Кузовной ремонт автомобиля

 Покраска в камере, полировка

 Автозапчасти на заказ

Как влияет прямоток на работу двигателя


Прямоточный глушитель. Плюсы и минусы прямотока

Настоящие любители автомобильного тюнинга, наверное, не представляют свой автомобиль без прямотока. Однако не все знают, когда и на каких машинах прямоточный глушитель будет служить не только, как украшение, но и будет выполнять определенные функции. Согласитесь, рычащая изрядно поношенная копейка с огромной трубой вместо глушителя, выглядит, по крайней мере, глупо. Другое дело “японец”, который имеет ярко выраженные элементы профессионального тюнинга, и оставляющий после себя благородное рычание, всегда будет радовать не только ваш слух, но и от внешнего вида, вы будете получать удовольствие.

Что такое прямоток?

Исходя из научной точки зрения, прямоточный глушитель – это элемент системы выпуска отработанных газов, в котором перемещение теплоносителей и продуктов сгорания топлива в ДВС в замкнутом пространстве в одном направлении параллельно друг друга.

Если простыми словами описать этот элемент выхлопной системы, то можно сказать следующее. Выхлоп происходит через увеличенную в диаметре трубу со сглаженными изгибами, и которая имеет наименьшее количество стыков. В такой трубе отсутствует шумопоглатитель, а его функцию выполняет особая ее геометрия. Таким образом, исходя из этого, можно сделать вывод, что устройство прямоточного глушителя способствует быстрому и облегченному выпуску отработанных газов из цилиндров двигателя внутреннего сгорания, что благоприятно влияет на лучший продув и как следствие этого происходит увеличение КПД мотора и мощности до 15%. Однако, важно понимать, что нельзя вот так взять и просто установить прямоточный глушитель. Установка прямотока своими руками это довольно сложная процедура, для ее выполнения необходимо иметь определенные знания и опыт. Во время модернизации выхлопной системы под прямоточный выхлоп следует знать, что изменения будут касаться не только самого глушителя, но и выпускного коллектора, а также других элементов выпуска. После установки прямотока в обязательном порядке будет необходима настройка системы питания автомобиля на специальном оборудовании, в противном случае ни о каком результате данной доработки говорить не придется.

Плюсы прямоточного глушителя

  1. За счет увеличенного диаметра трубы и уменьшение изгибов и швов происходит увеличение мощности двигателя.
  2. Качественные материалы, из которых изготавливается прямоток, позволяют значительно увеличить срок службы выхлопной системы.

Минусы прямотока

  1. Значительно увеличивается уровень шума во время работы автомобиля.
  2. Проблемы при прохождении планового технического осмотра в органах ГИБДД
  3. В большинстве случаях прямоточный глушитель не имеет катализатора, что увеличивает выброс вредных веществ и как следствие также проблемы при прохождении ТО.
  4. Из-за применения в конструкции прямоточного глушителя труб большого диаметра уменьшается клиренс автомобиля. Помимо этого в холодное время года двигатель больше подвержен промерзанию.
  5. Прямотоки изготавливаются индивидуально под определенную машину, следовательно пробрести вышедшую из строя деталь системы может быть проблематичной.

И напоследок, желающим установить на свой автомобиля прямоточную систему выхлопа необходимо будет выложить минимум $ 2500.
Бытует мнение, что прямоток, который был установлен по всем правилам, практически не создает излишнего шума, а вместо рычания можно слышать, только приятный на слух басистый звук. В принципе это суждение имеет право на существование, так как, наблюдая за профессиональными соревнованиями по дрифтингу или драг рейсингу, сумасшедшего рева не услышишь. А вот если на тахометре стрелка приближается к красной шкале, то в этом случае и штатный глушитель может издать адский рев.

Прямоточный глушитель. Плюсы и минусы прямотока

5 (100%) 2 голос[а]

Как впускной коллектор влияет на ваш двигатель?

Твоя машина дышит. Да, вы правильно слышали: ваша машина дышит, как и вы. Он вдыхает воздух и выдыхает, ну, выхлоп. Но так же, как воздух, особенно кислород, который он содержит, является одним из самых важных веществ, поддерживающих жизнь в вашем теле, он также является одним из самых важных веществ, поддерживающих жизнь (или, по крайней мере, движение) в вашем автомобиле.

В автомобилях с двигателем внутреннего сгорания (и несмотря на то, что электромобили, которые начинают выходить на рынок, большинство автомобилей (включая гибриды) все еще имеют двигатели внутреннего сгорания), что делает возможным движение, - это серия небольших взрывов, происходящих внутри сгорания. камеры.Топливом для этих взрывов обычно является бензин, но взрывы были бы невозможны без кислорода, который позволяет гореть. Другими словами, для того, чтобы что-то произошло, в цилиндрах вашего автомобиля должна быть соответствующая смесь воздуха и топлива. Без воздуха в цилиндрах ваша машина просто будет сидеть, занимая место.

Введите впускной (или впускной) коллектор. Если автомобиль похож на ваше тело, то впускной коллектор - это его легкие. (Думаю, это сделало бы двигатель сердцем, но, возможно, лучше дать этой метафоре отдохнуть.) Впускной коллектор представляет собой серию трубок, которые равномерно распределяют воздух, поступающий в двигатель, в каждый из цилиндров, так что необходимое количество воздуха может смешиваться с нужным количеством газа. Большинство двигателей внутреннего сгорания работают в четырехтактном режиме, и во время первого такта (называемого тактом впуска) воздух из впускного коллектора всасывается в каждый цилиндр через клапан или клапаны. Эти впускные клапаны затем закрываются для других трех тактов (сжатие, сгорание и выпуск) и снова открываются, когда цикл начинается заново.Именно впускной коллектор отвечает за то, чтобы было достаточно воздуха, когда клапан открывается для каждого такта впуска, и чтобы каждый цилиндр получал такое же количество воздуха, как и остальные.

Но что, если во впускном коллекторе возникает утечка?

,

Распознавание и реагирование на неисправность турбореактивного двигателя

Неисправности двигателя

Чтобы обеспечить эффективное понимание и подготовку к правильным ответам на неисправности двигателя в полете, это В статье будут описаны неисправности турбовентиляторных двигателей и их последствия таким образом, что это применимо практически ко всем современным самолетам с турбовентиляторными двигателями. Эти описания, однако, не заменяйте и не заменяйте конкретные инструкции, приведенные в руководстве по летной эксплуатации самолета и соответствующих контрольных списках.

Помпаж компрессора

Наиболее важно обеспечить понимание компрессора помпажа. В современных турбовентиляторных двигателях помпаж компрессора является редким явлением. Если во время взлета при большой мощности произойдет выброс компрессора (иногда называемый остановом компрессора), летный экипаж услышит очень громкий стук, который будет сопровождаться рывком и вибрацией. Удар, вероятно, будет далеко за пределами любого шума двигателя или другого звука, который экипаж, возможно, ранее испытывал при эксплуатации.

Скачок компрессора был ошибочно принят за взорванные шины или бомбу в самолете.Экипаж может быть поражен взрывом, и во многих случаях это привело к отклонению взлета выше V1. Эти скоростные отклоненные взлеты иногда приводили к травмам, гибели самолета и даже гибели пассажиров.

Фактическая причина громкого удара не должна иметь никакого значения для первого ответа летного экипажа, который должен состоять в том, чтобы сохранить контроль над самолетом и, в частности, продолжить взлет, если событие происходит после V1. Продолжение взлета является надлежащим ответом на отказ шины, произошедший после V1, и история показала, что бомбы не представляют угрозы во время разбега при взлете, они обычно настроены на детонацию на высоте.

Всплеск турбовентиляторного двигателя является результатом нестабильности рабочего цикла двигателя. Всплеск компрессора может быть вызван износом двигателя, может быть результатом проглатывания птиц или льда, или это может быть окончательный звук в результате отказа типа «серьезное повреждение двигателя». Рабочий цикл турбинного двигателя состоит из впуска, сжатия, зажигания и выхлопа, которые происходят одновременно в разных местах двигателя. Частью цикла, подверженной нестабильности, является фаза сжатия.

В турбинном двигателе сжатие осуществляется аэродинамически, поскольку воздух проходит через ступени компрессора, а не путем удержания, как в случае с поршневым двигателем. Воздух, проходящий через аэродинамические поверхности компрессора, может заглохнуть так же, как воздух над крылом самолета. Когда происходит это срыв аэродинамического профиля, прохождение воздуха через компрессор становится нестабильным, и компрессор больше не может сжимать поступающий воздух. Воздух высокого давления за стойкой дальше в двигателе выходит вперед через компрессор и выходит из впускного отверстия.

Этот побег внезапен, быстр и часто довольно слышен как громкий взрыв, похожий на взрыв. Всплеск двигателя может сопровождаться видимым пламенем вперед от впускного отверстия и назад к выхлопной трубе. Инструменты могут показывать высокие EGT и EPR или изменения скорости вращения ротора, но во многих киосках событие заканчивается так быстро, что инструменты не успевают отреагировать.

Как только воздух из двигателя выходит наружу, причина (причины) нестабильности может самокорректироваться, и процесс сжатия может восстанавливаться.Один скачок и восстановление произойдет довольно быстро, обычно в течение доли секунды. В зависимости от причины нестабильности компрессора двигатель может испытывать:

1) Одиночный самовосстанавливающийся скачок

2) Несколько скачков до самовосстановления

3) Множественные скачки, требующие действий пилота для восстановления

4) невосстановимый всплеск.

Для выполнения полных, подробных процедур летные экипажи должны следовать соответствующим контрольным спискам и процедурам действий в чрезвычайных ситуациях, подробно изложенным в их конкретном Руководстве по полету самолетов.В целом, однако, во время одного самовосстанавливающегося выброса показания двигателя кабины могут слегка и кратковременно колебаться. Экипаж может не заметить колебаний. (Некоторые из более новых двигателей могут даже иметь логику потока топлива, которая помогает двигателю самостоятельно восстанавливаться после скачка напряжения без вмешательства экипажа. Остановка может остаться совершенно незамеченной, или она может быть сообщена экипажу для информации только через EICAS сообщения.)

В качестве альтернативы, двигатель может работать два или три раза до полного самовосстановления.Когда это произойдет, летный экипаж, вероятно, заметит сдвиги контрольно-измерительных приборов двигателя кабины достаточной величины и продолжительности. Если двигатель не восстанавливается автоматически после скачка напряжения, он может непрерывно расти до тех пор, пока пилот не предпримет действия, чтобы остановить процесс. Желаемое действие пилота заключается в том, чтобы тормозить рычаг тяги до тех пор, пока двигатель не восстановится.

Затем летный экипаж должен МЕДЛЕННО снова сдвинуть рычаг тяги. Иногда двигатель может работать только один раз, но самовосстановление невозможно.

Фактическая причина помпажа компрессора часто бывает сложной и может быть или не быть результатом серьезного повреждения двигателя. Редкий выброс одного компрессора ВЫЗЫВАЕТ серьезное повреждение двигателя, но продолжительный выброс в конечном итоге приведет к перегреву турбины, так как слишком много топлива предоставляется для объема воздуха, который достигает камеры сгорания. Лопатки компрессора также могут быть повреждены и выходить из строя в результате многократных резких скачков напряжения; это быстро приведет к тому, что двигатель не сможет работать при любой мощности.

Ниже приведена дополнительная информация, касающаяся одного восстанавливаемого скачка, самовосстановления после нескольких скачков, скачка, требующего действий летного экипажа, и невосстановимого скачка. В тяжелых случаях шум, вибрация и аэродинамические силы могут сильно отвлекать. Для летного экипажа может быть трудно вспомнить, что его самая важная задача - управлять самолетом.

Одиночный самовосстанавливающийся скачок

Летный экипаж слышит очень громкий или двойной удар.Инструменты будут колебаться быстро, но, если кто-то не смотрел на датчик двигателя во время помпажа, колебание могло бы не быть замечено.

Например: во время помпажа коэффициент давления двигателя (EPR) может упасть со взлета (T / O) до 1,05 за 0,2 секунды. ЭПР затем может варьироваться от 1,1 до 1,05 с интервалом 0,2 с два или три раза. Низкая скорость ротора (N1) может упасть на 16% в первые 0,2 секунды, а затем еще на 15% в следующие 0,3 секунды. После восстановления EPR и N1 должны вернуться к значениям перед помпажом в соответствии с нормальным графиком ускорения для двигателя.

Множественный всплеск с последующим самовосстановлением

В зависимости от причины и условий двигатель может работать несколько раз, при этом каждый удар отделяется парой секунд. Поскольку каждый удар обычно представляет собой событие помпажа, как описано выше, летный экипаж может обнаружить «одиночный всплеск», описанный выше, в течение двух секунд, затем двигатель вернется к 98% мощности перед помпажем в течение нескольких секунд. Этот цикл может повторяться два или три раза. Во время скачка и восстановления, вероятно, будет некоторое увеличение EGT.

Например: EPR может колебаться между 1,6 и 1,3, температура выхлопных газов (EGT) может повышаться на 5 градусов C / секунду, N1 может колебаться между 103% и 95%, а расход топлива может падать на 2% без изменения положения рычага тяги. Через 10 секунд датчики двигателя должны вернуться к значениям перед помпажем.

Волна восстанавливается после действий летного экипажа

Когда всплески происходят, как описано в предыдущем параграфе, но не прекращаются, для стабилизации двигателя требуется действие летного экипажа.Летный экипаж заметит колебания, описанные в «восстанавливаемых после двух или трех ударов», но колебания и удары будут продолжаться до тех пор, пока летный экипаж не переведет рычаг тяги в положение холостого хода. После того, как летный экипаж переводит рычаг тяги в режим холостого хода, параметры двигателя должны уменьшиться в соответствии с положением рычага тяги. После того, как двигатель работает на холостом ходу, он может быть снова ускорен до мощности. Если при возврате к высокой мощности двигатель снова начинает работать, двигатель можно оставить на холостом ходу или оставить на некоторой промежуточной мощности или выключить в соответствии с контрольными списками, применимыми к самолету.Если летный экипаж не предпринимает никаких действий для стабилизации двигателя в этих условиях, двигатель будет продолжать расти и может испытывать постепенное вторичное повреждение до точки полного отказа.

Невосстановимый скачок

Когда всплеск компрессора не может быть восстановлен, произойдет один удар, и двигатель замедлится до нулевой мощности, как если бы топливо было измельчено. Этот тип помпажа компрессора может сопровождаться серьезной неисправностью двигателя. Это также может произойти без каких-либо повреждений двигателя.

EPR может снижаться со скоростью 0,34 / сек, а EGT повышаться со скоростью 15 градусов C / сек, продолжаясь в течение 8 секунд (с пиковым значением) после того, как рычаг тяги возвращается в положение холостого хода. N1 и N2 должны затухать со скоростью, соответствующей отключению топлива, при этом расход топлива упадет до 25% от его значения перед помпажем за 2 секунды, сужаясь до 10% в течение следующих 6 секунд.

Flameout

Воспламенение - это состояние, при котором процесс горения в горелке остановлен. Воспламенение будет сопровождаться падением EGT, частоты вращения сердечника двигателя и отношения давления двигателя.Как только частота вращения двигателя падает ниже холостого хода, могут появиться другие симптомы, такие как предупреждения о низком давлении масла и отключение электрических генераторов от линии, многие вспышки при низких настройках начальной мощности впервые обнаруживаются, когда генераторы отключаются от линии, и могут изначально ошибаться для электрических проблем. Воспламенение может произойти из-за нехватки топлива в двигателе, неблагоприятных погодных условий, появления вулканического пепла, неисправности системы управления или нестабильной работы двигателя (например, из-за остановки компрессора).Многократное воспламенение двигателя может привести к широкому разнообразию симптомов кабины экипажа, поскольку входные сигналы двигателя теряются от электрических, пневматических и гидравлических систем. Эти ситуации привели к тому, что пилоты устраняют неисправности систем самолета, не распознавая и не устраняя причину, по которой двигатель не работает. Некоторые самолеты имеют специальные сообщения EICAS / ECAM для предупреждения летного экипажа о двигателе, который в полете откатывается на холостом ходу; как правило, сообщение ENG FAIL или ENG THRUST.

Вспышка при взлётной мощности необычна, только около 10% вспышек при взлётной мощности.Наиболее часто вспышки возникают при настройках средней или низкой мощности, таких как круиз и спуск. Во время этих режимов полета, вероятно, используется автопилот. Автопилот компенсирует асимметричную тягу до предела и может затем отключиться. Отключение автопилота должно сопровождаться быстрыми, соответствующими управляющими сигналами от летного экипажа, если самолет должен поддерживать нормальное положение. Если нет внешних визуальных ссылок, например, при полете над океаном ночью или в IMC, вероятность расстройства возрастает.Это условие потери мощности двигателя при включенном автопилоте вызвало несколько расстройств самолета, некоторые из которых не могли быть восстановлены. Смещение контроля полета может быть единственным очевидным показанием. Требуется бдительность, чтобы выявлять эти скрытые отказы двигателя и поддерживать безопасное положение в полете, пока ситуация еще не устраняется.

После того, как подача топлива в двигатель была восстановлена, двигатель может быть перезапущен способом, предписанным применимым Руководством по полету или эксплуатации самолета.Удовлетворительный перезапуск двигателя должен быть подтвержден со ссылкой на все основные параметры, использующие только N1, например, это привело к путанице при некоторых перезапусках в полете. В некоторых условиях полета N1 может быть очень похожим для ветряного двигателя и двигателя, работающего на холостом ходу.

Огонь

Пожар двигателя почти всегда относится к пожару вне двигателя, но внутри гондолы. Пожар в районе двигателя должен быть оповещен летным экипажем путем предупреждения о пожаре в кабине экипажа.Вряд ли летный экипаж увидит, услышит или сразу почувствует запах огня двигателя. Иногда летные экипажи сообщают о пожаре, связываясь с диспетчерской вышкой.

Важно знать, что с учетом пожара в гондоле, есть достаточное время, чтобы сделать первоочередной задачей «полетать на самолете», прежде чем заняться огнем. Было показано, что даже в случае обнаружения пожара сразу после взлета, есть достаточное время, чтобы продолжить подъем на безопасную высоту, прежде чем заняться двигателем.Может быть нанесен экономический ущерб гондоле, но первоочередной задачей летного экипажа должно быть обеспечение того, чтобы самолет продолжал безопасный полет.

Летные экипажи должны рассматривать любое пожарное предупреждение как пожар, даже если индикация исчезает, когда рычаг тяги переводится в режим ожидания. Индикация может быть результатом пневматической утечки горячего воздуха в гондолу. Индикация пожара также может происходить от небольшого пожара или от детектора, чтобы огонь не был заметен при малой мощности.Пожарная индикация также может быть результатом неисправных систем обнаружения. Некоторые пожарные извещатели позволяют идентифицировать ложную индикацию (тестирование пожарных шлейфов), что может избежать необходимости использования IFSD. Были случаи, когда диспетчерская вышка по ошибке сообщала о пламени, связанном с помпажом компрессора, как о «пожаре» двигателя.

В случае оповещения о пожаре летный экипаж должен обратиться к контрольным листам и процедурам, относящимся к выполняемому самолету. Как правило, после того, как принято решение о наличии пожара и стабилизации воздушного судна, отключение двигателя должно быть немедленно выполнено путем отключения подачи топлива в двигатель, как при отключении управления подачей топлива в двигателе, так и при перепускном клапане крыла / пилона.Весь отводимый воздух, электрика и гидравлика из поврежденного двигателя будут отключены или изолированы от систем самолета, чтобы предотвратить распространение огня или загрязнение связанных систем самолета. Это достигается с помощью одного общего двигателя «пожарная ручка». Это контролирует огонь, значительно уменьшая количество топлива, доступного для сгорания, уменьшая доступность сжатого воздуха для любого пожара в отстойнике, временно отводя воздух в огонь через слив огнетушащего вещества и удаляя источники повторного возгорания, такие как живая электропроводка и горячие оболочки.Следует отметить, что некоторые из этих мер контроля могут быть менее эффективными, если пожар является результатом серьезного ущерба, который может потребоваться для тушения пожара в этих условиях несколько дольше. В случае остановки после пожара двигателя в полете не следует пытаться перезапустить двигатель, если это не имеет решающего значения для продолжения безопасного полета, поскольку при повторном запуске двигателя пожар может возобновиться.

Огни выхлопной трубы

Одним из самых тревожных событий для пассажиров, бортпроводников, наземного персонала и даже авиадиспетчерской службы (УВД) является пожар в выхлопной трубе.Во время запуска или останова топливо может попасть в корпус турбины и выхлопные газы, а затем воспламениться. Это может привести к появлению хорошо видимой струи пламени в задней части двигателя, длина которой может достигать десятков футов. Пассажиры инициировали экстренная эвакуация в этих случаях, приводящая к серьезным травмам.

Может быть никаких признаков аномалии для летного экипажа, пока экипаж или диспетчерская вышка не привлекут внимание к проблеме. Вероятно, они описывают его как «пожар двигателя», но пожар выхлопной трубы НЕ приведет к предупреждению о пожаре на кабине экипажа.

При получении уведомления о пожаре двигателя без каких-либо указаний в кабине экипаж должен выполнить процедуру обстрела выхлопной трубы. Это будет включать в себя двигатель двигателя, чтобы помочь погасить пламя, в то время как большинство других ненормальных процедур двигателя не будет.

Поскольку огонь горит внутри корпуса турбины и выпускного сопла, тяга ручки огня для выпуска огнетушителя в пространство между кожухами и кожухами будет неэффективной. Вытягивание рукоятки управления огнем может также сделать невозможным высушивание двигателя двигателя, что является самым быстрым способом тушения большинства пожаров в выхлопной трубе.

Горячие старты

Во время запуска двигателя компрессор очень неэффективен, как уже обсуждалось. Если двигатель испытывает больше, чем обычно, с ускорением (из-за таких проблем, как преждевременное отключение стартера, неправильное планирование подачи топлива или сильные попутные ветра), двигатель может провести значительное время на очень низких оборотах (под холостом ходу). Нормальные потоки охлаждения двигателя не будут эффективными во время работы на холостых оборотах, и температура турбины может показаться относительно высокой. Это называется горячим запуском (или, если двигатель полностью прекращает ускоряться в режиме холостого хода, пусковой запуск).AFM указывает допустимые пределы времени / температуры для EGT во время горячего старта. Более поздние двигатели, управляемые FADEC, могут включать логику автозапуска для обнаружения и управления горячим пуском.

Проглатывание птицы / FOD

Самолетные двигатели заглатывают птиц чаще всего в окрестностях аэропортов, во время взлета или при посадке. Встречи с птицами происходят как днем, так и ночью.

Безусловно, большинство столкновений с птицами не влияют на безопасный результат полета.При более чем половине попадания птицы в двигатели летный экипаж даже не знает, что это произошло.

Когда при проглатывании участвует большая птица, летный экипаж может заметить глухой стук, грохот или вибрацию. Если птица проникает в сердечник двигателя, то от стравленного воздуха может быть запах сгоревшего мяса в кабине экипажа или в пассажирском салоне.

Удары птиц могут повредить двигатель. Фото на следующей странице показывает лопасти вентилятора, согнутые из-за проглатывания птицы. Двигатель продолжал производить тягу с таким уровнем повреждений.Повреждение посторонними предметами (FOD) из других источников, таких как обломки шин, обломки ВПП или животные, также может встречаться с аналогичными результатами.

Попадание внутрь птицы также может привести к скачку напряжения в двигателе. Волна может иметь любую из характеристик, перечисленных в разделе помпажа. Двигатель может подняться один раз и восстановиться; он может непрерывно расти до тех пор, пока летный экипаж не предпримет никаких действий; или он может взорваться один раз и не восстановиться, что приведет к потере мощности от этого двигателя. Попадание внутрь птицы может привести к поломке одного или нескольких лопастей вентилятора, и в этом случае двигатель, вероятно, поднимется один раз и не восстановится.

Независимо от того, что проглатывание птицы привело к выбросу двигателя, первоочередной задачей летного экипажа является «полет самолета». После того, как самолет находится в стабильном полете на безопасной высоте, могут быть выполнены соответствующие процедуры в соответствующем Руководстве по полету самолета.

В редких случаях несколько двигателей могут проглотить средних и крупных птиц. В случае предполагаемого повреждения нескольких двигателей принятие мер по стабилизации двигателей становится гораздо более высоким приоритетом, чем если бы задействовался только один двигатель, но все же необходимо сначала управлять самолетом.

Сильные повреждения двигателя

Серьезное повреждение двигателя может быть трудно определить. С точки зрения летного экипажа, серьезное повреждение двигателя - это механическое повреждение двигателя, которое выглядит «плохо и безобразно». Для производителей двигателей и самолетов серьезные повреждения двигателя могут включать такие же очевидные симптомы, как большие отверстия в корпусах и гондоле двигателя, или такие же тонкие, как отсутствие реакции двигателя на движение рычага тяги.

Для летного экипажа важно знать, что серьезное повреждение двигателя может сопровождаться такими симптомами, как предупреждение о пожаре (из-за утечки горячего воздуха) или помпаж двигателя, потому что ступени компрессора, которые сдерживают давление, могут быть не повреждены или находятся в рабочем состоянии из-за повреждение двигателя.

В этом случае симптомы серьезного повреждения двигателя будут такими же, как и помпаж без восстановления. Там будет громкий шум. EPR упадет быстро; N1, N2 и расход топлива упадут. EGT может на мгновение подняться. В результате серьезного повреждения двигателя произойдет потеря мощности самолета. Первоначально не важно проводить различие между невосстановимым выбросом с серьезным повреждением двигателя или без него, или между пожаром и предупреждением о пожаре с серьезным повреждением двигателя. Приоритетом летного экипажа по-прежнему остается «летать на самолете».«Как только самолет стабилизируется, летный экипаж может диагностировать ситуацию.

Изъятие двигателя

Захват двигателя описывает ситуацию, когда роторы двигателя перестают вращаться в полете, возможно, очень внезапно. Статические и вращающиеся части фиксируются друг против друга, останавливая ротор. На практике это может произойти только при низких оборотах ротора после выключения двигателя, и практически никогда не происходит для вентилятора большого двигателя, у вентилятора слишком большая инерция, и ротор выталкивается поршневым воздухом слишком сильно, чтобы остановлен статической структурой.Ротор HP с большей вероятностью заклинивает после остановки в полете, если причиной неисправности двигателя является механическое повреждение в системе HP. В случае заклинивания ротора низкого давления будет наблюдаться некоторое сопротивление, которое летный экипаж должен компенсировать; однако, если ротор HP заклинивает, это окажет незначительное влияние на управление самолетом.

Захват не может произойти без причинения очень серьезного повреждения двигателя, вплоть до того, что лопасти и лопасти компрессора и турбины в основном разрушаются.Это не мгновенный процесс, поскольку вращающийся ротор обладает большой инерцией по сравнению с энергией, необходимой для разрушения блокирующих вращающихся и статических компонентов.

Как только самолет приземлился и ротор больше не приводится в движение поршневым воздухом, после серьезного повреждения часто наблюдается захват.

Симптомы заклинивания двигателя в полете могут включать вибрацию, нулевую частоту вращения ротора, легкое отклонение от курса самолета и, возможно, необычные шумы (в случае захвата вентилятора). Из-за автоматической компенсации воздушного судна в остальных двигателях может увеличиться расход топлива; не требуется никаких специальных действий, кроме тех, которые соответствуют серьезному повреждению двигателя.

Отделение двигателя

Разделение двигателя - крайне редкое событие. Это будет сопровождаться потерей всех первичных и вторичных параметров для пораженного двигателя, шумов и рыскания самолета (особенно при настройках большой мощности). Разделение, скорее всего, произойдет во время взлета / взлета или при посадке. Это может повлиять на управление самолетом. Важно использовать противопожарную ручку, чтобы закрыть лонжерон и не допустить значительной утечки топлива за борт; обратитесь к полету самолета или руководству по эксплуатации для конкретных процедур.

Проблемы с топливной системой

Утечки

Крупные утечки в топливной системе вызывают беспокойство у летного экипажа, поскольку они могут привести к возгоранию двигателя или, в конечном итоге, к истощению топлива. Очень большая утечка может вызвать воспламенение двигателя.

Приборы двигателя будут показывать утечку только в том случае, если она находится ниже по потоку от расходомера топлива. Утечка между баками и расходомером топлива может быть обнаружена только путем сравнения использования топлива между двигателями, путем сравнения фактического использования с запланированным использованием или путем визуального осмотра топлива, вытекающего из пилона или капота.В конечном итоге, утечка может привести к дисбалансу бака.

В случае серьезной утечки экипаж должен рассмотреть, нужно ли изолировать утечку, чтобы предотвратить истощение топлива.

Следует отметить, что вероятность возникновения пожара в результате такой утечки выше на низкой высоте или когда самолет стоит на месте; даже если в полете не наблюдается пожара, желательно, чтобы аварийные службы были доступны при приземлении.

Невозможность выключить двигатель

Если неисправен клапан отсечки топлива в двигателе, возможно, не удастся выключить двигатель обычной процедурой, поскольку двигатель продолжает работать после того, как топливный выключатель перемещен в положение отключения.Закрытие лонжерона, потянув за ручку огня, обеспечит выключение двигателя, как только он израсходует топливо в линии от лонжерона до впускного отверстия топливного насоса. Это может занять пару минут.

Топливный фильтр Засорение

Засорение топливного фильтра может произойти в результате выхода из строя одного из бустерных насосов топливного бака (насос создает мусор, который сметается вниз по потоку к топливному фильтру), из-за сильного загрязнения топливных баков во время технического обслуживания (отходы ветоши, герметика и т. Д.).которые попадают вниз по потоку к топливному фильтру) или, что более серьезно, из-за сильного загрязнения топлива. Засорение топливного фильтра обычно наблюдается при высоких значениях мощности, когда поток топлива через фильтр (и измеренный перепад давления на фильтре) является наибольшим. Если видны многочисленные признаки обхода топливного фильтра, топливо может быть сильно загрязнено водой, ржавчиной, водорослями и т. Д. Как только фильтры обойдут и загрязнитель попадет прямо в топливную систему двигателя, управление топливом двигателя может больше не работать, как предполагалось.Существует потенциал для воспламенения нескольких двигателей. Руководство по полету или эксплуатации самолета дает необходимые указания.

Проблемы с масляной системой

Система моторного масла имеет относительно большое количество указанных параметров, требуемых правилами (давление, температура, количество, засорение фильтра). Многие из используемых датчиков могут давать ложные показания, особенно на более ранних моделях двигателей. Многочисленные аномальные системные показания подтверждают подлинный сбой; одно неправильное указание может быть или не быть действительным указанием отказа.

Существует значительная разница между прогрессиями отказов в масляной системе, поэтому приведенные ниже симптомы могут варьироваться от случая к случаю.

Проблемы с масляной системой могут возникать на любом этапе полета и обычно прогрессировать постепенно. Они могут в конечном итоге привести к серьезному повреждению двигателя, если двигатель не выключен.

Утечки

Утечки приведут к устойчивому снижению количества масла, вплоть до нуля (хотя в этой точке все еще будет некоторое пригодное для использования масло).Как только масло полностью истощится, давление масла упадет до нуля, после чего загорится индикатор низкого давления масла. Были случаи, когда ошибка технического обслуживания приводила к утечкам на нескольких двигателях; поэтому рекомендуется тщательно следить за количеством масла на хороших двигателях. Быстрое изменение количества нефти после того, как движение тяги рычага не может указывать на утечку оно может быть связано с маслом «глотая» или «сокрытие», как больше нефти поступает в отстойники.

Неисправности подшипников

Отказ подшипника будет сопровождаться повышением температуры масла и указанной вибрацией.Звуковые шумы и сообщения о засорении фильтра могут последовать; Если неисправность приводит к серьезному повреждению двигателя, это может сопровождаться указаниями о низком количестве масла и давлении.

Неисправности масляного насоса

Отказ масляного насоса будет сопровождаться низким указанным давлением масла и индикатором низкого давления масла или сообщением о засорении масляного фильтра.

Загрязнение

Загрязнение масляной системы углеродистыми отложениями, хлопковыми отходами, неподходящими жидкостями и т. Д. Обычно приводит к индикации засорения масляного фильтра или приближающемуся байпасу.Эта индикация может исчезнуть при уменьшении тяги, так как поток масла и перепад давления на фильтре также уменьшатся.

Нет ответа рычага тяги

Неисправность типа «реакция без рычага тяги» является более тонкой, чем другие ранее обсуждавшиеся неисправности, настолько тонкой, что ее можно полностью упустить из виду, что может привести к серьезным последствиям для самолета.

Если двигатель медленно теряет мощность или, когда рычаг тяги перемещается, двигатель не реагирует, самолет испытывает асимметричную тягу.Это может быть частично скрыто усилиями автопилота по поддержанию необходимого условия полета.

Как и в случае с пламенем, если внешние визуальные ориентиры отсутствуют, например, при полете над океаном ночью или в IMC, асимметричная тяга может сохраняться в течение некоторого времени без того, чтобы летный экипаж его распознал или исправил. В некоторых случаях это приводило к расстройству самолета, которое не всегда можно было исправить. Как уже говорилось, это состояние неуловимо и его нелегко обнаружить.

Симптомы могут включать в себя:

  1. Множественные системные проблемы, такие как отключение генераторов или низкое давление моторного масла.
  2. Необъяснимое изменение ориентации самолета.
  3. Большие необъяснимые прогибы поверхности управления полетом (автопилот включен) или необходимость больших входов управления полетом без видимой причины (автопилот выключен).
  4. Значительные различия между основными параметрами от одного двигателя к другому.

Если есть подозрение на асимметричную тягу, первым ответом должно быть выполнение соответствующей настройки триммера или руля направления. Отключение автопилота без предварительного выполнения соответствующего управляющего входа или триммера может привести к быстрому маневру крена.

Реверсор неисправностей

Как правило, неисправности реверсора тяги ограничиваются условиями отказа, при которых система реверсора не может быть развернута по команде и не может быть размещена по команде. Невыполнение развертывания или укладки во время посадочного крена приведет к значительной асимметричной тяге и может потребовать быстрого реагирования для поддержания направленного управления самолетом.

Произошло незапланированное развертывание современных систем реверса тяги, что привело к принятию директив по летной годности для добавления дополнительных систем блокировки к реверсору.Как следствие этого действия, вероятность непреднамеренного развертывания чрезвычайно низка. Полет самолета или руководство по эксплуатации предоставляет необходимую системную информацию и тип сообщений, предоставляемых типом самолета.

Без начального выреза

Как правило, это условие существует, когда селектор запуска остается в начальном положении или клапан запуска двигателя открыт при закрытии команды. Поскольку стартер предназначен для работы только на низких скоростях в течение нескольких минут, стартер может полностью выйти из строя (взорваться) и вызвать дальнейшее повреждение двигателя, если стартер не отключился.

Вибрация

Вибрация является признаком широкого спектра состояний двигателя, от очень мягких до серьезных. Ниже приведены некоторые причины тактильной или указанной вибрации:

  1. Дисбаланс вентилятора при сборке
  2. Лопатка вентилятора трения или покачивания
  3. Накопление воды в роторе вентилятора
  4. Лезвие глазурное
  5. Пищеварение / FOD
  6. Неисправность подшипника
  7. Искажение лезвия или отказ
  8. Чрезмерные зазоры наконечника системы ротора вентилятора.

Нелегко определить причину вибрации при отсутствии других необычных показаний. Хотя вибрация от некоторых неисправностей может быть очень сильной на кабине экипажа, она не повредит самолет. Нет необходимости предпринимать действия, основанные только на индикации вибрации, но это может быть очень полезным для подтверждения проблемы, выявленной другими способами.

Вибрация двигателя может быть вызвана дисбалансом вентилятора (образование льда, потеря материала лопастей вентилятора из-за проглоченного материала или искажение лопастей вентилятора из-за повреждения посторонними предметами) или из-за внутренней неисправности двигателя.Ссылка на другие параметры двигателя поможет установить, существует ли неисправность.

Вибрация, ощущаемая на кабине экипажа, может не указываться на приборах. При некоторых неисправностях двигателя на кабине экипажа может возникать сильная вибрация либо во время отказа двигателя, либо, возможно, после его остановки, что затрудняет чтение инструментов. Эта большая амплитуда вибрации вызвана несбалансированной ветряной мельницей с вентилятором, близкой к собственной частоте планера, что может усилить вибрацию.Изменение воздушной скорости и / или высоты приведет к изменению скорости ветряной мельницы вентилятора, и скорость самолета может быть найдена там, где будет намного меньше вибрации. Между тем, нет риска разрушение конструкции самолета из-за вибрационных нагрузок двигателя.

Подведение итогов

Приведенная ниже таблица состояния двигателя и его симптомов показывает, что многие неисправности имеют сходные симптомы и что диагностировать природу проблемы с двигателем с помощью приборов в кабине экипажа может быть практически невозможно. Тем не менее, нет необходимости точно понимать, что не так с двигателем, выбор «неправильного» контрольного списка может привести к дополнительному экономическому ущербу для двигателя, но при условии, что предпринимаются действия с правильным двигателем, а управление самолетом остается первым приоритет, самолет все еще будет в безопасности.

Состояние двигателя:

  1. Отделение двигателя
  2. Сильный урон
  3. Surge
  4. Пищеварение / FOD
  5. Изъятие
  6. Flameout
  7. Проблемы с контролем топлива
  8. Огонь
  9. Пожар в выхлопной трубе
  10. Горячий старт
  11. Обледенение
  12. Реверсор некомандного развертывания
  13. Утечка топлива
Состояние двигателя
Симптом 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
Взрыв O X X O O O
Пожарная сигнализация O O O X
Видимое пламя O O O O O X O
Вибрация X O X O X X
Зевок O O O O O O O X
Высокий EGT X X O O X O X O
N1 изменить X X O O X X X X
N2 изменить X X O O X X X X
EPR изменить X X X O X X X X
FF изменить X O O O X O O X
Замена масла в индексе X O O O X O
Повреждение капюшона Vis X X O X
Дым / запах в кабине / отвод воздуха O O O

Х = Симптом очень вероятен.

O = Симптом возможен.

Примечание: пустые поля означают, что симптом маловероятен.

Это страница была взято из оригинал документ в http://fromtheflightdeck.com/Stories/turbofan/

,

Как работают самолеты | наука о полете

Реклама

Крис Вудфорд. Последнее обновление: 16 июня 2019 года.

Мы считаем, что можем летать с одной стороны света. другому в считанные часы, но столетие назад это удивительное способность мчаться по воздуху была только что обнаружена. какой братья Райт - пионеры активного полета - из возраст, когда около 100 000 самолетов каждый день взлетают в небо в одних только Соединенных Штатах? Они были бы поражены, конечно, и тоже в восторге.Благодаря их успешным экспериментам с самолет по праву признан одним из величайших изобретения всех времен. Давайте подробнее рассмотрим, как это работает!

Фото: вам нужны большие крылья, чтобы поднять большой самолет, такой как Globemaster ВВС США. Ширина крыльев 51,75 м (169 футов) - это чуть меньше длины тела самолета 53 м (174 фута). Максимальный взлетный вес составляет 265 352 кг (585 000 фунтов), примерно 40 взрослых слонов! Фото Джереми Локка любезно предоставлено ВВС США.

Как летают самолеты?

Если вы когда-нибудь видели, как реактивный самолет взлетает или входит в земля, первое, что вы заметили, это шум двигатели. Реактивные двигатели, которые представляют собой длинные металлические трубы, горящие непрерывно прилив топлива и воздуха намного шумнее (и гораздо мощнее), чем традиционные пропеллерные двигатели. Вы можете подумать, что двигатели являются ключом к летать самолетом, но ты ошибаешься. Вещи могут летать довольно счастливо без двигателей, как планеры (самолеты без двигателей), бумажные самолеты, и действительно скользящие птицы охотно показывают нам.

Фото: четыре силы действуют на самолет в полете. Когда самолет летит горизонтально с постоянной скоростью, подъем с крыльев точно уравновешивает вес самолета, а тяга точно уравновешивает сопротивление. Однако во время взлета или когда самолет пытается подняться в небо (как показано здесь), тяга от двигателей, толкающих самолет вперед, превышает сопротивление (сопротивление воздуха), оттягивающее его назад. Это создает подъемную силу, превышающую вес самолета, который приводит самолет выше в небо.Фото Натанаэля Каллона любезно предоставлено ВВС США.

Если вы пытаетесь понять, как летают самолеты, вам нужно быть ясно о разнице между двигателями и крыльями и разные работы, которые они делают. Двигатели самолета предназначены для его перемещения вперед на высокой скорости. Это делает воздушный поток быстро через крылья, которые сбрасывают воздух к земле, создавая подъемную силу, называемую подъемной силой, которая преодолевает вес и держит его в небе. Так что двигатели двигают самолет вперед, в то время как крылья двигают его вверх.

Фото: третий закон движения Ньютона объясняет, как двигатели и крылья работают вместе, чтобы заставить самолет двигаться по небу. Сила горячего выхлопного газа, стреляющего назад от реактивного двигателя, толкает самолет вперед. Это создает движущийся поток воздуха над крыльями. Крылья толкают воздух вниз, и это толкает самолет вверх. Фото Сэмюэля Роджерса (с добавленными аннотациями объяснением от thatstuff.com) любезно предоставлено ВВС США. Подробнее о работе двигателей читайте в нашей подробной статье о реактивных двигателях.

Как крылья делают подъем?

В одном предложении крылья поднимаются, изменяя направление и давление воздуха, который в них врезается, когда двигатели стреляют по небу.

Перепад давления

Хорошо, значит, крылья - это ключ к тому, чтобы что-то летало, но как они работают? Большинство крыльев самолета имеют изогнутую верхнюю поверхность и более плоскую нижнюю поверхность, что делает форма поперечного сечения, называемая аэродинамическим профилем (или аэродинамическим профилем, если вы британец):


Фото: крыло аэродинамического профиля обычно имеет изогнутую верхнюю поверхность и плоскую нижнюю поверхность.Это крыло на самолет Центурион НАСА на солнечной энергии. Фото Тома Чида любезно предоставлено Центром летных исследований НАСА им. Армстронга.

Во многих научных книгах и на веб-страницах вы прочтете неправильное объяснение того, как аэродинамический профиль, как этот, вызывает подъем. Это выглядит так: когда воздух проникает через изогнутую верхнюю поверхность крыла, он должен перемещаться на дальше на , чем воздух, который проходит под ним, поэтому он должен идти на быстрее на (чтобы преодолеть большее расстояние в то же время). По принципу аэродинамики называется Бернулли закон, быстро движущийся воздух находится под более низким давлением, чем медленно движущийся воздух, поэтому давление над крылом ниже, чем давление ниже, и это создает подъемную силу, которая приводит самолет в движение вверх.

Хотя это объяснение того, как работают крылья, часто повторяется, оно неверно: оно дает правильный ответ, но по совершенно неправильным причинам! Подумайте об этом на мгновение, и вы увидите, что если бы это было правдой, акробатические самолеты не могли бы летать с ног на голову. Если перевернуть самолет, произойдет «сброс» и он рухнет на землю. Не только это, но вполне возможно проектировать самолеты с аэродинамическими поверхностями, которые являются симметричными (смотрящими прямо вниз по крылу), и они все еще производят подъемную силу.Например, бумажные самолеты (и сделанные из тонкого бальсового дерева) создают подъемную силу, даже если у них плоские крылья.

" Популярное объяснение лифта является общим, быстрым, звучит логично и дает правильный ответ, но также вводит в заблуждение, использует бессмысленные физический аргумент и вводит в заблуждение уравнение Бернулли ".

Профессор Хольгер Бабинский, Кембриджский университет

Но стандартное объяснение подъема проблематично и по другой важной причине: воздушный выстрел над крылом не должен идти в ногу с воздухом, идущим под ним, и ничто не говорит о том, что он должен преодолевать большее расстояние в том же направлении. время.Представьте, что две молекулы воздуха достигают передней части крыла и разделяются, так что одна стреляет вверх, а другая свистит прямо под дном. Нет причин, по которым эти две молекулы должны прибыть в одно и то же время на заднем конце крыла: вместо этого они могут встретиться с другими молекулами воздуха. Этот недостаток стандартного объяснения аэродинамического профиля носит техническое название «теория равного транзита». Это просто причудливое название для (неправильной) идеи о том, что воздушный поток разделяется на передней части аэродинамического профиля и снова аккуратно встречается сзади.

Так каково реальное объяснение? Когда изогнутое крыло аэродинамического профиля летит по небу, оно отклоняет воздух и изменяет давление воздуха над и под ним. Это интуитивно очевидно. Подумайте, каково это, когда вы медленно идете по бассейну и чувствуете силу воды, толкающей ваше тело: ваше тело отвлекается поток воды, когда он проталкивается через него, и аэродинамическое крыло делает то же самое (гораздо более резко - потому что это то, для чего оно предназначено).Когда самолет летит вперед, изогнутая верхняя часть крыла понижает давление воздуха непосредственно над ним, поэтому оно движется вверх.

Почему это происходит? Когда воздух проходит по изогнутой верхней поверхности, его естественная склонность - двигаться по прямой линии, но изгиб крыла тянет его назад и вниз. По этой причине воздух эффективно растягивается в больший объем - такое же количество молекул воздуха вынуждено занимать больше места - и это то, что снижает его давление. По совершенно противоположной причине давление воздуха под крылом увеличивается: продвигающееся крыло сдавливает молекулы воздуха перед ним в меньшее пространство.Разница в давлении воздуха между верхней и нижней поверхностями вызывает большую разницу в скорости воздуха (не наоборот, как в традиционной теории крыла). Разница в скорости (наблюдаемая в реальных экспериментах в аэродинамической трубе) намного больше, чем можно было бы предсказать из простой теории (равного транзита). Таким образом, если две наши молекулы воздуха отделяются спереди, то, что идет сверху, попадает в хвостовую часть крыла намного быстрее, чем то, что идет под дном. Независимо от того, когда они прибудут, обе эти молекулы будут ускоряться на вниз, а не на - и это помогает произвести подъем вторым важным способом.

Как крылья аэродинамического профиля создают подъем № 1: аэродинамический профиль разделяет поступающий воздух, понижает давление верхнего воздушного потока и ускоряет оба воздушных потока вниз. Когда воздух ускоряется вниз, крыло (и самолет) движутся вверх. Чем больше аэродинамический профиль отклоняет путь встречного воздуха, тем больший подъем он создает.

Промывка

Если вы когда-либо стояли возле вертолета, вы точно знаете, как он стоит в небе: он создает огромный «поток вниз» (нисходящий поток) воздуха, который уравновешивает его вес.Роторы вертолетов очень похожи на аэродинамические поверхности самолетов, но вращаются по кругу, а не движутся вперед по прямой, как те, что на самолете. Несмотря на это, самолеты создают поток воды точно так же, как и вертолеты - просто мы этого не замечаем. Промывка не так очевидна, но она так же важна, как и с вертолетом.

Этот второй аспект подъема намного легче понять, чем перепады давления, по крайней мере, для физика: согласно третьему закону движения Исаака Ньютона, если воздух придает силу, направленную вверх, самолет должен давать (равный и противоположный) вниз сила в воздух.Таким образом, самолет также создает подъемную силу, используя свои крылья для выталкивания воздуха вниз за собой. Это происходит потому, что крылья не идеально горизонтальны, как вы могли бы предположить, но слегка отклонены назад таким образом, они взлетели в воздух под углом атаки . Угловые крылья толкают вниз как ускоренный воздушный поток (сверху над ними), так и более медленно движущийся воздушный поток (снизу над ними), и это вызывает подъем. Поскольку изогнутая верхняя часть аэродинамического профиля отклоняет (отталкивает) больше воздуха, чем прямая нижняя часть (другими словами, намного более резко изменяет траекторию поступающего воздуха), она производит значительно большую подъемную силу.

Как крылья аэродинамического профиля вызывают подъем № 2: изогнутая форма крыла создает область низкого давления над ним (красная), которая создает подъемную силу. Низкое давление заставляет воздух ускоряться над крылом, а изогнутая форма крыла (и более высокое давление воздуха значительно выше потока измененного воздуха) заставляет этот воздух в мощный поток воды, также поднимая самолет вверх. Эта анимация показывает, как различные углы атаки (угол между крылом и входящим воздухом) изменяют область низкого давления над крылом и подъемную силу, которую он делает.Когда крыло плоское, его изогнутая верхняя поверхность создает скромную область низкого давления и небольшую подъемную силу (красная). По мере увеличения угла атаки подъем также резко возрастает - до некоторой точки, когда увеличение сопротивления приводит к срыву плоскости (см. Ниже). Если мы наклоним крыло вниз, мы создадим более низкое давление под ним, и самолет упадет. Основанный на Аэродинамике, общедоступном учебном фильме Военного департамента 1941 года.

Вам может быть интересно, почему воздух вообще падает за крыло.Почему, например, он не попадает в переднюю часть крыла, не изгибается сверху, а затем продолжается горизонтально? Почему есть обратная промывка, а не просто горизонтальная «промывка»? Вспомните наше предыдущее обсуждение давления: крыло понижает давление воздуха непосредственно над ним. Выше, намного выше плоскости, воздух все еще находится под нормальным давлением, которое выше, чем воздух непосредственно над крылом. Таким образом, воздух нормального давления значительно выше крыла выталкивает воздух более низкого давления непосредственно над ним, эффективно «впрыскивая» воздух вниз и позади крыла при обратной промывке.Другими словами, разность давлений, создаваемая крылом, и поток воздуха за ним - это не две отдельные вещи, а все неотъемлемая часть одного и того же эффекта: наклонное крыло аэродинамического профиля создает разницу давлений, которая создает поток вниз, и это приводит к лифт.

Теперь мы можем видеть, что крылья - это устройства, предназначенные для выталкивания воздуха вниз, легко понять, почему самолеты с плоскими или симметричными крыльями (или перевернутые каскадеры) все еще могут безопасно летать. Пока крылья создают нисходящий поток воздуха, самолет будет испытывать равную и противоположную силу - подъемную силу - которая будет удерживать его в воздухе.Другими словами, перевернутый пилот создает определенный угол атаки, который создает достаточно низкое давление над крылом, чтобы держать самолет в воздухе.

Сколько лифта вы можете сделать?

Обычно воздух, проходящий через верх и низ крыла, очень близко повторяет изгиб поверхностей крыла - так же, как вы могли бы следовать ему, если бы вы обводили его контур пером. Но с увеличением угла атаки плавный поток воздуха за крылом начинает разрушаться и становится более турбулентным, что снижает подъемную силу.Под определенным углом (как правило, около 15 °, хотя он и меняется), воздух больше не плавно обтекает крыло. Есть большое увеличение сопротивления, большое снижение подъемной силы, и у самолета, как говорят, есть , остановленный . Это немного запутанный термин, потому что двигатели продолжают работать, а самолет продолжает летать; киоск просто означает потерю подъема.

Фото: как самолет глохнет: Вот аэродинамическое крыло в аэродинамической трубе, обращенное к встречному воздуху под крутым углом атаки.Вы можете видеть линии наполненного дымом воздуха, приближающиеся справа и отклоняющиеся вокруг крыла, когда они движутся влево. Обычно линии воздушного потока очень близко соответствуют форме (профилю) крыла. Здесь, из-за крутого угла атаки, воздушный поток отделился позади крыла, и турбулентность и сопротивление значительно возросли. Самолет, летящий таким образом, испытал бы внезапную потерю подъемной силы, которую мы называем «сваливание». Фото любезно предоставлено NASA Langley Research Center.

Самолеты могут летать без крыльев в форме крыльев; вы будете знать, что если вы когда-либо делали бумажный самолетик - и это было доказано 17 декабря 1903 года братьями Райт.Из их оригинального патента «Flying Machine» (патент США № 821393) ясно, что слегка наклоненные крылья (которые они называли «самолетами») являются ключевыми частями их изобретения. Их «самолеты» были просто кусочками ткани, натянутой на деревянный каркас; у них не было профиль аэродинамического профиля. Райтс понял, что угол атаки имеет решающее значение: «В летательных аппаратах того типа, к которому относится данное изобретение, аппарат поддерживается в воздухе из-за контакта воздуха с нижней поверхностью одного или нескольких самолетов, контакт -поверхность, представленная под небольшим углом падения к воздуху.«[Акцент добавлен]. Хотя Райтс были блестящими учеными-экспериментаторами, важно помнить, что им не хватало наших современных знаний аэродинамики и полного понимания того, как именно работают крылья.

Неудивительно, что чем больше крылья, тем больше подъемная сила, которую они создают: удвоение площади крыла (это плоская область, которую вы видите сверху вниз) удваивает и подъем, и его сопротивление. Вот почему гигантские самолеты (как C-17 Globemaster в нашем верхнее фото) есть гигантские крылья.Но маленькие крылья могут также сильно поднять, если они движутся достаточно быстро. Для обеспечения дополнительной подъемной силы при взлете самолеты имеют закрылки на крыльях, которые они могут выдвинуть, чтобы толкать больше воздуха вниз. Подъем и сопротивление варьируются в зависимости от квадрата вашей скорости, поэтому, если самолет идет в два раза быстрее, чем встречный воздух, его крылья производят в четыре раз больше подъема (и сопротивления). Вертолеты производят огромную подъемную силу, быстро вращая лопасти винта (по существу тонкие крылья, которые вращаются по кругу).

Крыло вихрей

Теперь самолет не выбрасывает воздух за собой полностью чистым способом. (Например, вы можете себе представить, как кто-то выталкивает большой ящик с воздухом из задней двери военного транспортера, чтобы он упал прямо вниз. Но это не работает так!) Каждое крыло фактически направляет воздух вниз, делая Прямо за ним вращается вихря (разновидность мини-торнадо). Это немного похоже на то, когда вы стоите на платформе на железнодорожной станции, и высокоскоростной поезд несется мимо, не останавливаясь, оставляя после себя нечто похожее на огромный вакуум для сосания.На плоскости вихрь имеет довольно сложную форму, и большая его часть движется вниз, но не все. В центре движется огромный поток воздуха, но некоторое количество воздуха фактически циркулирует вверх по обе стороны от кончиков крыльев, уменьшая подъемную силу.


Фото: законы Ньютона заставляют летать самолеты: самолет генерирует восходящую силу (подъем), толкая воздух вниз к земле. Как показывают эти фотографии, воздух движется вниз не в аккуратном и чистом потоке, а в вихре. Помимо прочего, вихрь влияет на то, насколько близко один самолет может лететь за другим, и это особенно важно вблизи аэропортов, где постоянно движется множество самолетов, создавая сложные турбулентные структуры в воздухе.Слева: цветной дым показывает вихри крыльев, созданные настоящим самолетом. Дым в центре движется вниз, но поднимается за концы крыльев. Справа: как выглядит вихрь снизу. Белый дым показывает тот же эффект в меньшем масштабе в тесте аэродинамической трубы. Обе фотографии любезно предоставлено NASA Langley Research Center.

Как самолеты управляют?

Что такое рулевое управление?

Управлять всем - от скейтборда или велосипеда до автомобиля или гигантский реактивный самолет - означает, что вы меняете направление движения.С научной точки зрения, изменение чего-то направление движения означает, что вы изменяете его скорость на , то есть скорость, которую он имеет в определенном направлении. Четный если он движется с той же скоростью, если вы меняете направление движения, вы меняете скорость. Менять что-то Скорость (включая направление движения) означает, что вы ускоряете ее . Опять же, не имеет значения, останется ли скорость то же самое: смена направления всегда на означает изменение скорости и ускорения.Законы движения Ньютона говорят нам, что Вы можете только ускорить что-то (изменить его скорость или направление движения), используя силу, другими словами, толкать или тянуть его как-то. Короче говоря, если вы хотите управлять чем-то, вам нужно приложить силу к Это.

Фото: управлять самолетом, наклонившись под крутым углом. Фото Бена Блокера любезно предоставлено ВВС США.

Другой способ взглянуть на рулевое управление - думать о нем как о том, чтобы заставить что-то перестать двигаться по прямой и начать движение по кругу.Это означает, что вы должны дать ему то, что называется центростремительная сила. Вещи, которые движутся по кругу (или поворот по кривой, которая является частью круга) всегда что-то действует на них, чтобы дать им центростремительную силу. Если вы управляете автомобилем за поворотом, центростремительная сила возникает из-за трения между четырьмя шинами и дорогой. Если вы ездите на велосипеде по кривой скорости, часть вашей центростремительной силы исходит от шин, а часть от опираясь на поворот. Если вы на скейтборде, вы можете наклонить колоду и наклониться, чтобы ваш вес помог центростремительная сила.В каждом случае вы движетесь по кругу, потому что что-то обеспечивает центростремительную силу, которая тянет вас путь от прямой линии и закруглить в кривой.

Рулевое управление в теории

Если вы находитесь в самолете, вы, очевидно, не соприкасаетесь с землей, откуда же берется центростремительная сила? чтобы помочь вам объехать круг? Точно так же, как велосипедист наклоняется в повороте, самолет «наклоняется» в поворот. Рулевое управление включает в себя и , где самолет наклоняется в одну сторону, а одно крыло опускается ниже другого.Самолет Общий лифт наклонен под углом и, хотя большая часть лифта все еще действует вверх, некоторые теперь действуют вбок. Это боком часть подъема обеспечивает центростремительную силу, которая заставляет самолет вращаться по кругу. Так как есть меньше лифта действуя вверх, есть меньше, чтобы уравновесить вес самолета. Вот почему поворот самолета по кругу сделает он теряет подъемную силу и высоту (высоту), если пилот не делает что-то еще для компенсации, например, используя лифты (поверхности управления полетом в задней части самолета), чтобы увеличить угол атаки и, следовательно, снова поднять подъемную силу.

Рисунок: Когда самолет наклоняется, подъем, созданный его крыльями, наклоняется под углом. Большая часть подъемной силы все еще действует вверх, но некоторые наклоняются в одну сторону, обеспечивая центростремительную силу, которая заставляет самолет поворачиваться по кругу. Чем круче угол крена, тем больше подъемная сила наклонена в сторону, тем меньше направленная вверх сила, чтобы уравновесить вес, и тем больше потеря высоты (если пилот не компенсирует это).

Управление на практике

В кабине есть рулевое управление, но это единственное, что у самолета общего с автомобилем.Как вы управляете чем-то, что летит по воздуху на высокой скорости? Просто! Вы делаете поток воздуха по-разному мимо крыльев с каждой стороны. Самолеты перемещаются вверх и вниз, управляются из стороны в сторону и останавливаются комплексом Совокупность движущихся закрылков называется управляющими поверхностями на передней и задней кромках крыльев и хвоста. Это так называемые элероны, лифты, рули, спойлеры и воздушные тормоза. Теперь полет на самолете очень сложен, и я не пишу здесь руководство для пилота: это просто очень базовое введение в науку о силах и движении, поскольку они относятся к самолетам.Для простого обзора всех различных органов управления самолетом и как они работают, взгляните на статью Википедии о поверхностях управления. Базовое введение НАСА в полет имеет хороший рисунок управление кабиной самолета и как вы используете их для управления самолетом. Вы найдете гораздо больше подробностей в официальном FAA Справочник пилота по авиационным знаниям (глава 6 посвящена управлению полетом).

Один из способов понять управляющие поверхности - это построить себе бумажную плоскость и экспериментировать. Первый, создайте себе базовую плоскость бумаги и убедитесь, что она летит по прямой линии.Затем отрежьте или разорвите заднюю часть крыльев, чтобы сделать некоторые элероны. Наклоните их вверх и вниз и посмотрите, какой эффект они в разных позициях. Наклоните один вверх и один вниз и посмотрите, какая разница. Затем попробуйте сделать новый самолет с одним крылом больше другого (или тяжелее, добавив скрепки). Чтобы заставить бумажный самолет управлять рулем, нужно, чтобы одно крыло создавало большую подъемную силу, чем другое - и вы можете делать это разными способами!

Больше деталей самолета

Фото: братья Райт проявили очень научный подход к полету, дотошно проверяя каждую особенность своих самолетов.Здесь они изображены во время одного из их первых полетов на самолете 17 декабря 1903 года. Предоставлено NASA / Интернет-архив.

Вот некоторые другие ключевые части самолетов:

  • Топливные баки : Вам нужно топливо для питания самолета - его много. Airbus A380 вмещает более 310 000 литров (82 000 галлонов) топлива, что примерно в 25 000 раз больше, чем у обычной машины! Топливо безопасно упакованы в огромные крылья самолета.
  • Шасси : Самолеты взлетают и садятся на прочные колеса и шины, которые быстро втягиваются в ходовую часть (самолет днище) с помощью гидравлических цилиндров для уменьшения сопротивления (сопротивления воздуха) при они в небе.
  • Радио и радар : братья Райт должны были Первопроходец самолета Китти Хок целиком на виду. Это не имеет значения потому что он летел около земли, оставался в воздухе всего 12 секунд, и не было другие самолеты, о которых нужно беспокоиться! В эти дни небо упаковано самолеты, которые летают днем, ночью и в любую погоду. Радио, радар и спутниковые системы имеют важное значение для навигации.
  • Кабины под давлением : давление воздуха падает с высотой над поверхностью Земли - именно поэтому альпинисты должны использовать кислород цилиндры для достижения экстремальных высот.Вершина горы Эверест чуть менее 9 км над уровнем моря, но реактивные самолеты обычно летать на больших высотах, чем это, и военные самолеты летали почти в три раза выше! Вот почему пассажирские самолеты имеют герметичные кабины: те, в которые постоянно подается нагретый воздух чтобы люди могли дышать правильно. Военные летчики избегают проблемы путем носить маски для лица и герметичные костюмы.

Благодарности

Я очень благодарен Стиву Носковичу за неоценимую помощь в уточнении и улучшении моего объяснения о том, как крылья производят подъем.

Узнайте больше

На этом сайте

На других сайтах

  • Руководство для начинающих по аэронавтике: отличное введение в науку о полете (особенно для студентов) из Исследовательского центра имени Гленна при НАСА. Рассказывает, как работают самолеты и двигатели, аэродинамические трубы, гиперзвуковые системы, аэродинамика, воздушные змеи и модельные ракеты.
  • Бумаги Уилбура и Орвиля Райта в Библиотеке Конгресса: довольно много интересных работ и фотографий Райта доступны в Интернете.
  • Flying Machine: Оригинальный патент братьев Райт (поданный 22 марта 1903 г. и выданный 22 мая 1906 г.) заслуживает прочтения, поскольку он дает представление о полете собственными словами изобретателей. Поскольку в этом патенте описана машина без двигателя, легко понять решающее значение крыльев в «летающей машине» - то, что мы обычно упускаем из виду в эпоху реактивного двигателя!
  • Справочник пилота по авиационным знаниям: Министерство транспорта США / FAA, 2016. К сожалению, даже в этом официальном руководстве приводятся неверные объяснения Бернулли / равноправного транзита подъема.

Книги

Для пожилых читателей
Для младших читателей
,

Смотрите также


avtovalik.ru © 2013-2020
Карта сайта, XML.