Korkeus effectsEdit
Rolls-Royce Merlin, ahdettu ilma-aluksen moottori World War II. Ahdin on takana moottori oikealla
Keskipako ahdin ja Bristol Centaurus radial lentokoneiden moottoreiden.
Ahtimet ovat luonnollinen lisä ilma mäntä moottorit, jotka on tarkoitettu käytettäväksi suurissa korkeuksissa. Kun lentokone kiipeää korkeammalle, ilmanpaine ja ilman tiheys vähenevät., Mäntämoottorin teho laskee moottoriin vedettävän ilmamassan vähenemisen vuoksi. Esimerkiksi ilman tiheys 30000 jalkaa (9,100 m) on 1⁄3, että merenpinnan tasolla, siis vain 1⁄3 ilman määrää voidaan tehdä sylinteriin, jossa on riittävästi happea tarjoavat tehokkaan palamisen vain kolmasosa yhtä paljon polttoainetta. Niinpä 30 000 jalan (9 100 m) korkeudessa voidaan polttaa vain 1⁄3 merenpinnan tasolla poltetusta polttoaineesta. (Etu vähentynyt ilman tiheys on, että rungon kokemuksia vain noin 1/3 ilmanvastus., Lisäksi pakokaasujen vastapaine on alentunut. Toisaalta enemmän energiaa kuluu lentokoneen pitämiseen ylhäällä, jossa on vähemmän ilmaa, josta saadaan nostetta.)
ahdin voi olla joko keinotekoisesti lisäämällä ilman tiheys puristamalla sitä tai pakottaa enemmän ilmaa kuin normaalisti sylinteriin joka kerta kun mäntä liikkuu alaspäin saanti aivohalvaus.
ahdin puristaa ilmaa takaisin merenpinnan-vastaava paineita, tai jopa paljon suurempi, jotta moottori tuottaa yhtä paljon valtaa matkalentokorkeuteen, koska se ei merenpinnan tasolla., Kanssa vähentää ilmanvastusta korkealla ja moottori tuottaa edelleen nimellisteho, ahdettu lentokone voi lentää paljon nopeammin korkeudessa kuin vapaasti hengittävillä yksi. Ohjaaja ohjaa ahtimen ulostuloa kaasulla ja välillisesti potkurin säätimellä. Koska ahtimen koko valitaan tuottamaan tietty määrä painetta korkealla, ahtimen on ylimitoitettu matalalla. Ohjaajan täytyy olla varovainen kanssa kaasuläpän ja katsella ahtopaine mittari välttää yli-lisäämällä matalalla., Koneen noustessa ja ilman tiheyden laskiessa ohjaajan on avattava kaasuläppää jatkuvasti pieninä lisäyksinä täyden tehon ylläpitämiseksi. Kriittistä korkeutta kutsutaan korkeudeksi, jolla kaasuläppä on täysin auki ja moottori tuottaa edelleen täyttä nimellistehoa. Kriittisen korkeuden yläpuolella moottorin teho alkaa laskea, kun lentokone jatkaa nousuaan.
Vaikutukset temperatureEdit
Ahtimen CDT vs. korkeudessa., Kuvaaja näyttää jatkuvan ahtimen ja muuttuvan ahtimen väliset CDT-erot, kun niitä käytetään lentokoneessa.
Kuten edellä, ahtopaineen säätö voi aiheuttaa piikki lämpötila, ja äärimmäiset lämpötilat aiheuttaa räjähdyksen polttoaineen ja ilman seos ja vahingoittaa moottoria. Lentokoneissa tämä aiheuttaa ongelmia matalissa korkeuksissa, joissa ilma on sekä tiheämpää että lämpimämpää kuin korkeuksissa. Korkealla ilmanlämpötilalla räjäytys voi alkaa, kun moninaisen painemittarin lukema on paljon punaisen viivan alapuolella.,
korkeuksiin optimoitu ahdin aiheuttaa järjestelmän imupuolella päinvastaisen ongelman. Kanssa kaasuläpän jälkeenjäänyt välttää yli-lisäämällä, ilman lämpötila kaasuttimessa voi pudota tarpeeksi alhainen, koska jään muodossa kaasuläppä. Näin jäätä voisi kertyä niin paljon, että se aiheuttaisi moottorivian, vaikka moottori toimisi täydellä nimellisteholla. Tästä syystä monet ahdettu ilma-aluksen esillä kaasutin ilman lämpötila mittari tai varoitusvalo varoittaa lentäjä mahdollista jäätävissä olosuhteissa.,
Useita ratkaisuja näihin ongelmiin kehitettiin: välijäähdyttimet ja aftercoolers, anti-detonant injektio, kaksi-nopeus ahtimet, ja kaksi-vaihe ahtimet.
Kaksi-nopeus-ja kaksi-vaihe superchargersEdit
Vuonna 1930, kaksi-speed-asemat kehitettiin ahtimet aero engines tarjoamalla joustavampia ilma-aluksen toimintaa. Järjestelyyn liittyi myös valmistuksen ja huollon monimutkaistuminen., Vaihdetta kytketty ahtimen moottori käyttäen järjestelmää, hydrauliset, kytkimet, jotka olivat aluksi manuaalisesti kytkeä päälle tai pois luotsin kanssa ohjaus ohjaamossa. Matalissa korkeuksissa käytettäisiin pieninopeuksisia vaihteita, jotta Imusarjan lämpötilat pysyisivät matalina. Noin 12000 jalkaa (3700 m), kun kaasu oli täysillä eteenpäin ja imusarjan paine alkoi pudota pois, ohjaaja olisi vammainen kaasua ja vaihtaa isommalle vaihteelle, niin säätää kaasua, jotta haluttu ahtopaine., Myöhemmät asennukset automatisoivat vaihteiden vaihtamisen ilmanpaineen mukaan.
Taistelussa englannista Spitfire ja Hurricane konetta powered by Rolls-Royce Merlin-moottori oli varustettu pitkälti single-vaiheessa ja singlespeed ahtimet. Stanley Huora Rolls Royce, jotta voidaan parantaa suorituskykyä Merlin moottori, kehitetty kaksi-nopeus, kaksi-vaiheessa ahtimien kanssa aftercooling onnistunut sovellus Rolls Royce Merlin 61 aero engine vuonna 1942. Hevosvoimia ja suorituskykyä lisättiin kaikilla korkeuksilla., Huora on kehitys mahdollisti lentokoneiden he powered säilyttää ratkaiseva etu verrattuna saksan ilma-he vastustivat koko Maailma War II, huolimatta saksan moottorit on merkittävästi suurempi siirtymä. Kaksivaiheiset ahtimet olivat myös aina kaksivaihteisia. Kun ilma oli pakattu alhainen paine vaiheessa, ilma virtasi läpi intercooler jäähdytin, missä se oli jäähtynyt ennen on pakattu uudelleen korkean paineen vaihe ja sitten mahdollisesti myös aftercooled toisessa lämmönvaihdin., Kaksi-vaiheessa kompressorit edellyttäen paljon parantunut korkealla suorituskykyä, kuten tyypillistä, että Rolls-Royce Merlin 61 powered Supermarine Spitfire Mk IX ja North American Mustang.
noin kaksi-vaihe järjestelmät, pelti ovet olisi avattu tai suljettu pilotti jotta ohittaa yksi vaihe tarvittaessa. Joissakin järjestelmissä oli ohjaamo-ohjaus avaaminen tai sulkeminen vaimennin välijäähdytin/jälkijäähdytin, tarjoamalla toinen tapa kontrolloida lämpötilaa., Rolls-Royce Merlin-moottorit olivat täysin automatisoitu boost control, jossa kaikki ohjaaja ottaa tehtävä oli etukäteen kaasuläpän ohjaus järjestelmä rajoittaa vauhtia kuin on tarpeen, kunnes suurin korkeus oli saavutettu.
TurbochargingEdit
A mekaanisesti ajettu ahdin on otettava sen asema power-moottorista. Kun yhden vaiheen single-nopeus ahdettu moottori, kuten varhainen Rolls-Royce Merlin, esimerkiksi, ahdin käyttää jopa noin 150 hv (110 kW)., Ilman ahdin, moottori voi tuottaa noin 750 hevosvoimaa (560 kw), mutta ahdin, se tuottaa noin 1000 hv (750 kW)—kasvua noin 400 hv (750 – 150 + 400 = 1000 hv), tai nettovoitto 250 hv (190 kW). Tällöin ilmenee superchargerin suurin haitta. Moottorin on poltettava ylimääräistä polttoainetta lisätäkseen tehoa ahtimen ajamiseen. Lisääntynyt ilman tiheys aikana input sykli lisää erityinen voima moottori ja sen teho-paino-suhde, mutta kustannuksella lisätä erityinen polttoaineen kulutus moottorin., Lisäksi kustannukset kasvavat käynnissä koneen ahdin on potentiaalia vähentää sen vaihteluväli tietyn polttoaineen kuorma.
toisin Kuin ahdin ohjaa moottorin itse, turboahdin ajetaan käyttämällä muuten hukkaan pakokaasun moottorista. Sähkön määrä kaasu on verrannollinen ero pakokaasun paine ja ilmanpaine, ja tämä ero kasvaa korkeutta, auttaa turboahdettu moottori kompensoida muuttamalla korkeutta., Tämä lisää korkeus, jolla suurin teho moottorin saavutetaan verrattuna ahdin lisäämällä, ja mahdollistaa paremman polttoaineen kulutus korkealla verrattuna vastaavan ahdettu moottori. Tämä helpottaa lisääntynyt totta ilmanopeus korkealla ja antaa suuremman toiminta-alueella kuin vastaavasti kasvatti moottori käyttäen ahdin.
suurin osa ilma-alusten moottorit käytetty toisen maailmansodan aikana käytetään mekaanisesti ajettu ahtimet, koska heillä oli joitakin merkittäviä valmistus etuja turboahtimet., Kuitenkin, hyöty toiminta-alueella oli antanut paljon enemmän huomiota Amerikkalaisen lentokoneen, koska vähemmän ennustettavissa vaatimus toiminta-alueella ja ottaa matkustaa kauas kotoaan emäkset. Näin ollen, turboahtimet olivat pääasiassa työskentelee Amerikkalaisen lentokoneen moottorit kuten Allison V-1710 ja Pratt & Whitney R-2800, joka oli suhteellisen raskaampaa, kun turboahdettu, ja tarvitaan lisää kanaviston kalliita korkean lämpötilan metalliseosten kaasu -, turbiini-ja pre-turbiini osa pakokaasujärjestelmän., Pelkän taipumisen koko oli vakava suunnitteluharkinta. Esimerkiksi sekä F4U Corsair ja P-47 thunderbolt käyttää samaa tähtimoottori, mutta suuri tynnyri-muotoinen runko turboahdettu P-47 oli tarpeen, koska määrä kanaviston ja turboahdin takana ilma. F4U käytti kaksivaiheista välijäähdytettyä ahtinta, jossa oli kompaktimpi asettelu. Kuitenkin, turboahtimet olivat hyödyllisiä korkeilla pommikoneita ja jotkut hävittäjän, koska lisääntynyt korkealla suorituskyvyn ja kantaman.,
turboahdettuihin mäntämoottoreihin sovelletaan myös monia samoja toimintarajoituksia kuin kaasuturbiinimoottoreihin. Turboahdettu moottorit vaativat myös usein tarkastuksia niiden turboahtimet-ja poistoilman järjestelmiä, etsiä mahdollisia vaurioita aiheuttama äärimmäinen kuumuus ja paine turboahtimet. Tällainen vahinko oli merkittävä ongelma varhain malleja Amerikkalainen Boeing B-29 Superfortress korkeilla pommikoneita käytetään Tyynenmeren Teatteri Toiminnan aikana 1944-45.,
Turboahdettu mäntämoottoreiden edelleen käytössä suuri määrä sodanjälkeisen lentokoneita, kuten B-50 Superfortress, KC-97 Stratofreighter, Boeing Stratoliner, Lockheed Constellation -, ja C-124 Globemaster II.
viime aikoina eniten ilma-alusten moottoreiden yleisilmailun (valo lentokoneet) ovat vapaasti hengittävä, mutta pienempi määrä nykyaikaisia ilmailun mäntä moottorit, jotka on suunniteltu toimimaan korkealla merenpinnasta käyttää turboahdin tai turbo-normalizer järjestelmiä, sen sijaan, että ahdin ajettu kampiakselit. Ajattelun muutos johtuu pitkälti taloudesta., Lentobensiiniä oli aikoinaan runsaasti ja halpaa, mikä suosi yksinkertaista, mutta polttoainenälkäistä ahtinta. Kun polttoainekustannukset ovat nousseet, tavallinen ahturi on pudonnut suosiosta. Lisäksi riippuen siitä, mitä rahallista inflaatiotekijää käytetään, polttoainekustannukset eivät ole laskeneet yhtä nopeasti kuin tuotanto-ja ylläpitokustannukset.
Vaikutukset polttoaineen oktaani ratingEdit
Kunnes 1920-luvun lopulla, kaikki auto-ja lentopolttoaineen oli yleensä mitoitettu 87 oktaanista tai vähemmän. Tämä on luokitus, joka saavutettiin yksinkertaisesti tislaamalla ”kevyt raakaöljy”., Moottorit alkaen ympäri maailmaa olivat suunniteltu toimimaan tämän luokan polttoainetta, joka on asetettu raja määrää lisäämällä, joka voi olla tarjoamia ahdin säilyttäen kohtuullinen puristus suhde.
Oktaaniluku lisäämällä läpi lisäaineita, kuten tetraethyllead, oli tutkimusta tutkitaan aikaan. Näiden tekniikoiden avulla vähemmän arvokas raaka voisi edelleen toimittaa suuria määriä hyödyllistä bensiiniä, mikä teki siitä arvokkaan taloudellisen prosessin., Kuitenkin lisäaineet eivät rajoitu jolloin huonolaatuista öljyä 87-oktaanista bensiiniä; samoja lisäaineita voidaan käyttää myös lisätä bensiinin paljon korkeampi oktaani arvioinnista.
korkeaoktaaninen polttoaine kestää automaattista sytytystä ja räjäytystä paremmin kuin matalaoktaaninen polttoaine. Seurauksena, määrä boost toimittamien ahtimet voi olla lisääntynyt, mikä nostaa moottorin teho., Kehitys 100-oktaanista lentobensiiniä, edelläkävijä YHDYSVALLOISSA ennen sotaa käytössä käyttää suurempia lisätä paineita voidaan käyttää korkean suorituskyvyn ilmailun moottorit ja oli tarkoitus kehittää erittäin korkea-tehot – lyhytaikaisesti – useita pre-war nopeusennätyksen lentokoneita. Uuden polttoaineen käyttö toisen maailmansodan aikana alkoi vuoden 1940 alussa, kun 100-oktaanista polttoainetta toimitettiin Britannian kuninkaallisille ilmavoimille jalostamoista Amerikasta ja Itä-Intiasta. Myös saksalaisella Luftwaffella oli vastaavanlaista polttoainetta.,
Kasvava koputtaa rajoja olemassa olevien ilmailun polttoaineiden tuli merkittävä painopiste aero-moottorin kehitys toisen maailmansodan aikana. Loppuun mennessä sodan, polttoaine toimitetaan nimellinen 150-oktaaniluku, joka late-war aero engines, kuten Rolls-Royce Merlin 66 tai Daimler-Benz DB 605DC kehittynyt yhtä paljon kuin 2000 hp (1,500 kW).