How är luftmotorens inloppsriskområde påverkat när det är luftburet?
Boeing publicerade motorriskområden enligt nedan:
Jag är nyfiken på hur farenheten påverkas när flygplanet är i flyg eftersom jetmotorn fortfarande är sårbar för främmande objektskador.
Anta omladdningsförhållandena vid 10000 ft (eller bara luftburna i allmänhet), är riskzonerna samma som på marken? Om inte, skulle det finnas ett sätt att beräkna detta?
Det är möjligt att beräkna riskzonavståndet för olika effektinställningar när man känner till farozonen för både tomgång och full effekt? T.ex. 50% N1.
1 svar
Låt oss anta att A320 drivs av V2500-motorer, en av alternativen för den. Denna motor har ett luftmassflöde på 355 kg / s. På havsnivå är luftdensiteten 1,225 kg per kubikmeter Därför 355 kg / s = 355 / 1.225 = 290 kubikmeter / s.
Låt oss nu anta att flygplanet fortfarande är på havsnivå, men nu på Mach 0.8 (orealistiskt, men vi kommer att korrigera det nästa). Fläktdiametern är 1,6 m, vilket ger ett intagsområde på 2,0 kvm. Mn 0,8 vid 0ft är också 272m / s. Därför sveper intaget varje sekund en volym på 272 x 2,0 = 544 kubikmeter. Men motorn behöver bara 290 kubik / m luft, per sekund förutsatt att lufttätheten i intaget är densamma som luften som omger flygplanet . Därför kommer diametern hos ett strömlinjeformat rör av inloppsluften faktiskt att vara mindre än diametern hos motorinloppet. Det kommer att vara det område som sveper 290 kubikmeter / s vid 272 m / s = 290/272 = 1,07 kvm, eller en diameter på 1,17 m, inte 1,6 m.
I grunden tar motorn luftflödet det vill , inte vad intagsområdet x framåtriktat ger. Om motorn vill ha mer (t.ex. när flygplanets varvtal är låg eller stationär, men motorns varvtal är hög, till exempel vid starten av startrullen) kommer motorn att dra luft från ett stort område framför motorn (enligt det maximala startförhållande-diagrammet). Omvänt, när flygplanet är i hög hastighet och motorn stryks tillbaka, kommer intaget att spillas av den överskottsluft som den ger (orsakar utsläppsdrag).
Nu,låtosskorrigeradetfaktumattflygplanetintekangöraMn0,8påhavsnivå.Låtossgöraberäkningenvid35000ft(10700m).Härärluftdensiteten 0,38 kg per kubikmeter, och trycket och temperaturen är 3,46 psi och 219 Kelvin (-54C ), jämfört med 14,7psi och 288 Kelvin (15C) vid havsnivå. Således är vår 355 kg / s, som faktiskt är en korrigerad luftflöde, ett fysiskt (reellt) luftflöde på 95,8 kg / s vid 35 000 ft sedan theta = 219/288 = 0,76 och delta = 3,46 / 14,7 = 0,235. Nu 95,8 kg / s vid 0,38 kg / kubikmeter m = 252 kubikmeter per sekund. Mn 0,8 vid 35 000 ft är också nu 237m / s, inte 272 som det var vid tätningsnivå. Därför suger intaget om 2 kvm genom 2 x 237 = 474 kubikmeter per sekund. Men vi vill bara att det ska sopa 252, så vi behöver hitta diametern på ett strömlinjeformat rör som kommer att orsaka detta, vid 237m / s. Därför behöver vi ett område på 252/237 = 1,06 kvm, vilket uppträder med en diameter av 1,16 m. Detta jämförs med den fysiska inloppsdiametern på 1,6 m.
På Mn 0,8, 35 000 ft, max effekt, är det gröna området vid motorns intag nu ett rör av 1,16 m dia, som sträcker sig framför flygplanet. För hur långt detta sträcker sig beror det på vilken reaktionstid som krävs för att flygplanet ska manövreras bort från ett hinder i denna region eller för föremålet (en fågel?) Att manövrera ur flygplanets väg.
Den exakta siffran på 1,16 är tveksam, eftersom antagandet om lufttäthet i intaget inte förändras från omgivande luft är inte helt realistiskt. Men det allmänna resultatet är, tror jag, rimligt.
Läs andra frågor om taggar jet engine inlet Kärlek och kompatibilitet Skor Gear 12 Stjärntecken Grunderna