A MiG-21D-re.
Az áramlástani kockázatot nem értem kis rizikónak. Akkor mondjuk úgy, hogy korlát, ami értelmetlenné teszi az egészet, ha a szívócsatorna tartaléka kicsi. Egy hajtómű segédberendezését át lehet tervezni, "legfeljebb" frankeinsteini kialakítású lesz.
A bibi az, hogy ha a szívócsatorna veszteség miatt a teljes átszabás miatt a nyereség kicsi tolóerőben, de tüzelőanyag fogyasztás meg nő, akkor mi értelme az egésznek? Megpróbálom nagyon röviden tőmondatokban összefoglalni mindenki számára mi a bibi szerintem. Kérlek, hogy @Allesmor Obranna ne kössél bele túl sok helyen, mert az alapevő peremfeltételekről van most szó, nem a tűpontos feltételekről.
Nah, ha ezeket megértettük, akkor nézzük meg, hogy mi történik, ha le akarjuk cserélni egy gép hajtóművét egy sokkal fejlettebbre.
- A hajtómű feladata az impulzus előállítása, ami a gépet tolja előre.
- Impulzust előállítani úgy lehet, hogy adott tömegű levegő gyorsít fel az ember adott sebességre.
- Lehet kis sebesség gyorsítást nagy tömeggel csinálni. Ezt csinálják a hatalmas fan fokozatú airliner hajótművek. A vadászgépeken kisebb kétáramúság, de nagyobb sebesség, erre való a Laval fúvóka és a változtatható keresztmetszet.
- Namármost az egész alapvetően egy csőből csőbe (hiszen van szívócsatorna a komp. előtt van és a turbina után van még hajtómű szekció) és végül szabad kiömlésű áramlás, de a vadászgépeken ott van a GSF. Okkal.
- Tehát, még, ha a nem fix szívócsatornás gépeket is veszem, akkor is erős közelítéssel KVÁZI (de valójában nem) adott geometriád van, amin át kell mennie a levegőnek, amit sűrít az ember, majd tüzelőanyag hozzáadásával melegít és ezzel tud expandálni és impulzust adni.
- Az előrehajtó erő maga a hajómű. Minél erősebb annál több levegőt tud jobban sűríteni és átnyomni ezen a rendszeren. A kompresszióviszony és a turbina előtti hőmérséklet kettős határozza meg a termodinamikai körfolyamat határait, ahogy a légkör. Ez határolja le a kompresszornál hőmérsékletet pl., mert már csak attól több száz fokos lesz a levegő.
- A hajtóműveknek van fajlagos fogyasztása, hogy mennyi üzemanyag kell 1 kg tolóerő létrehozásához 1 sec időre.
Ezért nem értem a kommentedet. Még azon gépek esetén is, ahol a szívócsatorna kvázi az alap aerodinamikai test kialakítás "kiegészítése" (azért ez erős túlzás, de azér látjuk különbséget a MiG-29/Szu-27 és a MiG-21 között), ott megnöveli a keresztmetszetet nem tűnik akkora feladatnak. Mert nem a gép belsejében van a szívócsatorna.
- A jobb fajlagos fogyasztás miatt, ha azonos tolóerőszint elérése a cél, akkor elvileg azonos vagy kevesebb levegő is elég hozzá. Tehát a gép abszolút repülési teljesítménye nem nő, de a hatósugara igen. Ezért van az, hogy pl. a Galaxy újrahajtóművezésnél a felszállás és emelkedés gyorsabb, ahol kihasználják a plusz erőt. Viszont utazósebességnél pont akkora teljesítmény elég, mint régen, hiszen a gép aerodinamikája a hajóművek méretét és kihatását nézve változatlan. Tehát kisebb fordulatszámon üzemelhet a hajtómű, nő a hatótáv.
Erős túlzással ez olyan, mintha lenne két azonos méretű csöved, de az egyikben jobb ventilátor van, ezért azonos mennyiségű levegőt az egyik kisebb áramfelhasználással tol át, mert mondjuk jobb az elektromotor és a lapátok hatásfoka. Ez a jobb fajlagos fogyasztás érték nagyon elkent analógiája.
A fenti példában emelkedéskor a plusz erőt a veszteségek ellenére kihasználod, nagyobb teljesítményt tolunk ki, de utazó magasságon vissza vesszük a teljesítményt.
- Viszont, ha vadászgépnél a teljesítmény növelése is a cél, akkor kezdődik a gebasz. De nagyon. Mert pl. a MiG-21 esetén már eleve n+1 hajótmű csere volt. a MiG-21bisz szívócsatorna átmérő az MF-hez képest nőtt. Mert a nagyobb levegőátfutás ezt megköveteli. Az F-16C esetén is okkal más a szívócsatorna a GE hajtóműves változatoknál.
http://www.f-16.net/forum/download/file.php?id=9294&sid=a651990b547bdd651c6f1f62ec77e5b1&mode=view
Ha nagyobb teljesítményt akarunk, akkor a végeredmény az, hogy nagyobb légtömeget kell mozgatni, ergo, ha a szívócsatornában nagyon kicsi tartalék van, akkor egy ponton túl hiába jobb a hajtómű fajlagos fogyasztása a szívócsatorna és egyéb veszteségek ezt szinte teljesen megeszik. Egy csőben, aminek a végén "fix" a nyomás (légkör + Laval fúvóka pozíciója adott sebesség és magasság esetén), ha több levegőt akar átnyomni az ember, akkor nagyobb teljesítmény / előrehajtó erő = nagyobb nyomásviszony kell. De akkor meg megint ott vagyunk, hogy a komp. hőmérséklet korlátja.
Erős túlzással ez olyan, mintha lenne két azonos méretű csöved, de az egyikben akkor azt akarod eljátszani, hogy akkor több levegőt tolsz át. Hiába jobb a lapátozás és a elektromotor hatásfoka a több levegő = nagyobb áramlási veszteség, ami alapvetően négyzetes a sebességgel. Tehát, ha nem tudsz nagyobb csövet tenni a fajlagosan jobb hajtóműhöz, akkor nyereség viszonylag szerény marad.
- Egy ponton túl ezért kell a nagyobb szívócsatorna. Ez tök jó, de a MiG-21 esetén ez kvázi új sárkány építést jelent egy ponton túl, mert olyan a kialakítása, hogy nem a gép "csatolmánya" oldalt, alatta/mellette, hanem a Mach kúp miatt az egész gép belsejének meghatározó része. Ezt hogyan bővíti fel az ember...?
A Szu-27 esetén, ha szélesíteni akarják a szívócsatornát pár centivel, akkor laikus gépész szemmel azt látom, hogy akkor erre van lehetőség akkor is, ha a centroplán ugyanaz marad.
Egy MiG-21 esetén a súlypont és n+1 más faktor miatt a gyűrű legelejét még tudod picit szélesíteni, de hátrébb érve maga a törzs méretét kéne növelni. Ez meg egyenlő azzal, hogy akkor lehet új gépet építeni...
Lát bárki komoly tévedést a fentiekben?
Természetesen minden egyéb hatást elhanyagoltam első körben. Azt, hogy a lökéshullám-rendszerrel is kezdeni kell valamit pl. Mert nem csak mennyiségi, de minőségi oldala is van az áramlásnak. Csak a legelemibb peremfeltételeket néztem meg.
Én úgy látom ez is az egyik oka annak, hogy nagyon komoly újrahajtóművezést nem lehet csinálni a régi gépeknél, mert azok szívócsatornáival nehéz bármit kezdeni. Lehet, hogy eleve kevés tartalékot tettek beléjük, de szívócsatorna alapvető elhelyezkedése és szerkezete gátolja azt, hogy komolyan növeljék költséghatékonyan azok abszolút teljesítményét. Azért meg nem éri meg (?) újrahajtóművezni egy MiG-21MF vagy Bisz sárkányt, hogy mondjuk 20%-kal nőjön a hatósugara. Vagy igen?
A MiG-21D-t én találtam ki tegnap, miközben írtam a szöveget. A D utótagot is én választottam.
Máshol látott ötleteket gyúrtam egybe, lásd a korábbi kínai agyalásokat, vagy egyéb elképzeléseket e témában.