Ylläpito poistakoon, jos katsoo aiheelliseksi, mutta luulen, että täällä on paras tietämys.
Onko lentokoneillakin samalla tavalla runkonopeus kuin veneillä. Nimittän pienet businessjetit näyttävät kulkevan hiljempaa kuin suuret matkustajakoneet, vaikka niissä olisi painoon nähden paljon tehoa.
Saa toki keskustella muutenkin runkonpeudesta.
Onko lentokoneillakin samalla tavalla runkonopeus kuin veneillä. Nimittän pienet businessjetit näyttävät kulkevan hiljempaa kuin suuret matkustajakoneet, vaikka niissä olisi painoon nähden paljon tehoa.
Saa toki keskustella muutenkin runkonpeudesta.
Vastaukset 8
Vanhimmat
Ei onnistu vesillä...
Kyllä. Kun vene kulkee nopeammin, kuin sen liikkeestä syntynyt aalto etenee, nousee vene plaaniin. Vastaavasti, kun lentokone etenee nopeammin, kuin sen liikkeestä syntynyt ääniaalto etenee, rikkoo lentokone äänivallin.
Ei vene voi mennä nopeampaa kuin sen itse synnyttämä aalto. Se voi toki nuosta oman aaltonsa yli, mutta siellä se seuraa perässä edelleen eikä jää jälkeen.
Vene ylittää runkonopeutensa, kun sen oman aallon aallonpituus on suurempi kuin veneen vesilinja. Tällöin siis keulan tekemän aallon ensimmäinen harja on keulassa ja perä alkaa tippua toiselta harjalta. Vene alkaa siis kulkea omaa aaltoaan "ylämäkeen" ja vastus lisääntyy hyvin voimakkaasti, jos runkomuoto on optimoitu hitaisiin vauhteihin.
Veneillä runkonopeus riippuu vesilinjan neliöjuuresta. Lentokoneilla taas äänivalli ei riipu koneen mitoista, vaan ainoastaan äänennopeudesta, joka taas riippuu ilmanpaineesta ja lämpötilasta eli lähinnä lentokorkeudesta.
Aliäänilentokoneiden välillä on toki eroja. Esimerkiksi potkurikoneet jäävät kauemmaksi äänennopeudesta, koska potkurin lavoissa mennään aiemmin äänennopeuden yli. Samoin äänivalli rikkoutuu siiven yläpuolella jo huomattavasti ennen kuin lentokoneen nopeus ylittää äänivallin. Näistä syistä aliäänikoneet lentävät aina selvästi alle äänennopeuden. Vastaavasti yliäänikoneissa ei ole potkureita ja siipien muotoilu on täysin erilainen.
Sama pätee kavitointiin potkureiden ja kantosiipien osalta.
Ei ole. Runkonopeus liittyy liikkumiseen kahden olomuodon (neste, kaasu) rajapinnassa. Äänennopeus tai äänivallin rikkominen ei riipu lentokoneen pituudesta.
pienempi kone rikkoo aikaisemmin kun se on lyhyempi
Yksi käytetty kaava laskea uppoumaveneen runkonopeus solmuissa: kn = 2,43 * neliöjuuri(vesilinjan_pituus_metria). Lentokoneista en tiedä senkään vertaa, eikä tämäkään ollut vastaus alkuperäiseen kysymykseen ;)
Aliäänisuihkukoneella lentäminen on hauskaa mutta pysytään veden pinnalla. Joakimin selitys hydromystiikasta kaipaa lisää pohdiskelua.
"Vene ylittää runkonopeutensa, kun sen oman aallon aallonpituus on suurempi kuin veneen vesilinja. Tällöin siis keulan tekemän aallon ensimmäinen harja on keulassa ja perä alkaa tippua toiselta harjalta. Vene alkaa siis kulkea omaa aaltoaan "ylämäkeen" ja vastus lisääntyy hyvin voimakkaasti, jos runkomuoto on optimoitu hitaisiin vauhteihin.
Veneillä runkonopeus riippuu vesilinjan neliöjuuresta."
Kuvaus sopii minusta runkonopeustilanteeseen. Kulkeeko oman aaltonsa ylämäkeen vai todellisuudessa kuitenkin meren aallon alamäkeen. Keula taitaa osoittaa muutama aste horisontin alapuolelle eikä yläpuolelle. Väliaineen vastus kasvaa neliössä mutta runkonopeuden saavuttamistilanteessa vastus ilmeisesti on vieläkin suurempi- kuutio?. Sitten veneen lähtiessä surffiin tai plaaniin ilmeisesti vastus pienenee radikaalisti.. Pitkää aaltoa surfatessa suihku lentää hieman maston etupuolelta. Keula ei ole keula-aallossa eikä peräaalto perässä vaan kaukana takana. Esimerkiksi 8m:n tyvenen kelin vesilinjasta on vedessä 6m ja mittarissa 15 solmua. Oletan vastuksen olevan sillä hetkellä hyvin paljon pienempi kuin runkonopeuden murtamistilanteessa. Sitten aallon saavuttaessa tulee "ylämäkiosuus", mihin vene pyrkii pysähtymään. Vastus kasvaa keulan hautautuessa aaaltoon, aallon vastakkaisen vesiliikkeen (vesimolekyylien ovaali liikerata), nopeuden pudotessa runkonopeuden seutuville rungon vastus kasvaa.. Peräsin menettää tehoaan nopeushäviön vuoksi ja takaa tulevan aallon suurempi nopeus pyrkii kampeamaan poikittain.
Maalikkofyysikkona kuvittelen uppoamarunkoisen purjeveneen hydromystiikan toimivan näin. Plaanissa pysyvät veneet ovat sitten asia erikseen.
Nykyiset purjeveneet ovat runkomuodoltaan lähinnä puoliliukuvia eikä uppoumarunkoisia. Niiden vastus ei kasva yhtä voimakkaasti runkonopeuden jälkeen, mutta ne eivät kuitenkaan ole kunnolla liukuviakaan eli suuremmissa nopeuksissa vastus on paljon suurempi kuin oikeasti liukuvaksi suunnitelluilla veneillä.
Vastuskäyrät ovat hyvin venekohtaisia. Kitkavastus kasvaa suunnilleen nopeuden toisessa potenssissa, samoin evien jne. reilusti veden alla olevien osien. Aallonmuodostusvastus taas on paljon monimutkaisempi. Sen kasvu ei ole monotonista eikä noudata mitään potenssia. Siinä on kuoppia, joita yleensä laivat hyödyntävät suunnittelunopeudellaan (laivojen vauhdit ovat tyypillisesti 30-70% runkonopeudesta). Kuopat eivät yleensä tarkoita, että kokonaisvastus olisi alempi kuin jollain alemmalla nopeudella eli taloudellisinta on aina ajaa hitaampaa.
Keskimäärin aallonmuodostusvastu kasvaa suuremmassa potenssi kuin 2 hyvin pienestä vauhdista reiluun runkonopeuteen, jonka jälkeen se voi runkomuodosta riippuen joko jatkaa kasvuaan, pysyä suunnilleen vakiona tai vähentyä hyvinkin merkittävästi (kunnolla liukuvat veneet).
Vain kunnolla liukuvilla veneillä (prismaattinen runko tai tasapohja) kokonaisvastus on liukunopeudella alempi kuin jollain hitaammalla vauhdilla. Tietysti myötäaallossa vastus voi hetkellisesti olla hyvin alhainen. Tämä johtuu ehkä enemmänkin erittäin suuresta vastuksesta ennen liukuunlähtöä kuin hyvin alhaisesta sen jälkeen. Siksi kunnolla liukuvia runkomuotoja ei käytetä purjeveneissä purjelautoja ja vastaavia lukuunottamatta.