Topikki Juken ihmehärveleille
- Viestiketjun aloittaja crane
- Aloitus PVM
- Status
Navan juuressa vaikuttavan voiman voi laskea kaavalla
F ~ 19.7 * m' * R^2 * n^2 [N]
jossa m' on lavan metripaino [kg/m], R on lavan säde [m] ja n pyörimisnopeus [1/s]. Tällöin jos D=9 m ja n=800 rpm, on lavan juuressa vaikuttava voima sama kuin jos D=2.4 m ja n=3000 rpm, tai D=3.6 m ja n=2000 rpm. Jännitys menee sitten luonnollisesti pinta-alan mukaan ollen isommalla potkurilla pienempi. Kaava kuitenkin havainnollistaa, että voima kasvaa sekä pyörimisnopeuden että halkaisijan neliössä. Toki tässä oletetaan, että lavan metripaino on vakio, jota se ei toki ole - kauempana navasta olevat massapisteet vaikuttavat suhteessa enemmän. Metripainon voisi määrittää sijainnin funktiona tai sitten laittaa tuon alkuperäisen kaavan Exceliin ja laskea voiman diskreetisti pätkimällä potkuri paloihin...
For the record, Solar Impulseissa (1 ja 2) isokokoiset (D=3.5 ja 4 m) potkurit pyörivät 200-400 ja 525 rpm. Cessnojen potkurit tuntuvat pyörivän tuolla 2000-3000 rpm:n kieppeillä.
Tähän kaipaisin jotain laskelmia tueksi. Mikä on vetojännitys pascaleina ja mikä on materiaalin lujuus?
F ~ 19.7 * m' * R^2 * n^2 [N]
jossa m' on lavan metripaino [kg/m], R on lavan säde [m] ja n pyörimisnopeus [1/s]. Tällöin jos D=9 m ja n=800 rpm, on lavan juuressa vaikuttava voima sama kuin jos D=2.4 m ja n=3000 rpm, tai D=3.6 m ja n=2000 rpm. Jännitys menee sitten luonnollisesti pinta-alan mukaan ollen isommalla potkurilla pienempi. Kaava kuitenkin havainnollistaa, että voima kasvaa sekä pyörimisnopeuden että halkaisijan neliössä. Toki tässä oletetaan, että lavan metripaino on vakio, jota se ei toki ole - kauempana navasta olevat massapisteet vaikuttavat suhteessa enemmän. Metripainon voisi määrittää sijainnin funktiona tai sitten laittaa tuon alkuperäisen kaavan Exceliin ja laskea voiman diskreetisti pätkimällä potkuri paloihin...
For the record, Solar Impulseissa (1 ja 2) isokokoiset (D=3.5 ja 4 m) potkurit pyörivät 200-400 ja 525 rpm. Cessnojen potkurit tuntuvat pyörivän tuolla 2000-3000 rpm:n kieppeillä.
Tähän kaipaisin jotain laskelmia tueksi. Mikä on vetojännitys pascaleina ja mikä on materiaalin lujuus?
Tuolla paneelimäärällä päästään 22% hyötysuhteella (solar impulse) ehdottomassa maksimissa 788,9kW tehoon. Jos neljällä potkurilla halutaan 4x160kN työntö, niin vaadittava teho olisi 4x12500kW. Eli siis 50 000 kW. Siis absoluuttisella aurinkovakiollakin neljä potkuria vaatisi 163 505m2 aurinkopaneelia.
1390W*0,22=305,8W/m2 -----> 50000kW/305W= 163505.
2580m2*305,8W= 788,9kW
1390W/m2 on aurinkovakio. Tosiasiassa auringon korkeuskulmasta, ilmastollisista olosuhteista, paneelin heijastushäviöstä jne. johtuen paneeleilla saavutettava todellinen teho jää paljon tuon alle. Vaikka nimellisesti hyötysuhteeltaan parempia paneeleita olisikin markkinoilla, kuin solar impulsessa, niin puhtaasti lukujen valossa pelkkä suuruusluokka on jo teknisesti täysin järjetön.
Vaikka paneelia olisi tarpeeksi ja moottoreita voidaan pyörittää moisella teholla, niin se työntö jo 35km korkeudessa jää silti niin pieneksi, ettei tuo kone voi lentää enään. 3000 rpm alueella teoreettinen nopeus jäisi silti johonkin mach 1 ja 2 väliin. Jo useaan kertaan täällä ja muualla todetuista syistä potkurin nopeutta ei ole järkevää nostaa kärkinopeudeltaan paljoa yli äänennopeuden.
Ah luulin että olit laskenut että kone tarvii 160 kN työntöä....siis tarkoitatkin että 40 per moottori. Mutta sehän olisi valtavasti enemmän kuin ajattelin rakettimootorilla..eli luulen , että 10 kN per potkuri riittää.
Eli yhteensä 40 kN maksimissaan..jopa 4 kN per mylly saattaa riittää...eli jopati vain 16 kN yhteensä.
Niin ja koneessa on 1600 m2 40% teholla toimivia flatteja paneleita ja loput 22.8 % teholla toimivi taipuisia kevyitä. Najafin opinnäytteessä teho oli se..siis 22.8 %...eli korkealla 1.36 kertaa se 1000 watin teholla laskettu prosenttimäärä. Siis 1250 wattia nimellisteho paneleista korkealla.
Muista että kone käyttää maaefektiä vierintävastuksen nopeaan minimoimiseen ja heliumia 7000 kilon ( 5 000 m3 ) noston tuottamiseen matalalla.
Panelipintaa on 2580 m2.
Potkurit ovat hiilikuitua ( onttoja selviää yhdellä muotilla ) ja tyvessä rakenne terästä tms. Lavan tavoitepaino on 50 kg kappale..maks 80 kg. Säätömekanismi ja akseli 100 kg sekä tyvikiinnitys lavoille.
Niin se sonic boom...
Baumagartner rikkoi äänivallin 30km korkeudessa. 42 sekunnin vapaapudotuksen jälkeen nopeus saavutti maksiminsa, joka oli 1,357.64 km/h.
Avaruussukkula Endeavour Yucatanin niemimaan päällä, korkeutta noin 70km, nopeus noin mach 20. Ei yhtä dramaattinen ääni kuin lähempänä floridaa, mutta täysin selvästi shokkiaalto muodostuu jo noissa korkeuksissa. Kohdassa 1:04.
Baumagartner rikkoi äänivallin 30km korkeudessa. 42 sekunnin vapaapudotuksen jälkeen nopeus saavutti maksiminsa, joka oli 1,357.64 km/h.
Avaruussukkula Endeavour Yucatanin niemimaan päällä, korkeutta noin 70km, nopeus noin mach 20. Ei yhtä dramaattinen ääni kuin lähempänä floridaa, mutta täysin selvästi shokkiaalto muodostuu jo noissa korkeuksissa. Kohdassa 1:04.
Viimeksi muokattu:
Eipä noita 20% teholla toimivia ohuitakaan varsinaisesti mistään saa...niin kuin ei parhaita 44.7 % teholla toimivia flättejäkään...niitä tehdään tapauskohtaisesti laboratoriossa.
Niin se sonic boom...
Baumagartner rikkoi äänivallin 30km korkeudessa. 42 sekunnin vapaapudotuksen jälkeen nopeus saavutti maksiminsa, joka oli 1,357.64 km/h.
Avaruussukkula Endeavour Yucatanin niemimaan päällä, korkeutta noin 70km, nopeus noin mach 20. Ei yhtä dramaattinen ääni kuin lähempänä floridaa, mutta täysin selvästi shokkiaalto muodostuu jo noissa korkeuksissa. Kohdassa 1:04.
Aivan 1:04 kuuluu se kaksoispamaus jonka sukkula aiheuttaa tullessaan ilmakehään...sen ohjaimet alkaa toimia 120 km korkeudessa ja hehkuu punaisena juurikin 79,5-48 km korkeudessa koska liikkuu siinä alkunopeudella 28 000 km/t...juuri siksi SE liikkuisikin ikään kuin reverse engineering mukaisesti ensin hiljaa alhaalla ja pikkuhiljaa kiihdytäen ylemmäs...voin laskea sen korkeuden jossa se on selkeästi alle äänennopeuden ( jonka me tiedämme alhaalla ) vielä eri kuormilla.
Onko kuvaa siitä rikkoiko Space Ship II äänivallin liikkuessaan 3.09 Machia 65 kilometrissä sillä saksalainen herra Homebuild saitilla sanoi että sen IAS oli 30 kts tuolloin...silloinhan se ei voi rikkoa äänivallia koska kompressiota ei tapahdu...sen täytyy tapahtua paljon suuremmassa nopeudessa eli juurikin 20 - 25 000 km/t luokassa.
Oliko winsu tämä jälleen yritys jotenkin kaataa aiemmin kertomani uudella datalla...vai toitko vaan muuten kiinnostavaa dataa yliäänipamauksesta meille iloksemme ?
Muuten tuosta Baumgartnerista vielä..videon mukaan hän liikkuu 1170 km/t nopeimmillaan ja alkaa nopeasti hidastua saavutettuaan tuon nopeuden ( koska toista pamausta ei kuulu niin väitän että hän ei teknisesti rikkonut äänennopeutta mutta aiheutti riittävän kompression ). Onko näyttää lähdettä tuolle väitteelle..muille toit dataa ( sukkulavideo ). 30 kilometrissä yksikään lentokone ei ole lentänyt oletetun äänennopeuden paikkeilla menemättä monikertaista äänennopeutta joten mitään dataa siitä mikä on äänennopeus 30 kilometrissa ei voi olla ( paitsi ehkä SS I + II teamilla ). Väitän että boom tuli vasta 12 kilometrissä jossa ilma yllättäen tiheni ja hyppääjä myös samoin tein hidastui alle äänennopeuteen.
Tällä videolla kovasta ravistamisesta johtuen päättelen, että Space Ship I meni 80 kilsaan siten, ettei se aivan ylittänyt fyysisesti äänennopeutta..katso miten se ravistaa juuri ennen polton loppua...kuten olisi buffeting menossa yliäänikoneella..jota ei ole suunniteltu yliäänilentoon ( alhaalla ainakaan ).
http://www.scaled.com/projects/tierone/video/
Miksi tämä ei vieläkään ole aloittanut kaupallisia avaruuslentoja; http://www.virgingalactic.com/
Videolla kone SS II ei mielestäni ylitä äänennopeutta.
Viimeksi muokattu:
Lämpötila. Se on ainoa suure, joka määrittää äänennopeuden ilmassa. Kompression mainitseminen on erikoista, koska kaikki ääni mitä ilmassa kulkee on kompressioaaltoa. Yliäänipamauksen aiheuttaa jokikinen ilman läpi kulkeva esine, joka kulkee sen hetkisen lämpötilan määrittämän äänennopeuden yli.
Baumgartner aiheutti vain yhden kuultavan pamauksen, avaruussukkula ja mm. F-18 aiheuttaa kaksi. Tämäkin on täysin normaalia ja selitettävissä fysiikan keinoin, esim. luoti aiheuttaa vain yhden.
En oikein käsittänyt, mitä hait takaa tuossa lopussa. Oletko sitä mieltä, että yliäänipamaus kuuluu vain ohitettaessa mach 1 jompaankumpaan suuntaan?
Historia on täynnään henkilöitä jotka väittää ylittäneensä äänennopeuden...niistä MOLTKE ( Me 262 pilotti ) uskottavin koska kuvailee värinät äänennopeuden ylityksen aikana ja sieltä poistuttaessa MACH TUCK ilmiö.
Yksi pamaus kertoo siitä mielestäni että jokin osa hänessä aiheutti kompression jossa ilma ( liikkui nopeampaa kuin ääni ) josta aiheutuu ylisooninen ääni.
Luoti luonnollisesti aiheuttaa yhden koska on aerodynaaminen ja symmetrinen..baumgartner sen sijaan ei ole symmetrinen saati aerodynaaminen.
Täytyyhän ilman tiheydellä olla merkitystä, koska se on se joka äänen ilmassa välittää.
Missä on se data Baumgartnerista..väittämäsi 1300 + nopeus ?
Lue juttuni uudestaan yltä...siinä on lisädataa.
Huomaa, että se Red Bull että Virgin Galactic yrittävät kovasti myydä jotakin ( kuulostaako leipää ja sirkushuveja tutulta ) ihmisille joilla ei ole harmainta aavistusta asioista jota näissä stunteissa käsitellään.
Tässä vielä Baumgartnerin nopeudet videolla. Melkoista sätkimistä !
Tämä on hyvä klippi;
Sukkula liitää ja yrittää jarruttaa nopeutta enne laskeutumista ja aiheuttaa ohittaessaan aina kaksoipamauksen niin kauan kuin oli yliäänipuolella.
Dataa aiheeseen; https://engineering.purdue.edu/AAE450s/trajectories/Atmospheric Re-Entry.pdf
Viimeksi muokattu:
On se hyötykuormaa koska Si II hyötyy siitä, että se kuljettaa akkuja...voi lentää yöllä. SE taas lentää päivällä ja seuraa aurinkoa..jolloin ei tarvi akkuja.
Myös suoralla energialla lentäneen Solar Challengerin 69 kilon pilottipaino 90 kilon lentolaiteen päälle on hyötykuormaa, jonka dataa voi käyttää hyväksi kun tietää, että kone liikkui 3.8 kW teholla koska.
1250 kw/3.8 kw = ( suhdeluku SE:hen verrattuna ) 329
Eli 329 X 69 kg = 22 697 KG ( payload )
http://en.wikipedia.org/wiki/Solar_Challenger
Huimasti kehittyneemmän HIPPIÄISEN data on vielä murskaavampaa. Koska käyttää uusia tuplasti tehokkaampia paneleita ja uusinta aerodynaamista osaamista sekä uusinta kotimaista komposiittia.
Hippiäinen 2,1 kW ( max ) pilotti 110 kg.
1250/2,1 = 595 ( suhdeluku )
595 x 110 kg ( pilotin paino ) = 65 476 kg ( estimated paylaod ).
-----
Verrantona Sunseeker II lensi 1.86 kW teholla ja empty weight oli 120 kg..sieltä saataisiin myös hyvä lukema ulos, mutta omapaino on järkyttävä. Pilotti Eric Raymond taas oli itse melko kevyt ( alle 70 kg ).
1250 / 1.86 = 672 ( suhdeluku )
672 x 69 kg = 46 370 kg ( foreseeable payload for SE power )
Kun taas omapaino ( tyhjäpaino ) olisi 672 x 120 = 80 640 kg kun Hippiäisessä se olisi 26 775 kg ( 595 x 45 kg ).
Viimeksi muokattu:
Ilman tiheydellä ei ole merkitystä, mutta on tietty raja jossa ilmakehän aerodynaaminen vaikutus katsotaan nollaksi.
Baumgartnerin hypyn tiedot voit etsiä itse. Toi oli sen verran tarkasti syynätty ja mediahuomiota saanut tapahtuma, että tuhansien hakutulosten joukosta löytyy varmasti jopa sinulle muutama riittävän luotettava lähde.
Eipä löydy...eikä Eustacekaan saavuttanut tuollaista nopeutta.
Aha ..se vain yhtääkkiä katsotaan nollaksi..ei kuulosta kovin tieteelliseltä.
crane
Ylipäällikkö
Juke, rekan lain sallima paino on esimerkiksi 60 000kg. Omamassa on sanotaan 20 000kg. Tästä omamassasta on sanotaan vaikka 1000kg polttoainetta. Jääkö HYÖTYKUORMAKSI silloin 40 000kg vai 41000kg?
Eihän se rekka tarvi sitä polttoainetta alamäessä rullatessa, kuten ei aurinkopaneelikone akkuja lentäessä suoralla auringonvoimalla.
Eihän se rekka tarvi sitä polttoainetta alamäessä rullatessa, kuten ei aurinkopaneelikone akkuja lentäessä suoralla auringonvoimalla.
Joo ja kun puhutaan moottorin hyötysuhteesta se tarkoittaa moottorin ja omistajansa välistä omistussuhdetta josta omistaja hyötyy esimerkiksi paikasta toiseen siirtymisen helpottumisen myötä.
rukkaskikka
Majuri
Lentokoneella on maksimilentoonlähtöpaino ja tyhjäpaino, joiden erotuksen voi täyttää hyötykuormalla ja polttoaineella ideaalitapauksessa suhteessa 100/0 --- 0/100. Hyppykoneessa tavoitellaan ensimmäistä, siirtolennolla Islantiin jälkimmäinen lienee parempi. Sähkökoneessa akuston voi tulkita polttoaineeksi, ja pilotin hyötykuormaksi, varsinkin jos konetta voi lentää myös miehittämättömänä.
Rekan tapauksessa voit esimerkiksi laskeskella pääseekö öljyrekalla 'kuormasta' syöden tankkaamatta reitin Inari - Beringin salmi - Tulimaa - laivalla Etelä-Afrikkaan - Gibraltar - Inari.
Tuota noista luodeista... Mitä oikeasti tapahtuu ja mikä pamahtaa... Sanomattakin selvää että seuraavaa tieteellistä koetta ei välttämättä kannata tehdä kotona.
Kuvitellaan että ampuja on esim. 150m päässä, pohjoisessa, kuulijaan nähden.
Jos täsmälleen sinua kohti (oikealle ballistiselle radalle) ammutaan yliääninen luoti (luodilla on sinun nimesi - tarvitset välittömästi ballistista suojaa esim. potero) et kuule ollenkaan pamausta...
Jos luoti ammutaan pohjoisesta kuulijaan nähden, mutta ammutaankin tietyssä kulmassa ohi sinusta, esim. kuvitellaan että ampuja ampuu "liian korkealle" elikkä hänen tähtäimet on säädetty väärin ja hän tekee tähtäysvirheen. Nyt on kuulijan mahdollista kuulla luodin aiheuttama pamaus, kun luoti lentää kuulijan pään yli, kun kuulija on poterossa. Kuultu ääni on enemmänkin kirpakka napsahdus. Myöhemmin kuuluu itse luodin laukaisun aiheuttama pamaus, ruutikaasujen pamaus, jonka ääniallot saapuvat jälkikäteen.
Jos samaa luoti koetta toistettaisiin asella ja luodilla, jolloin luoti on alisooninen. Niin silloin tapahtuu sellainen ero, ettei poterossa kuulija kuule mitään erityistä (ei kuulu samaa kirpakkaa napsahdusta).
Jos oletetaan että on pitkä matka ampujan ja kuulijan välillä, ja poterossa on kuulija. Tällöin on tietenkin mahdollista että ammuttaessa kuuluu pamaus, mutta luoti hidastuu alisooniseksi matkan varrella. Silloin kuulija ei kuule kirpakkaa napsahdusta. Kuulija kuulee ainoastaan myöhemmin pamauksen, joka syntyi kun luoti ammuttiin piipusta. Tai ehkä sittenkin kuulija kuulee jonkkinlaisen kirpakan napsahduksen, MUTTA vasta paljon myöhemmin verrattuna ensimmäiseen kokeeseen, KOSKA luoti muuttui alisooniseksi aiemmin kuin ensimmäisessä kokeessa. Joten kuulija havaitsee toisessa kokeessa, paljon myöhemmin, yliääni-napsahduksen?
ensimmäinen kuva Andrew Davidhazy/Rochester Institute of Technology/ NASA kuvassa näkyy luoti joka etenee 1.5 kertaista äänennopeutta. Luodit yleensä menee max 3.0 mach.
Toinen kuva ampujan perspektiivistä.
Eikä purjevene tarvi moottoria kuin satamasta lähtiessään..jotkut ei silloinkaan..mutta kyytissä olijat varusteineen ovat kuormaa.
Tämä mun laitehan löytyy täältä; http://mesoslaunch.blogspot.fi/
Tämä on se vanha 2013 versio, jonka spekseistä taistelin talvella Cosmoquest forumilla.
Uudessa on tuplasti alaa ja 100 m kärkiväli...isohan tuokin olisi.
Tämä on se vanha 2013 versio, jonka spekseistä taistelin talvella Cosmoquest forumilla.
Uudessa on tuplasti alaa ja 100 m kärkiväli...isohan tuokin olisi.
Viimeksi muokattu:
- Status