metalliseinillä, edestä ja takaa vapaasti laajenemaan estetyllä tiheällä kaasulla), vaan se pääsee laajenemaan suuttimessa. Siis lakisi äänen nopeuden ylittämisestä pätee vain kun kaasu ei saa vapaasti laajeta.

 

Laval-suuttimen kapeimmassa kohdassa virtauksen kuristuessa nopeus ei nouse, vaikka kuinka panet pökköä pesään. Kuitenkaan paine ei kasva kuristuskohdan jälkeen, vaan laskee, kaasu harvenee ja vauhti kiihtyy. Miksi nopeus ei kuristuskohdassa kasva, vaikka paine laskee rajusti?

Kontra1
Seuraa 
Viestejä5432

Otetaanpas tämä asia uudelleen esille.

Suihkun energia ei purkaudu suuttimessa vaan myöhemmin, jolla ei ole mitään tekemistä enää suuttimen kanssa. Siis kun suihku on edennyt kosketuksesta suuttimeen, se ei enää vaikuta työntövoimaan, eikä energian purkautumisella ole merkitystä milloin se sen tekee.

Eli suuttimessa lämpötila ei muutu asteen astetta suihkun irtaantuessa suuttimesta. 

Kaasu harventuu suuttimen jälkeen, ja lämpöenergia laskee, mutta kaasun lämpötila ei laske, ja vasta kaukana suuttimesta lämpötila laskee lämmön säteillessä ympäristöön.

Kun mitataan suihkun lämpötilaa, lukema riippuu täysin mittarista, millä peraatteella se toimii. Kun mittarin anturi on materiaalia, se näyttää puuta heinää. Se näyttää lämpöenergiaa, ei lämpötilaa. Jos mittari toimii mittaamalla lämpösäteilyä, se näyttää silloin lämpötilan ihan oikein.

Yksiatomiselle ideaalikaasulle ∆U=3/2*nR∆T, joten kaasun lämpötila laskee.

Tämä periaate myös palokaasuille toteutuu, mutta vasta suihkun  jätettyä suuttimen, eikä sillä ole mitään vaikutusta työntövoimaan. Kaippa siitä voidaan laskea työntövoima, jos osaa fysiikkaa. Mutta tuolla edellä esittämäni  F = kaasumassavirta x suihkun nopeus on helpompi tapa.

Keskustelua voidaan jatkaa, jos ymmärrätte asian, tai jos ette ymmärrä asiaa ja haluatte kysyä jotakin.

Kontra1
Seuraa 
Viestejä5432

Kun moottori on paikallaan, suihku ei tee mitään työtä moottorille. Se vain välittää jo polttokammossa lämpöenergian nostamiseksi tehdyn työn takana olevaan ilmaan, kun se pistää takana olevan ilman pyörtelemään ja muuttumaan takaisin lämmöksi.

Kontra1
Seuraa 
Viestejä5432

http://www.free-online-private-pilot-ground-school.com/turbine-engines.html

KUVA 2. Suihkuturbiinimoottori (Turbojet) periaatekuva. Lähde 2a. ja Lähde 8.

    Lähde 2a, ks. kuva:  J85-GE-17A turbojet engine from General Electric (1970)

Kuva 2. Ahtimella (compression) nostetaan ilman painetta, polttokammiossa (combustion), jossa jatkuva tuli, tuotetaan lämpöenergiaa ilman laajentamiseksi, ja kuuman ilman ja palokaasujen paine- ja lämpöenergia muutetaan liike-energiana turbiinissa (turbine) akselivoimaksi ahtimen pyörittämiseksi ja suoralla suihkuturbiinilla liike- ja paine-energiana työntövoimaksi (exhaust) sekä puhallin- ja potkurinturbiineilla (ks jälj.) liike-energiana pääosin akselivoimaksi. Ilman kuumenta-miseen käytetään polttoaineena kerosiinia (eli lentopetrolia). Polttoaine-ilmaseoksen palaminen tapahtuu vakiopaineessa. Kun paine nousee ja laskee tasaisesti, moottori käy tasaisesti ja värinättömästi. Tehoa saadaan kokoon nähden mäntämoottoria enemmän.

Lisäämällä toinen ahdin-turbiinipari, ahtimen puristus- eli painesuhde (OPR) saadaan nousemaan nykyisillä moottoreilla jopa 45:een, ja moottorin teho ja hyötysuhde nousevat radikaalisti.

Liikennekoneiden moottoreiksi soveltuvat suuren ohivirtauksen suihkuturbiini eli puhallinturbiini (kuvat 3, 4, 9, 10) ja potkuriturbiini (kuva lähde 2c.) Työntövoiman riippuvuussuhde nopeudesta, maksimi lentonopeus ja  polttoaineen ominaiskulutus jaottelevat nämä moottorityypit eri käyttötarkoituksiin ja -olosuhteisiin.

Kontra1
Seuraa 
Viestejä5432

Mystinen voimanpesä – tekniikan ihme

Lentokoneiden turbiinimoottorit ovat monipuolista korkeaa teknillistä osaamista vaativia tuotteita suunnittelultaan, materiaaleiltaan ja tuotantotekniikaltaan, sekä huolloltaan. Niiltä vaaditaan erittäin suurta luotettavuutta ja hyvää teho-painosuhdetta. Moottorin rakenne muodostuu hyvin kompleksi-seksi monien erilaisten ominaisuuksien vaatimuksesta. Näitä ovat ilma- ja kaasuvirtausten fysiikan optimointi, hyötysuhteen maksimointi, jäähdytys, suurten voimien ja lämpötilojen aiheuttamien muodonmuutosten ja väsyttävien ja rappeuttavien rasitusten sekä  resonanssivärinöiden hallinta, sakkauksen eston ja polttoaineen virtauksen säätöjärjestelmät, sekä toimintavarmuus poikkeavissa olosuhteissa ja tilanteissa sekä vikatiloissa. Osien on oltava lujia, mutta suhteellisen keveitä.

Huolto perustuu käyttötuntien ja rasitusten seurantaan sekä tarkastuksiin elinkaaren loppuun saakka.

Kontra1
Seuraa 
Viestejä5432

https://en.wikipedia.org/wiki/Turbofan

Puhallinturbiini (Turbofan). Kuvat 3, 4, 9,10.

Puhallinturbiinia voidaan pitää turbiinin pyörittämänä puhaltimena tai ohivirtauksella varustettuna suihkuturbiinina - riippuen puhallinsuihkun ilmamäärän suhteesta turbiinin suihkun ilmamäärään.

Kuvassa 4 on esitetty kaksiakselisen puhallinmoottorin periaate. Akselit ovat sisäkkäin. Pitemmällä sisemmällä roottoriakselilla N1 (harmaa) on puhallin, matalapaineahdin (-kompressori) ja -turbiini ja lyhyemmällä ulommalla akselilla N2 (tumma) korkeapaineahdin ja -turbiini. Aksiaalinen ahdin ja turbiini koostuvat roottorin ja staattorin peräkkäisistä siipikiekoista. Kiekon muodostaa kiekko-runko ja siihen ’kuusipuuliitoksin’ tms kiinnitetyt erilliset siivet. Roottorikiekot pyörivät staattori-kiekkojen väleissä lomittain - optimoidun ilmavirtauksen tuottamiseksi muotoillut siivet poikittain toistensa suhteen. Kiekkoja on kp-ahtimessa huomattavasti kp-turbiinia enemmän, mutta mp-turbiinin kiekkoja tarvitaan puhaltimen väännön vuoksi mp-ahdinta enemmän. Siipikiekkojen pinta-ala ahtimessa pienenee (siivet lyhenevät) virtauksen suuntaan paineen nostamiseksi, ja turbiinissa pinta-ala kasvaa (siivet pitenevät) kaasun paineen laskua vastaavasti. Puhallin on yksikiekkoinen (ensimmäinen ahdinvyöhyke) liikennekoneiden ja monikiekkoinen hävittäjien moottoreissa. Roottorit pyörivät vapaasti toistensa suhteen. Puhallin-mp-roottori pyörii 2000 - 4250 r/min ja kp-roottori 10000 - >15000 r/min (20000 r PW). Puhallinta voi pyörittää myös kolmas turbiini voima-akselilla (R&R) tai mp-akseli ahtimen rummun sisällä sijaitsevan alennusvaihteen kautta (P&W). Näin voidaan tehokkaammin sovittaa yhteen termodynamiikan ja aerodynamiikan vaatimukset. (Pienten moottoreiden puhallin voi olla myös takana.) Puhallinilma voi virrata lyhyttä ohivirtaus-kanavaa  rengasmaisena suihkuna vapaaseen tilaan, kuvissa 4 ja 9, tai pidempää ohivirtaus-kanavaa turbiinin kanssa yhteiseen suihkuputkeen. Liikennekoneissa 20 - 10 % (8,3 % PW) virtauksesta johdetaan ahtimeen, pääosan virratessa ohivirtauksena; ohivirtaussuhde 5 - 10 (12,5 PW). Puhallin tuottaakin työntövoimasta 75 – 90 % täydellä teholla, sillä suurin osa polttokammiosta purkautuvan kuuman ilma-palokaasun liike-energiasta käytetään puhallin/mp-turbiinin ja kp-turbiinin pyörittä-miseen. Lentonopeuden kasvaessa puhaltimen työntövoima laskee hitaamman suihkun vuoksi suhteessa turbiinin työntövoimaa enemmän (ks sivut 9 ja 12). Puhallinilmaa käytetään myös jäähdyttämään ulkopuolelta polttokammiota, turbiinia ja ahdintakin. Puhallinsiivet 20 - 40 kpl ovat kiinteäkulmaiset. Kp-ahtimen ensimmäisten staattorikiekkojen siipikulmia säädetään ahtimen sakkauksen estämiseksi ja hyötysuhteen nostamiseksi. (Kun poikkeavien lentotilan tai olosuhteiden vuoksi ahdinsiivistä virtaus irtoaa, siivet sakkaavat, ja ilmavirtaus moottorin läpi häiriintyy. Pahin seuraus on moottorivaurio. Paineen nousu ahtimessa herkistää sakkaukselle.)

jatkuu

Kontra1
Seuraa 
Viestejä5432

Jatkuu

Kun lentotilan ja olo-suhteiden vuoksi ahtimen painesuhdetta OPR pitää laskea ahtimen paineen ja lämpötilan liiallisen nousun ja sakkauksen estämiseksi, ahtimen paineilmaa vuodatetaan hukkaan vuodatusventtiileistä. Esim. take-off:issa ja matalalla suurella teholla lennettäessä OPR pitää laskea, ja vasta nousun loppuvaiheessa ohuessa ja kylmässä ilmassa painesuhde nousee korkeaksi. Turbiinin ja puhaltimen pyörimisestä johtuva häviöitä aiheuttava suihkujen kierto oikaistaan kiinteillä ohjaussiivillä. Poltto-kammiossa jatkuvaa tulta pitää yllä rengasmainen, yhtenäinen kaksoislieskaputki (vanhat useita erillisiä lieskaputkia), johon useat suuttimet sumuttavat polttoainetta. Haitallisia päästöjä vähenne-tään sisemmän renkaan polttoainesuuttimia avaamalla tehon mukaan. Työntövoimaa lisätään poltto-ainesyöttöä lisäämällä puhallin-mp-roottorin tai puhallin-voimaroottorin kierroksien nostamiseksi.

Puhallinturbiini on suurissa aliääninopeuksissa paras ja taloudellisin suurien liikennekoneiden voimanlähde - tehokas nopeuksilla 400 - 1000 km/h, max lentokorkeus 13,5 km. Matkakorkeudessa +/−10 km äänen nopeus rajoittaa taloudelliseksi nopeudeksi noin 900 km/h. Pienellä ohivirtauksella tyypillisesti 31 - 36 %, on tehokas hävittäjienkin voimanlähde yliääninopeuksiin 2000 km/h saakka, lakikorkeus 15 - 24 km, (suoravirtaussuihkuturbiini turbojet 30 km). (Matkustajakoneista vain yliäänikoneissa, kuten Concorde, käytettiin turbojetia.) Pienempien ilman virtausnopeuksien vuoksi puhallinturbiini on suoravirtausturbiinia hiljaisempi. Ääneen voi vaikuttaa myös puhallinsiipien ja suihkuputken muotoilulla. Polttoainekulutus kotimaan reitillä täysi kone arviovertaus potkuri-turbiiniin (pm) 4,5 -5 l/100 km /henk.. Airbus 380 superjumboa mainostetaan < 3 l/100 km/henk..

laiskimus
Seuraa 
Viestejä1612

Kontra1 kirjoitti:
Jos kaasu suihkuputkessa ei hidastu, sen edustama voima on mistä kohdasta tahansa mitattuna sama kuin suuttimessa. Eli suihkun voima taaksepäin ei perustu sen laajemiseen. Mutta tuosta laajemisen energiasta saadaan voima lasketuksi kätevästi.

Onko tekstisi tuotettu puppusanageneraattorilla?

Ilmeisesti on, päätellen siitä ettei siinä ole järkeä kieliopillisesti eikä sisällöllisesti.

Voima on vuorovaikutuksen voimakkuuden ja suunnan mitta, ei suihkun ominaisuus.

Laajenemisella ei ole energiaa, mutta kaasulla on.

Jos tarkastellaan suuttimen poikkileikkauksia polttokammiosta suuttimen aukolle päin, huomataan että paine laskee, ja samalla myös paineen ja poikkipinta-alan tulo pienenee, johtuen sekä pintakitkasta suuttimen seinämiin että suuttimessa olevan kaasun kiihdyttämisestä taaksepäin.

Kontra1
Seuraa 
Viestejä5432

Täytyy myöntää, että tämä kaasun lämpötila-asia on vielä hämärä. 

Kun kaasun tiheys laskee, lämpöenergia tietenkin laskee. Mutta eihän molekyylien lämpöliike mihinkään hidastu, eli eikös säteilyyn perustuvalla lämpömittarilla saada aina sama lukema kaasun tiheydestä riippumatta. Lämpömittarilla jonka anturi on kaasussa saadaan laskenut lämpölukema. Kuinkas tämä asian laita oikein lienee?

laiskimus
Seuraa 
Viestejä1612

Kontra1 kirjoitti:
Minä olen oppimateriaaliin saanut koostetuksi tällaisen kuvauksen Laval-suuttimesta,

Alkuosa:

Yliääninen suihku syntyy Laval-suuttimella (suppeneva ja heti laajeneva). Kun virtaavan ilman paine, tiheys ja lämpötila ja sisäenergia (ks Wiki) pienenevät jatkuvasti, suihkun liike-energia kasvaa ja nopeus ylittää äänennopeuden suihkun lämpötilassa.  

Onko mielestäsi joko niin, ettei jälkipolttimia ole olemassa, vai niin ettei niissä mielestäsi käytetä Laval-suuttimia?

Kun suihkumoottorissa on jälkipoltin ja Laval-suutin, jossa lisäpolttoainetta vielä palaa, niin lämpötila, lämpöenergia sekä sisäenergia kasvavat edestä taaksepäin, eli virtauksen suunnassa.

laiskimus
Seuraa 
Viestejä1612

Kontra1 kirjoitti:
Täytyy myöntää, että tämä kaasun lämpötila-asia on vielä hämärä. 

Kun kaasun tiheys laskee, lämpöenergia tietenkin laskee. Mutta eihän molekyylien lämpöliike mihinkään hidastu, eli eikös säteilyyn perustuvalla lämpömittarilla saada aina sama lukema kaasun tiheydestä riippumatta. Lämpömittarilla jonka anturi on kaasussa saadaan laskenut lämpölukema. Kuinkas tämä asian laita oikein lienee?

  

Jos molekyylien vauhti säilyy, niin niiden lämpöliike hidastuu virtausvauhdin kasvaessa. ellei hidastuisi, niin molekyylien vauhti kasvaisi, mikä vaatisi jostain lisää energiaa. Ehkäpä kehitteletkin jo ikiliikkujaa, ja tekstisi kuvaa sen toimintaa?

laiskimus
Seuraa 
Viestejä1612

JPI kirjoitti:
Kontra1 kirjoitti:
JPI kirjoitti:
Kontra1 kirjoitti:
JPI kirjoitti:
Kontra1 kirjoitti:
No sovitaan sitten niin, että vastaaja saa polttaa päreensä, mutta ehtona on se, että osaa selittää, mitä Laval-suuttimessa kaasumolekyyleille tapahtuu, eli järjestäytyvätkö ne jotenkin, kun ne pystyvät liikkumaan yli äänen nopeudella.

Ei äänen nopeus kaasussa ole sama asia kuin kaasun nopeus.

Tuonhan minä tiesin jo ennestään.

Kun tavallisessa suihkusuuttimessa suihkun nopeus ei voi ylittää änen nopeutta, jotakin kummaa niille molekyylelle täytyy tapahtua, että ne muuttavat mielensä ja suostuvat väkivallan uhan edessä liikkumaan nopeammin

No mieti nyt vähän. Kun kaasu purkautuu suuttimen kapeasta kohdasta, niin mikä niiden toisistaan kimpoavien molekyylien nopeuden kykenisi äänen nopeuteen rajoittamaan, molekyylien keskimääräinen nopeushan on paljon suurempi kuin äänen nopeus kaasussa?

Nyt meni yli ymmärryksen. Etkö tosiaan tiedä, että tavallisessa suihkusuuttimessa äänen nopeus ei ylity vaikka itkisit ja potkisit. Paine vaan nousee suuttimeen, mutta äänen nopeus ei ylity - kysy vaikka PPo:lta. Sen vuoksi Laval-suutinta on käytettävä yliäänikoneissa, kun tavallisella suppenevalla suuttimella kone voi saavuttaa vain noin nopeuden Mach 1,5.

No voi helvata. Kaasu purkautuu toisesta päästään tyhjiöön avautuvaan suuttimeen, jolloin herää kysymys: mikä sen nopeuden rajoittaisi siihen nopeuteen mikä äänellä oli siinä kaasussa silloin kun se juuri siihen suuttimeen tuli?

Ai minkä nopeuden?

Jos katsot tarkemmin huomaat että Kontra vaihtaa nopeudesta toiseen jokaisessa lainauksessa, mihin niistä siis viittaat sanalla sen?

Välillä puhutaan yksittäisen molekyylin nopeudesta, välillä äänennopeudesta, ja välillä taas virtausnopeudesta, eikä Kontra selvästikään kykene/halua kyetä erottamaan niitä toisistaan.

Sivut

Suosituimmat

Uusimmat

Sisältö jatkuu mainoksen alla

Uusimmat

Suosituimmat