Nybörjarfrågor om F4

[Jotte]

Hade de inte med Bear som störning/spaningsplan i RSR? :)

[Horizon]

Aha! Så var det säkert! :)

[ft]

Hehe, till att börja med fick jag tänka efter vad det rörde. Enkelströms- och dubbelströmsmotorer, heter de fortfarande så i FV? Är nog tillbaka till femtiotalet för att hitta de beteckningarna! Synd, för de är bra... väl därför de fortfarande används.

För er andra så heter det i allmänhet turbofläkt (turbofan på engelska, utom under en rundvisning på en viss flygmotorverkstad då vår ciceron rakt igenom glatt uttalade turbofan på bredaste svenska) eller turbojet.

Den förstnämnda, dubbelströmsvarianten, låter en stor del av luften passera utanför motorkärnan, eller gasgeneratorn, efter att ha passerat ett enda stort fläktsteg. Massandelen som går utanför avgör motorns by-pass ratio. Hälften utanför = BPR 1:1, dubbelt så mycket utanför, 2:1 eller 2. Moderna motorer ligger ofta i området 4-6 och kryper upp mot tio.

I en ren jet, eller turbojet, går all luften genom gasgeneratorn. Man kan säga att all luft deltar i förbränningen i motorn...

...men det är en sanning med modifikationer. En stor del av luften som går genom gasgeneratorn i en turbomotor, fläkt så väl som ren jet, används till kylning av brännkammarväggar, turbiner m m. De vinster man gör i motoreffektivitet idag hänförs till stor del till att den andel av luften som förbrukas till kylning blir mindre, genom effektivare kylmetoder, mer värmetåliga material o s v.

Varför då låta en massa luft blåsa förbi utanför gasgeneratorn? Jo, där ligger pudelns kärna. Det ger samma dragkraft att accelerera mycket luft lite som att accelerera lite luft mycket. Det går däremot åt väsentligt mindre energi. En turbofläktmotor är alltså avsevärt effektivare.

Den stora fläkten klarar dock inte av att svälja luft som kommer med allt för hög fart. Vidare är relativt långsam luft ut ur motorn mindre effektivt vid högre farter. Detta samverkar till att göra turbofläktmotorer till ett dåligt alternativ för fartdårar som BEQ som gärna blåser omkring uppåt ljudhastigheten och däröver. De får vackert dras med motorer med låg BPR som i gengäld slukar en del soppa vid mer moderata hastigheter.

Se, helt utan en enda formel! :D

[Mupp]

Hupp, nu måste jag föra det här ännu mer OT, för nu blir det intressant!

Först och främst, hur många axlar finns det i "moderna" motorer? 3? Finns det nån med fler? Är det relaterat till storlek och typ, eller mer till tillverkningsår? Och förresten, vilken av dom är N1 egentligen, den långa eller den korta? Hur ser det i regel ut på helikoptrar (lååång utläggning här)?

Harrier, den har en turbofläktmotor va? Om jag fattat rätt så använder man "by-pass"-luften i de främre utblåsen. Finns det fler exempel på mindre militära spränga-saker-flygplan med turbofläkt? För dom nyare flyga-rakt-upp-flygplanen (JSF eller vad dom tänker kalla den tex) har inte sådana motorer va?

Oj, va många frågetecken, eller?

[F16_Filur]

Utan att vilja kapa Mupps frågor nu...

Tack för lektionen ft. Edit: Du sammanfattar det med att en turbofan med låg bypass ratio lämpar sig bättre för höga farter än dito med hög BPR, till priset av sämre bränsleekonomi. Nu har de väl i för sig lyckats optimera RM12 motorn för både mer dragkraft och bättre bränslesnålhet jämfört med originalet, men börjar associera till valet av Viggens motor (JT8D) som var en turbofläkt :D.

Har kollat lite i Karlings bok och minns något om att eftersom Viggens uppdragsprofil från början var som attackplan kunde kravet på överljudsprestanda på höjd mildras, men det verkade inte ha med motorn att göra, utan mer med luftintagens profil.
Viggen blev trots allt ett mach2 plan på höjd trots "fel" motor - hur kommenterar du det? Kan du förklara begreppen vågmotstånd respektive basmotstånd lite närmare?

Främsta valet verkar ha legat mellan JT8D och Bristol Olympus B.O. 22R, där sistnämnda hade cirka 1000kp bättre dragkraft i military thrust men 1000kp mindre med EBK. Båda var turbofläkt. Citerar lite:

December 1961: Det slutliga motorvalet - Pratt & Whitney JT8D.

"En annan viktig synpunkt var att motorn, genom att den var av turbofan-typ, hade mycket låg bränsleförbrukning med släckt ebk kombinerat med mycket högt dragkraftstillskott med tänd ebk."

"En analys av följderna av motorvalet visar, att turbofan-motorn nog är ett bra val för ett enhetsflygplan. Hög bränsleekonomi med släckt ebk och högt dragkraftstillskott med tänd ebk. Det visade sig emellertid, att den stora luftmängden som passerade genom motorn, resulterade i en efterbrännkammare med rätt omfattande dimensioner. Flygplanet blev därför mycket fylligt baktill. Eftersom huvudvingen hos en nosvingekontruktion dessutom hamnar långt bak på kroppen, blir det svårt att få en aerodynamiskt gynnsam tvärsnittsareafördelning i bakpartiet. Detta straffar sig som högt vågmotstånd vid machtal mellan 0.9-1.5."

"En annan konsekvens av JT8D-motorns stora utloppsarea var att skillnaderna mellan areorna för tänd och släck ebk blev stor. För att få ner basmotståndet med släckt ebk fick man lägga ner mycket arbete på att göra ett elegant utlopp."

[Phlerp]

Mupp, vad menar du med axlar egentligen? Är det antal fläktsteg och kompressorsteg du syftar på? Om jag inte har helt fel för mig så kallar man fläktstegen även för lågtryckskompresor och de senare för högtryckskompresor och det är just här N1 och N2 kommer in, det har alltså inte alls med längden på dem att göra. N1, dvs lågtryckskompressorn, ligger först och består normalt sett av 2-3 steg. N2 dvs högrtyckskompressorn, kommer efter N1 och har normalt 5-7 steg. Därefter kommer ju brännkammrarna och sedan turbinen som så att säga ser till att hela motorn håller sig igång. Är det desa tre du tänker på som axlar? Normalt sett ligger de alla tre på samma axel (iaf i flygplan och liknande. Flyger den inte kallar man det normalt för en gasturbin vilket ju egentligen även en turbojet rent tekniskt är, lite som båt och fartyg. Sedan har vi ju tuboprop, tubroshaft och propfan... men det är en annan historia) men är växlade en aningen olika. Men de är alltid de tre om det är en dubbelströmsmotor. En enkelströmsmotor saknar naturligtvis lågtryckskompressorn.

Vad gäller användandet av turbofläkt i mindre militära spränga-saker-flygplan och nyare flyga-rakt-upp-flygplanen, så är har i princip alla moderna plan idag turbofläkt, men de som vill flyga snabbt (som BEQ) får ett lägre bypassförhållande.

Som F16_Filur skriver så påverkar motorvalet till stor del utseendet på planet, även om den betydelsen är mindre nu än tidigare. Tittar man på tex tidiga plan som J29 så är det nästan bara en motor med vingar på. Anledningen till att tunnan är så bullig är att den har en centrifugalkompressor (alltså bara ett kompressorsteg och ingen lågtryckskompressor). J35 däremot är väldigt slank eftersom den har en axial kompressor men ingen bypass, däremot blev motorn väldigt lång för att få tillräcklig effekt (faktum är att halva motorlängden upptas av efterbrännkammaren). 37:an blev likt 29:an rätt tjock eftersom den har en turbofläkt (bypass tar som sagt plats).

Jag ber så mycket om ursäkt för att jag svarat i ett ämne där ft uppenbarligen innehar expertisen, men jag kunde inte låta bli. Så jag överlåter istället till ft att rätta alla fel jag gjort, för minst 50% av vad jag skrivit är säkert ren bullskit. Jag lyckades ju iaf krångla till det hela vilket jag tycker att ft misslyckades helt med. Du gjorde det för lätt, detta är komplicerade saker som ska skötas av ingejörer i vita rockar med pennor och räknestickor i bröstfickan och pannorna i djupa veck. Vanligt folk som vi SKA inte förstå sånt här  ;)  

Kanske ska avsluta med att tillägga att propfan INTE är ett svordomsuttryck man skriker när man råkar tömma diskbaljan innan man är klar med disken, utan en turboprop med en öppen fläkt istället för propeller :D

[F16_Filur]

Först läste jag det i ftÃ,´s post som att jas39 INTE har en turbofläkt-motor.. vilket den har. Även Phlerp fick mig  in på det spåret eftersom Gripen är slank. Men skillnaden är bara att 37 hade högre BPR. Man anpassade alltså planet efter tillgänglig motor...

37:an blev likt 29:an rätt tjock eftersom den har en turbofläkt (bypass tar som sagt plats).

edit: var tvungen att ta bort den värsta röran.

[Mupp]

Originally posted by Phlerp


            Mupp, vad menar du med axlar egentligen? Är det antal fläktsteg och kompressorsteg du syftar på? Om jag inte har helt fel för mig så kallar man fläktstegen även för lågtryckskompresor och de senare för högtryckskompresor och det är just här N1 och N2 kommer in, det har alltså inte alls med längden på dem att göra. N1, dvs lågtryckskompressorn, ligger först och består normalt sett av 2-3 steg. N2 dvs högrtyckskompressorn, kommer efter N1 och har normalt 5-7 steg. Därefter kommer ju brännkammrarna och sedan turbinen som så att säga ser till att hela motorn håller sig igång. Är det desa tre du tänker på som axlar? Normalt sett ligger de alla tre på samma axel (iaf i flygplan och liknande. Flyger den inte kallar man det normalt för en gasturbin vilket ju egentligen även en turbojet rent tekniskt är, lite som båt och fartyg. Sedan har vi ju tuboprop, tubroshaft och propfan... men det är en annan historia) men är växlade en aningen olika. Men de är alltid de tre om det är en dubbelströmsmotor. En enkelströmsmotor saknar naturligtvis lågtryckskompressorn.

...

Ok, tack för att du svarar! Orsaken till att jag skrev "den långa" var för att slippa skriva koaxiell eller dylikt. Jag stavade fel på det en gång, och har inte riktigt hämtat mig än. Men du svarar på det jag var ute efter, nämligen att det är den inre av de 2-3 koaxiella axlarna (därmed den längsta av dem) som är N1. Följdfråga: Övervakas varvtal på samtliga ingående axlar (alltså kompressor-/turbinsteg, jag föredrar axlar eftersom jag försöker hitta en bra uppsättning koaxiella axlar att bygga instrument av)? Jag skulle nog kunna kolla upp det i nåt av mina flygplan, även om dom  var ganska billiga eftersom dom bara finns i cyberrymden, men eftersom jag gick till bussen för ungefär 10 minuter sen så hann jag inte.

Edit> Jag missade bussen, och bilen startade inte. Men väl framme inser jag att jag är jävligt luddig. Med axlar menar jag sammankopplade kompressor-/turbinpar (med tillhörande kompressor-/turbinsteg). Samma rumsaxel, olika mekaniska axlar. Frågan är alltså, övervakas samtliga dessa kompressor-/turbinpars varvtal? N1, N2, N3 (på en stor turbofläktsmotor tillhörande trafikflygplan exempelvis) eller dyl? Och ytterligare, på en motor tillhörande en helikopter eller nåt liknande, där man vill driva nåt direkt istället för att flytta luft åt nåt håll, är det max två "axlar" i en sån?