Varför är jetmotorer så höga?

What is reverse thrust? Explained by CAPTAIN JOE (Juni 2019).

Anonim

Människor som bor nära flygplatser är mer mottagliga för stress, minnesbrist och jämn hjärtsjukdom. Dessa sjukdomar åstadkommes av den överbärande bullerföroreningen som oavbruten klipper sina öron. Vi är alla bekanta med det åskande bruset av flygplan som gör att fönster och möbler skakar av rädsla. Ljudet är mycket mer störande när det skrek av ett kraftigt jetplan.

Påminner mig om Iron Man.

Ljudet på en stråle är så högt att även om man dyker upp genom himmelens översta skikt och lämnar bakom ett tjockt spår av artificiella moln bredvid naturliga moln, kan det skarpa piercerande bruset fortfarande vara tydligt hört. Faktum är att vid 140 decibel (en enhet som mäter ljudets intensitet) är bruset från ett jetplan bara 40 decibel bort från att skada våra hörselvävnader och 54 decibel bort från det högsta möjliga bruset. Men vad orsakar detta ljud?

Motorn

(Foto Credit: Jeff Dahl / Wikimedia Commons)

Den brandfarliga luften överförs till förbränningskammaren, där bränsle injiceras. En elektrisk gnista ställer in blandningen. Den omedelbart expanderade, brinnande gasen behöver hitta en utväg, men den kan inte gå ut genom fläkten på grund av den inkommande luften. Gasen flyr istället genom ett munstycke i den andra änden av motorn. Denna kraft, enligt Newtons tredje lag för rörelse, alstrar en lik och motsatt kraft för att trycka strålen i motsatt riktning. Apparaten är försedd med en turbin med blad som roteras av vindgasens gasning. Turbinen är också fixerad till fläkten och kompressorn för att hålla dem spinnande.

Hastighetsskillnader

Ett ljud är bara en vibration som reser som en tryckvåg genom ett medium, till exempel luft.

På samma sätt, när gasen i den andra änden expanderar exponentialt på ett ögonblick, sänder den kaotiska störningen eller flödesturbulensen tryckvågor överallt. Om frekvensen av denna störning ligger inom det hörbara frekvensspektret känns nu en känsla av hörsel. En extremt hög en. Andra faktorer som förvärrar effekten är turbulensen runt vingarna, svanskanterna och landningsredskapen samt panelvibrationer.

Curtailing bullret och turbulensens mysterium

Mixer i Jetmotor och Hush kit (Foto Credit: Alf van Beem / Wikimedia Commons)

Ett annat sätt att minska sänkning är att använda längre munstycken, så att den expanderade gasens turbulens styrs mer. Återigen minskas strålens hastighet, men minskningen i intensiteten är cirka 15 decibel. Det här låter som en liten förändring, men eftersom decibelskalan är logaritmisk, är reduktionen faktiskt enorm. Slutsatsen är att ju långsammare strålen är desto tystare är den.

Det är den turbulens som orsakas av höghastighetsluften som lämnar munstycket och rammar in i låghastighetsluften utanför som är ansvarig för produktionen av sådana kraftfulla ljudvågor. Fysiker förklara det höga bruset som "förstärkning av turbulensfluktuationer". Vad förklarar turbulensen i sig är vi fortfarande mystified. Den kaotiska naturen av turbulensen har förvirrad fysiker sedan antiken. Men eftersom luften kraftigt översvämmer en jetmotor producerar slående beställda akustiska fält, visar studien av dessa motorer en möjlighet att studera turbulensen själv.

Den kaotiska naturen av turbulensen har förvirrad fysiker sedan antiken.

Framsteg har emellertid inte varit väsentliga. Syftet med sin ojämna natur försvårar oss fortfarande. Situationen för en fysiker som studerade turbulens beskrives perfekt av nobelpristagaren Werner Heisenberg när han komiskt sagt sade: "När jag träffar Gud kommer jag att fråga honom två frågor: Varför relativitet? Och varför turbulens? Jag tror verkligen att han kommer att få ett svar för det första. "