Lentokoneessa potkurimoottori on hyötysuhteeltaan parempi pienillä nopeuksilla. Mutta aika suurillakin nopeuksilla vielä päihittää suihkumoottorin.
Eli eikös kysymys ole tästä fysiikan laista: nopeus x voima.
Suihkumoottorin tehohan lasketaan käsittämättömällä kaavalla ja tehoa aivan mielettömästi.
Asiaa täällä joskus käsiteltykin, mutta teen yhden esimerkin vielä.
Eli jos otetaan kuvitteellinen (kun oikean mittasuhteita en tiedä) lentokone tai avaruussukkula ja laitettaan se kymmenien kilometrien korkeuteen ilmakehään, jolloin vielä on vastusta.
Oletetaan että ilmanvastus on 10 000 N ja nopeus 10 000m/s
Tämä kone on niin hyvää materiaalia, ettei se sula ilmakehässä.
Jos kone painaa 1020 kg x 9,81m/s2 = ~ 10 000 N. Sekä työntävä voima on 10 000 N, on kiihtyvyys samaa kuin vapaapudotuksessa, mutta ilmanvastus alkaa jarruttaa kunnes ilmanvastus on tuo 10 000 N.
Eli jos tuo ilmanvastus tulee nopeudella 10 000 m/sek, eikö nopeus vakiinnu tähän, koska työntävä voima sekä vastustava voima ovat yhtä suuria?
Tehoksi tulee minun käsitykseni mukaan 10 000 N x 10 000 m/sek = 100 000 000 W eli 100 000 Kw.
Eli tässä tapauksessa tehoa on mahtavasti ja taitaa hyötysuhde olla jo moninkertainen potkurikoneeseen nähden?
Onko maallikkoajatuksessani joku virhe, vai meneekö laskelma oikein tuon tehon kannalta?
Eli eikös kysymys ole tästä fysiikan laista: nopeus x voima.
Suihkumoottorin tehohan lasketaan käsittämättömällä kaavalla ja tehoa aivan mielettömästi.
Asiaa täällä joskus käsiteltykin, mutta teen yhden esimerkin vielä.
Eli jos otetaan kuvitteellinen (kun oikean mittasuhteita en tiedä) lentokone tai avaruussukkula ja laitettaan se kymmenien kilometrien korkeuteen ilmakehään, jolloin vielä on vastusta.
Oletetaan että ilmanvastus on 10 000 N ja nopeus 10 000m/s
Tämä kone on niin hyvää materiaalia, ettei se sula ilmakehässä.
Jos kone painaa 1020 kg x 9,81m/s2 = ~ 10 000 N. Sekä työntävä voima on 10 000 N, on kiihtyvyys samaa kuin vapaapudotuksessa, mutta ilmanvastus alkaa jarruttaa kunnes ilmanvastus on tuo 10 000 N.
Eli jos tuo ilmanvastus tulee nopeudella 10 000 m/sek, eikö nopeus vakiinnu tähän, koska työntävä voima sekä vastustava voima ovat yhtä suuria?
Tehoksi tulee minun käsitykseni mukaan 10 000 N x 10 000 m/sek = 100 000 000 W eli 100 000 Kw.
Eli tässä tapauksessa tehoa on mahtavasti ja taitaa hyötysuhde olla jo moninkertainen potkurikoneeseen nähden?
Onko maallikkoajatuksessani joku virhe, vai meneekö laskelma oikein tuon tehon kannalta?
Vastaukset 5
Vanhimmat
Tehoa on mahtavasti, mutta eihän tuosta esimerkistä pääse kiinni hyötysuhteeseen. Jos hyöytysuhde olisi 100 %, vempain polttaisi kerosiinia tms noin 9000 kg tunnissa eli 9 x oman painonsa. Jos hyötysuhde olisi 30 %, polttoainetta palaisi tunnissa 30 x vempaimen paino, eli aika lyhyen aikaa se kykenisi kulkemaan. 100 000 kW on muuten kohtalaisen hurja teho liikuttamaan 1000 kg painoista laitetta, eikö meikäläiset ydinvoimalatkin ole jotain 500 000 kW teholtaan.
Kysymyshän olikin täysin hypoteettinen vailla todellisuuspohjaa.
Mutta eikös hävittäjätkin, kun ajavat äänennopeutta tai yli, kehitä paljon tehoa juuri tuon kaavan (voima X nopeus) takia.
Eli kun tuo työntävä voima on sama nopeudesta riippamatta, kasvaa mielestäni suihkumooottorin hyötysuhde mitä kovempaa mennään.
Jos taas vaikka Caterpillari puskisi maata suihkumoottorin työntämänä nopeudella 1 m/sek, olisi teho kulutukseen nähden todella pieni ja hyötysuhde äärimmäisen huono.
10 000 kertaa huonompi kuin lennettäessä 10 km/sek.
Vanhat Olkiluodon yksiköt ovat 800 MW kumpikin ja rakenteilla olevan pitäisi kehittää n. 1600 MW. Eli jos lasket n. 1000 MW per ydinvoimala, niin olet aika lähellä jotain keskimääräistä yksikköä.
> eikö nopeus vakiinnu tähän, koska työntävä
> voima sekä vastustava voima ovat yhtä suuria?
Kun netto työntö- ja vastusvoima ovat yhtä suuret, niin kiihtyvyyttä ei voi enään olla ja laite jatkaa saavuttamallaan nopeudella.
Koska ilmanvastus kasvaa nopeuden lisääntyessä, niin tietyllä työntövoimalla saavutetaan jossain vaiheessa tilanne, jonka jälkeen nopeus ei enään voi kasvaa, koska lisääntyvä vastus estää sen.
> Suihkumoottorin tehohan lasketaan
> käsittämättömällä kaavalla ja tehoa aivan
> mielettömästi.
Ei siinä mitään käsittämätöntä voi olla. Ihan normaalia fysiikkaa. Suihku- ja rakettimoottori ovat aika lähellä toisiaan. Suihkumoottoreiden yhteydessä puhutaan yleensä työntövoimasta, jonka voi varsin helposti muuntaa tehoksi.
Yksi turbiinin vaihe voi tuottaa jopa 70 000 hv (kohta 05:20 seur. video):
http://www.youtube.com/watch?v=p1TqwAKwMuM
En tuosta videosta sitä tehon kaavaa havainnut.
Mutta siis eikö se teho ole tuo työntövoima x nopeus?
Siis 10 000 N x 10 000 m/sek on tuo 100 000 000 w?
Jos nopeus puolta pienempi niin teho puolta pienempi.
Mutta miten tehos tarkasti lasketaan?
Nopeus on helppo laskea, mutta miten ilmanvastus?
Vai lasketaanko moottorin tuottama työntövoima teoriassa vai penkissä?
Joskus oli joku kiihdytysauto jossa oli suikumoottori.
Sen laskennallinen teho oli kait jotain 17 000 hv, mutta ei niin kova suorituskyky kylläkään, siis nopeempi ois ollut jos nuo hepat ois olleet vetävissä pyörissä.