Gripen E/F

Jukkis

Majuri
Lahjoittaja
ELSO 2.0
#21
Onko koskaan puhuttu mahdollisuudesta, että Gripeniin tulisi CFT-polttoainetankit? Mielestäni kyseessä olisi tärkeä lisä ottaen huomioon Gripenin "fuel fraction" -luvun, vaikka Gripenin osalta asiat ovatkin paremmassa jamassa kuin esim. F-16:n kohdalla.
Ei kuitenkaan niin tärkeä Gripen NG:lle kuin F-16:sta, jonka runkomuoto on edelleen täysin sama kuin ensimmäisissä A-malleissa. Kun lisääntyvä elektroniikka kilpailee sisätilavuudesta polttoaineen kanssa, niin CFT:t ovat ainoa keino lisätä polttoainemäärää runkoa laajentamatta. Aerodynamiikan kannalta on toki se ja sama, ovatko ne möhkylät kiinteä osa runkoa vai irtiotettavissa oleva säiliö. Ehkä F-16:sta oli helppo saada CFT:t tukevasti kiinni, jolloin edullisempi ratkaisu on ollut pitää tuotantolinja enimmäkseen muuttumattomana. Runkokaarien muodon muuttaminen on paljon isompi operaatio kuin kiinnityspisteiden ja uusien letkujen lisääminen.

Sinällään CFT:t vielä Gripen NG:n laajennetun rungon lisäksi ei välttämättä ole huono ajatus. Luulisin että sitäkin on Saabilla jo mietitty mahdollisena tulevaisuuden kehityskohteena. Ensin mielestäni kannattaa kuitenkin keskittyä saamaan kone tuotantoon.

Brasilia on tilannut koneisiinsa alla olevan näyttöjärjestelmän. Huomionarvoista on, että iso näyttö on ilmeisesti kokonaan yhtä laitetta eikä koostu useammasta vierekkäin sijoitetusta näytöstä (kuten F-35:n ohjaamossa). Lisäksi näyttö on "perinteinen" MFD-näyttö siinä mielessä, että painikkeet on säilytetty näytön sivuilla. Pystytäänköhän vasemmassa alanurkassa näkyvällä MFD-näytöllä suunnistamaan ja laskeutumaan tarvittaessa turvallisesti, jos isoon näyttöön tulee häiriö?
Nykyään taitaa kypäränäyttö olla se pääasiallisin suunnistus- ja laskeutumisapu, ja sitä ennen se oli HUD. MFD on vasta kolmantena tässä hierarkiassa. Tuo pieni näyttö lienee pääasiassa kuormanhallintaan tarkoitettu, mutta kyllä nykyaikaisessa integroituneessa ohjaamossa siihenkin mielestäni kuuluisi lentotiedot saada jos sellainen tarve ilmaantuu. Mieluusti olisin kyllä säilyttänyt jossakin nurkassa poissa tieltä minimalistisen setin höyryinstrumentteja, eli ilmanopeus- ja korkeusmittarit sekä keinohorisontin. Voi kyllä olla laskelmilla arvioitu, että jos kone on niin rikki että kaikki näyttömahdollisuudet puuttuvat, niin FWB ja/tai moottorinohjauselektroniikka ovat myös hajalla jolloin kone ei vaan enää lennä.
 

Mustaruuti

Ylipäällikkö
Lahjoittaja
ELSO 1.0
#22
1980-luvun mainosmateriaalilla? Juu, ei kiitos. Kun ikää kertyy, niin sekä hävittäjä että reserviläinen lihoo.

Valmistaja
ilmoittaa F-16:n tyhjäpainoksi 20 300 paunaa ja sisäiseksi polttoaineeksi 5920 paunaa. ---> 5920/26220 ~ 0,226

Valmistaja ilmoittaa Gripen NG:n (Gripen E) tyhjäpainoksi 8 000 kg ja sisäiseksi ponttoaineeksi 3 400 kg ---> 3400/11400 ~ 0,298
Meinaatko, että pelkkä yksi luku kertoo kaiken? @fulcrum voisi valistaa niistä "mainosmateriaaleista".

Eikö tuon perusteella esim. maratonilla pärjää parhaiten mahdollisimman rasvainen juoksija? :)

Esim. ilmaherruushävittäjä F-22:n fuel fractio on 0,29, eli vähän alhaisempi kuin Gripenillä.

Lisäksi, Gripenin ilmanvastus on aika alhainen. Esim. yksi sivuvakaaja vs. kaksi.

Tai yksi moottori, kahden sijaan.

https://defenseissues.wordpress.com/2014/12/06/fighter-aircraft-engine-comparision/

This is one of reasons why single engined fighters typically have better peformance than twin engined fighters despite lower thrust-to-weight ratio. Engine frontal area is one of major contributors to drag in all “normal” flight conditions. Taking two engines that use same technology and general design, frontal area – and drag – will increase with square of dimensions’ increase, while weight – and thus thrust – will increase with cube of dimensions’ increase. Engine that is 20% larger in all three dimensions will have 44% greater frontal area and 72,8% more weight and thrust – thus its thrust-to-drag ratio will be 20% greater than that of the smaller engine. If engines are of the same size and characteristics, then twin engined aircraft will be larger and have higher inertia and inferior transient performance.

Ei kuitenkaan niin tärkeä Gripen NG:lle kuin F-16:sta, jonka runkomuoto on edelleen täysin sama kuin ensimmäisissä A-malleissa. Kun lisääntyvä elektroniikka kilpailee sisätilavuudesta polttoaineen kanssa, niin CFT:t ovat ainoa keino lisätä polttoainemäärää runkoa laajentamatta. Aerodynamiikan kannalta on toki se ja sama, ovatko ne möhkylät kiinteä osa runkoa vai irtiotettavissa oleva säiliö. Ehkä F-16:sta oli helppo saada CFT:t tukevasti kiinni, jolloin edullisempi ratkaisu on ollut pitää tuotantolinja enimmäkseen muuttumattomana. Runkokaarien muodon muuttaminen on paljon isompi operaatio kuin kiinnityspisteiden ja uusien letkujen lisääminen.

Sinällään CFT:t vielä Gripen NG:n laajennetun rungon lisäksi ei välttämättä ole huono ajatus. Luulisin että sitäkin on Saabilla jo mietitty mahdollisena tulevaisuuden kehityskohteena. Ensin mielestäni kannattaa kuitenkin keskittyä saamaan kone tuotantoon.
CFT:tä on rakennettu tosiaan lähinnä olemassaoleviin hävittäjiin.

Gripen NG on kuitenkin täysin uusi kone (vrt. Superhornet vs. Hornet). Siksi sisäistä polttoainetilavuutta oli mahdollista kasvattaa 40%. CFT:t on rakennettu jo "rungon sisälle".

Gripenin lentomatka on vähintään vertailukelpoinen ja time-on-station parempi kuin muilla. Erityistä tarvetta CFT:lle ei todennäköisesti ole. Eihän se tietenkään mikään mahdottomuus ole sellaisia vielä kehittää.
 

Teräsmies

Ylipäällikkö
Lahjoittaja
#23
Sekin on hyvä pitää mielessä että seuraavassa sodassa koneet hyvin hyvin tod.näk tiputetaan ohjuksilla.
Ei perinteisillä tykeillä eikä varmaankaan koneen "tykillä" .
Mitä kauempaa,huomaamattomammin vastustaja pääsee ohjukset laskemaan ja kaartamaan karkuun sen parempi. Tilanne on jo nyt se ja tulevaisuudessa varmasti sitten korostuu.

Onko se sitten grippen vai 35 niin sitä en osaa sanoa.
70-luvulta eteenpäin viholliset on yleensä tiputettu lämpöhakuisilla.
 
Viimeksi muokattu:
#24
Tai yksi moottori, kahden sijaan.

https://defenseissues.wordpress.com/2014/12/06/fighter-aircraft-engine-comparision/

" Taking two engines that use same technology and general design, frontal area – and drag – will increase with square of dimensions’ increase, while weight – and thus thrust – will increase with cube of dimensions’ increase. "
Onneksi kaikkea mitä netissä lukee ei tarvitse uskoa. Artikkelin kirjoittajan väite on ilmiselvästi virheellinen sekä lujuusopillisen että termodynaamisen näkökulman perusteella.
Halutessaan voi toki myös vertailla laajarunkoisten siviiliilmailun käyttämien koneiden (Boeing & Airbus) moottoreihin, muttaa niissä on tietysti huomattavan erilainen ohivirtaussuhde, eivätkä siten oikeasti vertailukelpoisia.
Työntövoima kasvaa tietenkin dimension neliössä, kun paine ja lämpötila pidetään samana, mikä on edellytys kun kerran teknologia pidetään samana, toki pieniä eroja voi olla jos halutaan tinkiä kestoiästä, mutta se ei liity moottorin kokoon mitenkään. Lisää eroja saadaan optimoimalla moottoria alisooniselle ta ylisooniselle alueelle, mukä näkyy ohivirtaussuhteessa ja työntövoiman määrässä suhteessa otsapintaan.

"Thrust to drag
EJ200: 3.848 cm2, 90 kN, 23,13 N/cm2
F-119: 6.136 cm2, 164,58 kN, 26,82 N/cm2
AL-41F: 6.433 cm2, 175 kN, 27,2 N/cm2
As it can be seen, EJ200 has the second best thrust-to-drag ratio after the F-119"

Pitää paikkansa vain kun AL-41F ei ole mukana vertailussa.

"Percentage of maximum thrust achievable on dry power:
F-119: 70%
AL-31F: 61%
Again, F-119 is the best while most other engines trail very closely behind it. AL-31 is the worst, and the F404 is the second worst."

Aika hauska näkökulma, mitä vähemmän lisää työntövoimaa jälkipoltolla saavutetaan, sitä parempi se kirjoittajan mielestä on. Kannattaisiko tukkia jälkipolton polttoaineletku lähes tai täysin kokonaan, niin moottori olisi vieläkin parempi, kun taulukon prosentti lähenee sataa?

Hyvää tuossa artkkelissa on se, että siitä löytyy paljon dataa, tosin tämä sillä oletuksella, että data pitää paikkansa. Johtopäätökset ovat sitten mitä ovat.
 
Tykkäykset: ctg
#25
Hyvää tuossa artkkelissa on se, että siitä löytyy paljon dataa, tosin tämä sillä oletuksella, että data pitää paikkansa. Johtopäätökset ovat sitten mitä ovat.
No, se datakin on täysin virheellistä. Kyseinen tuon kirjoittanut jannu on yksi internetin suurimpia Rafale-fanipoikia joka on kova suoltamaan tekstiä jonka johtopäätöksissä ei ole päätä eikä häntää.

https://defenseissues.wordpress.com/2014/01/11/comparing-modern-western-fighters/
https://defenseissues.wordpress.com...eally-superior-to-all-other-fighter-aircraft/
https://defenseissues.wordpress.com/2015/09/11/dassault-rafale-vs-f-35/
 
#26
Välttääkö, jos vempele on puolivalmis? Ainakin ruotsalaisilla ja hyvin mahdollisesti amerikkalaisillakin on kehitystyö kesken. Kone varmasti lentää, ehkä taistelussakin, mutta tokkopa kaikkia lastentauteja on ehditty parantaa, ja joitakin meidän haluamia ominaisuuksia on varmasti kehityksen alla meidän tehdessä päätöstä.
Kaikkien lastentautien parantaminen voi kestää vuosikymmeniä. Kunhan olisi muutaman vuoden ollut palveluskäytössä, niin tilanteen pitäisi olla riittävän hyvä. Mitä noihin ominaisuuksiin tulee, niin niitä tulee olemaan vaiheessa joka tapauksessa, valitaan mikä kone tahansa. Niin oli Hornetinkin kanssa. Se on väistämätöntä jokaisen aktiivisesti kehitettävän konemallin kanssa.
 

Rannari

Ylipäällikkö
#27
Kaikkien lastentautien parantaminen voi kestää vuosikymmeniä. Kunhan olisi muutaman vuoden ollut palveluskäytössä, niin tilanteen pitäisi olla riittävän hyvä. Mitä noihin ominaisuuksiin tulee, niin niitä tulee olemaan vaiheessa joka tapauksessa, valitaan mikä kone tahansa. Niin oli Hornetinkin kanssa. Se on väistämätöntä jokaisen aktiivisesti kehitettävän konemallin kanssa.
Täysin valmis kone on tosiaan sellainen jonka kehittäminen on tykkänään lopetettu ja vanhatkin suunnitelmat jo ehditty toteuttaa. Ei ihan optimiratkaisu tuleville vuosikymmenille. Taas kerran jää vertailua tekevän asiantuntijaorganisaation pureskeltavaksi ovatko puutteet kriittisiä. Samalla syntyy monta uutta salaliittoteoriaa ihan siitä riippumatta mihin valinnassa päädytään.
 

Mustaruuti

Ylipäällikkö
Lahjoittaja
ELSO 1.0
#28
Onneksi kaikkea mitä netissä lukee ei tarvitse uskoa. Artikkelin kirjoittajan väite on ilmiselvästi virheellinen sekä lujuusopillisen että termodynaamisen näkökulman perusteella.
Halutessaan voi toki myös vertailla laajarunkoisten siviiliilmailun käyttämien koneiden (Boeing & Airbus) moottoreihin, muttaa niissä on tietysti huomattavan erilainen ohivirtaussuhde, eivätkä siten oikeasti vertailukelpoisia.
Työntövoima kasvaa tietenkin dimension neliössä, kun paine ja lämpötila pidetään samana, mikä on edellytys kun kerran teknologia pidetään samana, toki pieniä eroja voi olla jos halutaan tinkiä kestoiästä, mutta se ei liity moottorin kokoon mitenkään. Lisää eroja saadaan optimoimalla moottoria alisooniselle ta ylisooniselle alueelle, mukä näkyy ohivirtaussuhteessa ja työntövoiman määrässä suhteessa otsapintaan.

"Thrust to drag
EJ200: 3.848 cm2, 90 kN, 23,13 N/cm2
F-119: 6.136 cm2, 164,58 kN, 26,82 N/cm2
AL-41F: 6.433 cm2, 175 kN, 27,2 N/cm2
As it can be seen, EJ200 has the second best thrust-to-drag ratio after the F-119"

Pitää paikkansa vain kun AL-41F ei ole mukana vertailussa.

"Percentage of maximum thrust achievable on dry power:
F-119: 70%
AL-31F: 61%
Again, F-119 is the best while most other engines trail very closely behind it. AL-31 is the worst, and the F404 is the second worst."

Aika hauska näkökulma, mitä vähemmän lisää työntövoimaa jälkipoltolla saavutetaan, sitä parempi se kirjoittajan mielestä on. Kannattaisiko tukkia jälkipolton polttoaineletku lähes tai täysin kokonaan, niin moottori olisi vieläkin parempi, kun taulukon prosentti lähenee sataa?

Hyvää tuossa artkkelissa on se, että siitä löytyy paljon dataa, tosin tämä sillä oletuksella, että data pitää paikkansa. Johtopäätökset ovat sitten mitä ovat.
No, se datakin on täysin virheellistä. Kyseinen tuon kirjoittanut jannu on yksi internetin suurimpia Rafale-fanipoikia joka on kova suoltamaan tekstiä jonka johtopäätöksissä ei ole päätä eikä häntää.

https://defenseissues.wordpress.com/2014/01/11/comparing-modern-western-fighters/
https://defenseissues.wordpress.com...eally-superior-to-all-other-fighter-aircraft/
https://defenseissues.wordpress.com/2015/09/11/dassault-rafale-vs-f-35/
Jep :) Samaan johtopäätökseen olen tullut. Sivustolla on paljon asiaa, mutta ei sieltä ainakaan laajempia kokonaisuuksia kannata lainata ilman tarkistusta. Siksi lainasin tuostakin vain pienen pätkän.

@fyysikko - hyvä että jaksat paneutua.

Perusteletko / selitätkö asiaa tarkemmin. Eikö ihan yksinkertainen neliö-kuutio-ajattelu toimi?
 

Huhta

Ylipäällikkö
ELSO 2.0
#29
Kaikkien lastentautien parantaminen voi kestää vuosikymmeniä. Kunhan olisi muutaman vuoden ollut palveluskäytössä, niin tilanteen pitäisi olla riittävän hyvä. Mitä noihin ominaisuuksiin tulee, niin niitä tulee olemaan vaiheessa joka tapauksessa, valitaan mikä kone tahansa. Niin oli Hornetinkin kanssa. Se on väistämätöntä jokaisen aktiivisesti kehitettävän konemallin kanssa.
Näkisin, että Hornetin kanssa tilanne oli suhteellisen erilainen. Kyse oli jo kypsään ikään ehtineestä perusratkaisusta. Meillä oli joka tapauksessa tiedossa meille esiteltyjen mallien suorituskyky, ja tiesimme perusmallienkin olevan ihan hyviä, vaikka kaikki uudistukset eivät täyttäisikään suorituskykyodotuksia (EPE-moottori, AN/APG-73 jne.).

Nyt meillä ei välttämättä ole mitään kykyä arvioida esimerkiksi sensorifuusion tasoa, jos sen kehitys on vielä kesken, kun kyse on ihan uudesta koneesta ja ominaisuudesta. Teknisten tietojen perusteella voidaan tietysti tehdä valistuneita arvauksia, ja niillä päästäneen oikeaan suuntaan.
 
#30
Perusteletko / selitätkö asiaa tarkemmin. Eikö ihan yksinkertainen neliö-kuutio-ajattelu toimi?
Toimii esim siten, että voima on paine * pinta-ala.
Pinta-ala on verrannollinen dimension neliöön, ja paine pysyy samana, jolloin voima ei todellakaan ole verrannollinen dimension kuutioon.

Termodynamiikan kannalta suurempi työntövoima suhteessa pinta-alaan edellyttää enemmän polttoainetta suhteessa ilman massavirtaan, ellei järjettömästi kuvitella hyötysuhdetta voitavan kasvattaa suhteessa dimensioon, mikä johtaa äkkiä yli 100% hyötysuhteisiin ja ikiliikkujaan dimensio kolminkertaistamalla. Todellisuudessa tulee sellainenkin ongelma, ettei kaikkea polttoainetta saada palamaan, jos polttoainemäärää suhteessa ilmamäärään kasvatetaan. Lisäksi suurempi polttoaineen massavirta aikaansaa väistämättä suuremmat lämpötilat, kyseessähän on lämpövoimakone, mikä vaatii paremmin lämpöä kestäviä materiaaleja.
Lujuusopin kannalta roottorin (turbiinin, kompressorin tai puhaltimen) siiven taivutuslujuus kasvaa paksuuden toisessa potenssissa ja leveyden ensimmäisessä. Siis yhteensä dimension kolmannessa. Kun jokaisen siiven pinta-ala kasvaa dimension toisessa, ja vipuvarsi ensimmäisessä, ei painetta voida kasvattaa ellei teknologia parane ja materiaali salli suurempia jännityksiä.
Tilantarpeen kannalta samalla paine-erolla jokainen roottorivaihe vie myös pituussuunnassa tilaa suhteessa dimensioon, sillä jokainen siipi on samassa kulmassa virtaukseen kuin pienemmässä versiossa, ja profiilin jännemitta kasvaa dimensiossa myös. Paine-eron kasvattaminen kaikkien vaiheiden yhteisvaikutuksena vaatii siis lisäksi enemmän vaiheita, jolloin pituus kasvaa selvästi enemmän, tai suuremman paine-eron vaihetta kohti, jolloin siiven kärkinopeutta on lisättävä, ja keskihakuvoiman tuottaminen siiven hajoamatta muodostuu ongelmaksi taivutuksen lisäksi.

Tai sitten voi lukea esim Nasan sivuilta faktat miten suihkuturbiinin työntövoima riippuu paineista, lämpötiloista jne ...
Mitään perustelua ei löydy mistään miksi moottorin paino tai tilavuus korreloisi lineaarisesti sen työntövoiman kanssa.
 

Mustaruuti

Ylipäällikkö
Lahjoittaja
ELSO 1.0
#31
Toimii esim siten, että voima on paine * pinta-ala.
Pinta-ala on verrannollinen dimension neliöön, ja paine pysyy samana, jolloin voima ei todellakaan ole verrannollinen dimension kuutioon.

Termodynamiikan kannalta suurempi työntövoima suhteessa pinta-alaan edellyttää enemmän polttoainetta suhteessa ilman massavirtaan, ellei järjettömästi kuvitella hyötysuhdetta voitavan kasvattaa suhteessa dimensioon, mikä johtaa äkkiä yli 100% hyötysuhteisiin ja ikiliikkujaan dimensio kolminkertaistamalla. Todellisuudessa tulee sellainenkin ongelma, ettei kaikkea polttoainetta saada palamaan, jos polttoainemäärää suhteessa ilmamäärään kasvatetaan. Lisäksi suurempi polttoaineen massavirta aikaansaa väistämättä suuremmat lämpötilat, kyseessähän on lämpövoimakone, mikä vaatii paremmin lämpöä kestäviä materiaaleja.
Lujuusopin kannalta roottorin (turbiinin, kompressorin tai puhaltimen) siiven taivutuslujuus kasvaa paksuuden toisessa potenssissa ja leveyden ensimmäisessä. Siis yhteensä dimension kolmannessa. Kun jokaisen siiven pinta-ala kasvaa dimension toisessa, ja vipuvarsi ensimmäisessä, ei painetta voida kasvattaa ellei teknologia parane ja materiaali salli suurempia jännityksiä.
Tilantarpeen kannalta samalla paine-erolla jokainen roottorivaihe vie myös pituussuunnassa tilaa suhteessa dimensioon, sillä jokainen siipi on samassa kulmassa virtaukseen kuin pienemmässä versiossa, ja profiilin jännemitta kasvaa dimensiossa myös. Paine-eron kasvattaminen kaikkien vaiheiden yhteisvaikutuksena vaatii siis lisäksi enemmän vaiheita, jolloin pituus kasvaa selvästi enemmän, tai suuremman paine-eron vaihetta kohti, jolloin siiven kärkinopeutta on lisättävä, ja keskihakuvoiman tuottaminen siiven hajoamatta muodostuu ongelmaksi taivutuksen lisäksi.

Tai sitten voi lukea esim Nasan sivuilta faktat miten suihkuturbiinin työntövoima riippuu paineista, lämpötiloista jne ...
Mitään perustelua ei löydy mistään miksi moottorin paino tai tilavuus korreloisi lineaarisesti sen työntövoiman kanssa.
Kuvasit hyvin, millaisia haasteita moottorien koon / tehon kasvattamisessa on. Tämä on näkynyt konkreettisesti esim. F135 kohdalla, joka tämän hetken tehokkain hävittäjämoottori.

Voima on totta kai paine * pinta-ala. Mutta kysehän on siitä, miten polttoaine-tehokkaasti se paine ja lämpötila saadaan aikaiseksi. Ja käsitykseni on, että että isommassa moottorissa hyötysuhde olisi parempi. (Näin myös on, lähde alla).

Käytännön esimerkkejä on sekä sotilaslentokoneista että matkustajakoneista. Moottorien määrä on ollut vähenemään päin.

Teoriaa/selitystä miksi:

Why are twin engine airliners more fuel efficient than three or four engine airliners?
http://aviation.stackexchange.com/q...fuel-efficient-than-three-or-four-engine-airl

Part of the reason is that large engines tend to be thermodynamically more efficient than small ones, and this isn't specific to any one type of engine.

Theoretical engine cycle is understood in terms of compressing, heating, expanding volumes of gas in an ideal environment. The closer the engine approximates to that environment the closer the engine can get to its ideal efficiency.

Relatively cool metal surfaces like combustion chamber walls, or pistons and cylinder liners, detract from this, so the further you can keep the gas from the metal, (i.e. the larger the engine) the more efficient (for the same theoretical cycle).

Off-topic, large marine diesels can exceed 50% thermodynamic efficiency while small diesels may reach 40% as seen here. The same table shows this applies to gas turbines too, comparing a 36 MW gas turbine (Trent, 39.8%) to a 2.20MW one (P&W PW127, 27%) but these are just example numbers, not a really fair comparison. (It would be nice to see like-for-like-but-bigger comparisons)

So larger engines tend to have higher thermodynamic efficiency, it just so happens you also need fewer of them.
 
#32
Kuvasit hyvin, millaisia haasteita moottorien koon / tehon kasvattamisessa on. Tämä on näkynyt konkreettisesti esim. F135 kohdalla, joka tämän hetken tehokkain hävittäjämoottori.

Voima on totta kai paine * pinta-ala. Mutta kysehän on siitä, miten polttoaine-tehokkaasti se paine ja lämpötila saadaan aikaiseksi. Ja käsitykseni on, että että isommassa moottorissa hyötysuhde olisi parempi. (Näin myös on, lähde alla).

Käytännön esimerkkejä on sekä sotilaslentokoneista että matkustajakoneista. Moottorien määrä on ollut vähenemään päin.

Teoriaa/selitystä miksi:

Why are twin engine airliners more fuel efficient than three or four engine airliners?
http://aviation.stackexchange.com/q...fuel-efficient-than-three-or-four-engine-airl

Part of the reason is that large engines tend to be thermodynamically more efficient than small ones, and this isn't specific to any one type of engine.

Theoretical engine cycle is understood in terms of compressing, heating, expanding volumes of gas in an ideal environment. The closer the engine approximates to that environment the closer the engine can get to its ideal efficiency.

Relatively cool metal surfaces like combustion chamber walls, or pistons and cylinder liners, detract from this, so the further you can keep the gas from the metal, (i.e. the larger the engine) the more efficient (for the same theoretical cycle).

Off-topic, large marine diesels can exceed 50% thermodynamic efficiency while small diesels may reach 40% as seen here. The same table shows this applies to gas turbines too, comparing a 36 MW gas turbine (Trent, 39.8%) to a 2.20MW one (P&W PW127, 27%) but these are just example numbers, not a really fair comparison. (It would be nice to see like-for-like-but-bigger comparisons)

So larger engines tend to have higher thermodynamic efficiency, it just so happens you also need fewer of them.
Alkuperäinen väite oli tämä :"weight – and thus thrust – will increase with cube of dimensions’ increase. "
Siinä ei oteta mitään kantaa polttoainetalouteen, johon aiheen nyt siirsit. Olet oikeassa siinä, että isommalla moottorilla saavutetaan hieman parempi polttoainetalous, muttei lähes tulkoonkaan suoraan verrannollisena dimensioon, eikä sillä saavuteta parempaa työntövoimaa suhteessa poikkileikkauksen pinta-alaan vaan pienempi polttoaineen kulutus, jos käytetyn teknologian taso on sama, kuten myös suunnittelun tavoitteet. Polttokammion seinämissä lienee myös mahdollista käyttää keraamisia materiaaleja jolloin lämpöhäviötä saadaan vähennettyä, varsinainen ongelma on turbiinin ensimmäisen vaiheen siivet, jotka toimivat kaikkein kuumimmissa olosuhteissa suuresti rasitettuina. Dimension kasvattaminen ei tähän kovin paljoa auta, vaikka toki se helpottaa siiven sisäisen jäähdytyksen saavuttamisessa.
Jos taas keskustellaankin kaasuturbiineista eikä suihkuturbiineista, niin kyllä niilläkin saavutetaan yli 50% hyötysuhde kun laitetaan höyryturbiini perään ja otetaan sillä muuten hukkaan menevä lämpöenergia talteen. Paino tietenkin kasvaa niin paljon, ettei ilmailuun liity mitenkään, mutta laivoissa tai maalla saattaapi löytyä.
 

Mustaruuti

Ylipäällikkö
Lahjoittaja
ELSO 1.0
#33
Alkuperäinen väite oli tämä :"weight – and thus thrust – will increase with cube of dimensions’ increase. "
Siinä ei oteta mitään kantaa polttoainetalouteen, johon aiheen nyt siirsit. Olet oikeassa siinä, että isommalla moottorilla saavutetaan hieman parempi polttoainetalous, muttei lähes tulkoonkaan suoraan verrannollisena dimensioon, eikä sillä saavuteta parempaa työntövoimaa suhteessa poikkileikkauksen pinta-alaan vaan pienempi polttoaineen kulutus, jos käytetyn teknologian taso on sama, kuten myös suunnittelun tavoitteet. Polttokammion seinämissä lienee myös mahdollista käyttää keraamisia materiaaleja jolloin lämpöhäviötä saadaan vähennettyä, varsinainen ongelma on turbiinin ensimmäisen vaiheen siivet, jotka toimivat kaikkein kuumimmissa olosuhteissa suuresti rasitettuina. Dimension kasvattaminen ei tähän kovin paljoa auta, vaikka toki se helpottaa siiven sisäisen jäähdytyksen saavuttamisessa.
Jos taas keskustellaankin kaasuturbiineista eikä suihkuturbiineista, niin kyllä niilläkin saavutetaan yli 50% hyötysuhde kun laitetaan höyryturbiini perään ja otetaan sillä muuten hukkaan menevä lämpöenergia talteen. Paino tietenkin kasvaa niin paljon, ettei ilmailuun liity mitenkään, mutta laivoissa tai maalla saattaapi löytyä.
Jos luet ketjun alusta lähtien, huomaat että kyse oli nimenomaan polttoainetaloudesta.

Koetin nopeasti löytää jonkin lähteen, mutta mitään kunnollista en siihen hätään löytänyt. Hyvä että tartuit asiaan ja käsiteltiin se kunnolla.

Mainitsin myös esimerkkinä F-22 tuplavinosivuperäsimet. Muistelen, että niitä jouduttiin kehityksen aikana suurentamaan ja aiheuttivat lisääntyneen vastuksen. Mutta lähdettä sille en löydä. Muistaisikohan joku muu asiaa?
 

Mustaruuti

Ylipäällikkö
Lahjoittaja
ELSO 1.0
#36
@fMustaruuti
Tarkoitin, että antamastasi linkistä :"https://defenseissues.wordpress.com/2014/12/06/fighter-aircraft-engine-comparision/" poimitussa kohdassa ei ollut kyse polttoainetaloudesta.
Ketjussa on toki ollut aiemmin kyse myös siitä. Myöskään antamani kommentti tuon linkin ja siitä poimimasi sisällön johtopäätösten oikeellisuuteen ei liittynyt polttoainetalouteen.
Kyllä siinä sana drag mainittiin moneen kertaan. Mutta lainaus oli muuten huono lähde.
 

fulcrum

Ylipäällikkö
#37
Ei kuitenkaan niin tärkeä Gripen NG:lle kuin F-16:sta, jonka runkomuoto on edelleen täysin sama kuin ensimmäisissä A-malleissa. Kun lisääntyvä elektroniikka kilpailee sisätilavuudesta polttoaineen kanssa, niin CFT:t ovat ainoa keino lisätä polttoainemäärää runkoa laajentamatta. Aerodynamiikan kannalta on toki se ja sama, ovatko ne möhkylät kiinteä osa runkoa vai irtiotettavissa oleva säiliö. Ehkä F-16:sta oli helppo saada CFT:t tukevasti kiinni, jolloin edullisempi ratkaisu on ollut pitää tuotantolinja enimmäkseen muuttumattomana. Runkokaarien muodon muuttaminen on paljon isompi operaatio kuin kiinnityspisteiden ja uusien letkujen lisääminen.

Sinällään CFT:t vielä Gripen NG:n laajennetun rungon lisäksi ei välttämättä ole huono ajatus. Luulisin että sitäkin on Saabilla jo mietitty mahdollisena tulevaisuuden kehityskohteena. Ensin mielestäni kannattaa kuitenkin keskittyä saamaan kone tuotantoon.
Perus-Gripenin toimintasäteestä Saab on antanut aika ylimalkaisia tietoja. Tästä voinee päätellä ettei se ole kovin hyvä. Sveitsin vertailussa Gripen sai lentomatkasta huonot pisteet, ilmeisesti kone on tässä suhteessa Hornettiakin huonompi.
Gripen E/F on vähän erikoinen viritelmä että siinä laskutelineet on siirretty "ulos" polttoaineen tieltä, ikäänkuin "käänteinen CFT". Yleensä on ollut tapana pistää polttoaine rungon ulkopuolelle CFT:hen josta sen saa haluttaessa pois. Miksi lienee tähän ratkaisuun ryhdytty. Toimintamatkan parantaminen on kuitenkin varmaan katsottu olennaiseksi asiaksi vientimarkkinoita ajatellen.

F-16:sta muistaakseni mainostetaan ettei sisäinen polttoainekuorma ole kutistunut yhtään ensimmäisestä versiosta. Painoa on kyllä tullut paljon lisää, lisäksi uudemmat moottorit kuluttavat enemmän joten CFT:t on katsottu tarpeellisiksi uudemmissa vientiversioissa. 'Fuel fraction' ei tietenkään kerro kaikkea koneen toimintasäteestä. Joku aika sitten täällä oli linkki artikkeliin jossa kerrottiin F-16:n suunnitteluprosessissa. Koneen alisooninen vastus pyrittiin saamaan todella alhaiseksi mikä tietenkin auttaa polttoainetaloudellisuudessa. Hornetin ilmanvastus esimerkiksi on paljon suurempi, lisäksi moottorit ovat suhteessa vähän janoisammat.

Meille toimintasädevertailuilla tuskin on isoa merkitystä. Kaikilla nykyisillä ehdokkailla on pitempi toimintamatka kuin Hornetilla.
 
#38
Perus-Gripenin toimintasäteestä Saab on antanut aika ylimalkaisia tietoja. Tästä voinee päätellä ettei se ole kovin hyvä. Sveitsin vertailussa Gripen sai lentomatkasta huonot pisteet, ilmeisesti kone on tässä suhteessa Hornettiakin huonompi.
Sveitsin testissä Gripen ei simuloidussa torjuntatestissä päässyt edes tavoittamaan maalikonetta ennen kun joutui kääntymään takaisin tukikohtaan (itseasiassa lähempänä olevalle varakentälle?) polttoaineen vähyyden vuoksi. Rafalella ja Typhoonilla (tai Hornetilla) ei ollut ongelmia tuossa. Käsittääkseni tuossa testissä lennettiin yliääninopeudella tavoittamaan maalikonetta.
 

Mustaruuti

Ylipäällikkö
Lahjoittaja
ELSO 1.0
#39
Sveitsin testissä Gripen ei simuloidussa torjuntatestissä päässyt edes tavoittamaan maalikonetta ennen kun joutui kääntymään takaisin tukikohtaan (itseasiassa lähempänä olevalle varakentälle?) polttoaineen vähyyden vuoksi. Rafalella ja Typhoonilla (tai Hornetilla) ei ollut ongelmia tuossa. Käsittääkseni tuossa testissä lennettiin yliääninopeudella tavoittamaan maalikonetta.
Jep, vanhan Gripenin polttoainemäärä oli varsin alhainen.

Saab kommentoi itsekin, että vaikka voisikin tarjota Suomelle C-mallin Gripeniä hyvin edullisesti, ei tule sitä tekemään, koska ei näe, että suorituskyky olisi riittävä Suomen tarpeisiin. Polttoainemäärä oli yksi erikseen mainituista suorituskykytekijöistä, "ei riittävä Suomelle".
 

Tetra

Ylipäällikkö
Lahjoittaja
ELSO 2.0
#40
Jep, vanhan Gripenin polttoainemäärä oli varsin alhainen.

Saab kommentoi itsekin, että vaikka voisikin tarjota Suomelle C-mallin Gripeniä hyvin edullisesti, ei tule sitä tekemään, koska ei näe, että suorituskyky olisi riittävä Suomen tarpeisiin. Polttoainemäärä oli yksi erikseen mainituista suorituskykytekijöistä, "ei riittävä Suomelle".
Riittäkö se Ruotsillekkaan?
 
Top