Flugzeug: Verwendung von Kolbenmotor, kleiner Bericht

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Christophe
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Flugzeug: Verwendung von Kolbenmotor, kleiner Bericht




von Christophe » 14/04/08, 13:20

Ich habe einen Bericht über ein kleines Studentenprojekt hochgeladen, über das ich in 2001 gearbeitet habe Flugkolbenmotoren (leicht aber nicht nur). Es ist ziemlich synthetisch und bringt kk1, der eine kleine Domäne kennt, nichts bei. Für andere wird es einige Grundlagen geben.

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Hier ist die Zusammenfassung

1. Evolution von Kolbenmotoren in der Luftfahrt
1.1. Geschichte der Motoren
1.1.1. Die ersten Motoren
1.1.2. Kolbenmotoren
1.1.3. Die Düsenflugzeuge
1.2. Der Einfluss des Flugzeugs auf das Automobil
2. Aktuelle Kolbenmotorentechnologie
2.1. Die Rolle eines Triebwerks, General
2.1.1. Motoren mit Direktantrieb
2.1.2. Motoren mit indirektem Antrieb
2.2. Hubkolbenmotoren: Konzept von Leistung und Effizienz
2.2.1. Motorwirkungsgrad
2.2.2. Helix-Wirkungsgrad
2.2.3. Gesamtleistung
2.3. Die verschiedenen Arten von Kolbenmotoren
2.3.1. Motoren online
2.3.2. Motoren im Stern
2.3.3. Motoren flach
2.3.4. V-Motoren
2.4. Vorstellungen über den Propeller
2.4.1. Geometrische Eigenschaften eines Propellers
2.4.2. Grenzen eines Propellers
2.4.3. Verstellpropeller
2.5. Leistungsänderung an einem Flugzeugkolbenmotor
2.6. Funktionsweise der Propeller-Zeitschaltung
2.7. Besonderheiten eines Flugmotors gegenüber dem Automobil
2.7.1. Die Besonderheit der Komponenten
2.7.2. Aufkohlungsstudie
2.7.3. Überessen in der Luftfahrt
2.7.4. Abkühlen
3. Ersatzteile für Kolbenmotoren in der Luftfahrt
3.1. Andere Antriebssysteme
3.1.1. Turboprops
3.1.2. Turbojets
3.1.3. Strackers
3.1.4. Raketentriebwerke
3.2. Der Austausch von Kolbenmotoren am Beispiel von Canadair
3.3. Dieselmotoren: Beispiel des Morane-Renault-Motors


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Christophe
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von Christophe » 14/04/08, 13:27

Nach der Veröffentlichung dieses Berichts erhielt ich eine E-Mail von Herrn Paul Lucas, Mitersteller der Dieseliser machte viele weise Bemerkungen. Ich fragte ihn, ob ich sie hier oder besser platzieren könnte, als er selbst auf der schreibt forums.
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Christophe
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von Christophe » 14/04/08, 14:13

Hier sind die Bemerkungen, die ich so schnell wie möglich mache, in den Bericht zu integrieren

Paul Lucas schrieb:1.1.2

>> Ein anderer Motortyp, leichter und muskulöser, wurde benötigt

nein, es wurde eine besser designte Zelle benötigt: ansonsten stabil und leicht zu fliegen, was zumindest steuerbar ist, was bei Ader nicht der Fall war.

Auf der anderen Seite war sein Motor definitiv leistungsstärker und leichter als der des Wright (12 cv).

Der entscheidende Beitrag der Wright ist nicht ihr Motor, sondern ihre experimentelle Methode: Tests, methodischer Fortschritt, Ausbildung der Piloten und das kontrollierte Üben der Dreiachsendrehung (Warping).



>> ein stark modifizierter Automotor

ein Motortyp Motor (4 cyl online)



>> Stellen Sie den gerade benötigten Aufzug bereit

nicht der aufzug, die geschwindigkeit



>> Geist von St. Louis mit einem Wirbelwind ausgestattet

eines Wright "Whirlwind".

Das Unternehmen ist nach den Brüdern Wright benannt, sie sind jedoch nicht Teil des Unternehmens.



113


>> Kolbenmotoren 1/2 kg Schub pro kg Motor

Statischer Schub?

Der Schub beträgt ungefähr 1.5 bis 2 kg pro Pferd

Die Masse der Kolbenmotoren zur Zeit der ersten Reaktoren (1944) betrug etwa 0.5 bis 0.6 kg / PS

das macht 3 bis 4 kg Schub pro kg Motor



>> Bei starker Beschleunigung ...

Bei der maximalen kontinuierlichen Geschwindigkeit tritt in Stufen (Drehzahl + Vorschubgeschwindigkeit) das Problem der Drehzahl am Ende des Messers auf.



222 Propeller Effizienz

Die folgende Formel ist die, die wir in allen Büchern gelesen haben, aber sie ist offen für Diskussionen, da sie nicht die physische Realität darstellt.

Wenn wir Vp = 0 (Ebene am Haltepunkt) setzen, haben wir eine Null-Ausbeute, also theoretisch eine Null-Traktion, was nicht der Fall ist.

Der Propeller beschleunigt kein Flugzeug, er beschleunigt eine Luftmasse.

Wir sollten daher nicht die Fluggeschwindigkeit berücksichtigen, sondern die Geschwindigkeit der Luftmasse, die durch den Propeller strömt, die niemals Null ist, selbst wenn das Flugzeug stillsteht.

Die Geschwindigkeit stromabwärts des Propellers ist> Flugzeuggeschwindigkeit.



>> konstanter Wirkungsgrad nahe 0.85

es hängt vom Flugregime ab (Steigflug oder Kreuzfahrt).

Die Ausbeute variiert je nach Schema, für das der Propeller optimiert ist, beispielsweise von 0.70 zu 0.85



23

>> 4 große Familien

2-Familien: in Stern,

online, single oder double (in V oder flat)





132 Curtiss



>> der stärkste Sternmotor

Einzelstern: 2100 ch, ok

Zwei-Sterne-Motoren erreichten 3500 cv



241 ist blass und nicht blass



>> die Wendung entspricht ...

Das Verdrehen ist eine Variation des Keils, um eine optimale Auftriebsverteilung entlang des Messers zu erzielen.



>> Referenzabschnitt

70 oder 75%, nicht 50%



27

>> Die Geschwindigkeit liegt bei 3000 Umdrehungen

eher 2500 - 2700



>> ... je stabiler das durchschnittliche Drehmoment

ist regelmäßig.



311

Angesichts der Entwicklung des Ölpreises (und der Umweltverschmutzung) fehlen wichtige Informationen zu den TP (Turboprop-Motoren): die Variation ihres spezifischen Verbrauchs in Abhängigkeit vom prozentualen Anteil der Leistung. Ich konnte eine Kurve für den Cessna 208 Caravan (Flugtest) zeichnen. Das Dokument von ATR hat das Tempo dieser Kurve validiert. Der sfc einer Turbine im Leerlauf ist sehr hoch, siehe beigefügte Kurve (doc source ATR). Hoher Verbrauch auf dem Parkplatz (ATR im Hotelmodus: der richtige Motor ersetzt die APU), Rollen, Abstieg. Diese Informationen erscheinen natürlich nicht auf einer TP-Website. Die sehr schlechte Leistung von Niederlastreaktoren und TPs (und die damit verbundenen Emissionen, unvollständige Verbrennung) ist für die sehr hohe Verschmutzung an Flughäfen verantwortlich. Am schlimmsten ist der Concorde: 800 kg bis 1 Tonnen Kraftstoff für das Taxi.



32

>> TP werden immer noch in alternden Flugzeugen verwendet (?)

ATR 72-500, Bombardier Q-400: verbrauchen weniger als Jet und verkaufen sich sehr gut!



>> Der Propeller ermöglicht es, M 0.6 bis M 0.8 zu erreichen

M 0.5, OK, M 0.6 groß max. Darüber hinaus ist der spezielle transsonische Propeller



32 Morane Renault

Name später geändert in SR: Snecma-Renault



>> Verhältnis 10 zwischen Auto und Flugzeug

Ich finde einen Bericht über 3 zu 5

Auto 40 bei 80 kW / Tonne

100-Ebene bis 200 kW / Tonne



>> robustes Design

Der Motor kann robust sein, aber das Design?

Die Zuverlässigkeit beruht auf dem Wegfall der Zündung, der Ansaugung durch die Einspritzpumpe anstelle des Vergasers, der Kraftstoffschmierung der Pumpe und vor allem auf der gesammelten Erfahrung von Millionen (oder Milliarden) Industrie- und anderen Motoren. Aus diesem Grund muss ein Flugzeugdieselmotor so nah wie möglich an der Massenproduktion sein und kein "idealer" Motor, dessen Entwicklung unweigerlich langwierig und teuer sein wird. Die Entwicklung eines "neuen" Motors kostet dreimal mehr als die Änderung eines vorhandenen Motors. Größenordnung 3 ME statt 100 - 30 (Info Engine Engineer von Renault). Im Anhang finden Sie einen Auszug aus dem Snecma-Dokument über die technischen Auswahlmöglichkeiten des SR-Motors.





>> Spezifikationen für Dieselmotoren

Es fehlt ein entscheidendes Kriterium (von Thielert mit Mercedes-Basen eingehalten):

- Der Motor muss von einem Automobilmotor abgeleitet sein, um die Entwicklungskosten auf ein erträgliches Maß zu senken und das Know-how der Automobilindustrie zu integrieren (Zuverlässigkeit). Der Block sollte so wenig wie möglich geändert werden. Dies impliziert einen Hubraum <0.7 Liter und Wasserkühlung. Fast alle Automobilhersteller haben die Luftkühlung aufgegeben. In der Luftfahrt führt die Luftkühlung zu einer Einschränkung der Flughülle: Motor auf dem Weg nach oben immer zu heiß (wir bereichern, um uns abzukühlen, oben!) Und auf dem Weg nach unten zu kalt, Thermoschock. Schnelle Flugzeuge mit Lycoming-Triebwerken können nicht steil steigen oder sinken.



Zusammenfassung

Was blieb 50 Jahre Kolbenmotor der Entwicklung ist die Geschwindigkeitsbegrenzung (Antrieb Propeller), die High-Speed-Anwendung (lange Transatlantik Mail) gegenüber, die Ankunft von zuverlässigen Reaktoren und die minimal Kosten Kraftstoff. Der Verbrauch der ersten Reaktoren war sehr hoch. Die letzte DC-7 und Lockheed Constellation hatte 30 und 35 000 Liter Kraftstoff, die B 707 der Lage, den Atlantik zu 80 90 000 Liter zu überqueren.



Fortschritt der Reaktoren

Hier sind einige Dokumente:



Verbesserte Leistung von 1960 - 2000-Flugzeugen. Siehe Dokument Dgac - Snecma.

Motorenhersteller (Reaktoren) präsentieren ihren technischen Fortschritt mit Vorteil, indem sie Kolbenmotoren "vergessen".

Die letzten "zusammengesetzten" Motoren, die Energie aus den Abgasen zurückgewonnen hatten, hatten einen SFC von 0.175 kg / PS / h



Gleiches gilt für die Nummern von 1930.

Die Zahlen vor 1960 zeigen, dass die Fortschritte hauptsächlich in Bezug auf Geschwindigkeit, aber nicht in Bezug auf Verbrauch / Kilometer erzielt wurden.

Mittelstreckenflugzeuge (A320) verbrauchen mehr als lange Strecken, nicht weil sie weniger effizient sind, sondern weil sie mehr Zeit bei geringer Motorlast verbringen.



Perspectives

Heute können wir dieselbetriebene (Propeller-) Flugzeuge herstellen, die halb so viel wie Turboprop-Flugzeuge und dreimal weniger als Düsenflugzeuge verbrauchen.

Man kann auch durch die 10-Luftverschmutzung (LTO-Zyklus) dividieren:

. Ein A380 verbraucht im LTO-Zyklus 3980 kg Kraftstoff, dh 7 kg für 550-Passagiere

. Ein dieselbetriebenes Flugzeug würde für denselben Zyklus 700 g pro Passagier verbrauchen.

Bien cordialement,

Paul Lucas
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Chatham
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von Chatham » 14/04/08, 15:14

Ich stimme im Allgemeinen den Ausführungen von Paul Lucas zu, außer:
Der stärkste Kolbenmotor, der im Dienst entwickelt 3750cv (Wright R3350 18cyl Turbo-Compound in der aktuellen Version), aber 3500cv (Benzin-Direkteinspritzung) auf Superconstellation.
Die Leistung des Propellers 70 85% der kleinen Flugzeuge erreichte 98% im besten Fall auf die Höhe und Geschwindigkeit eine bessere Leistung: gegenläufigen Propellern trans-Schall-Typ Sowjets Siehe Bomber TU 95 die 925km fliegt / h (235kw / Tonne) 15000km Autonomie ... ist deutlich besser als B52 Reaktion ..., die nur ein bisschen schneller (1000km / h)

In den 50-Jahren haben wir auch aus anderen Gründen auf Reaktoren umgestellt:
-4 Wartungskosten x weniger
-gewicht halb weniger hoch bei gleichem schub
-Weniger Lärm und keine Vibration
Für die Geschwindigkeit hätten wir kommerzielle Propellerflugzeuge bauen können, die mit 800km / h fliegen, ohne allzu viel Mühe (siehe TU 114 50-60 = 770km / h cruisen ...)

In 1935 gab es die Clerget Sterne-Dieselmotor, dessen conso war 175g / hp / h, wie Morane Renault 60 Jahre später, aber mit einem viel besseren Leistungsgewicht, die das wirklich nichts hat ADM Revolutionär ... und dessen Entwicklung wurde viele Vorfälle emailliert : Mrgreen:
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Christophe
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von Christophe » 14/04/08, 15:43

Eine gute Kurve ist besser als alle Reden, wenn man sagt:

Bild
Zuletzt bearbeitet von Christophe die 15 / 09 / 08, 22: 58, 2 einmal bearbeitet.
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von Plxdesi » 15/04/08, 19:26

> Der Wirkungsgrad des Propellers 70 bis 85% in kleinen Flugzeugen erreichte 98% (sowjetische gegenläufige Propeller)
Nein, ganz sicher nicht: Die maximale Vortriebseffizienz liegt bei etwa 0.90 für eine Gegenbewegung und unter Mach 0.7. Die Gesamtgeschwindigkeit (Flugzeuggeschwindigkeit plus Rotationsgeschwindigkeit) macht diesen Mach zu einer absoluten Barriere, ab der der Wirkungsgrad nur noch sinken kann, weil die Geschwindigkeit am Ende des Messers M 0.80 bei weitem überschreitet. Verkehrsflugzeuge (geschwungene Flügel, überkritische Profile) überschreiten M 0.85 aus dem gleichen Grund nicht.

> der TU 95-Bomber, der mit 925 km / h (235 kW / Tonne) und 15000 km Reichweite fliegt ... deutlich besser als ein Jet B52 ... der nur ein wenig schneller ist (1000 km / h)

Sie 95, Reisegeschwindigkeit 720 bis 750 km / h. Geschwindigkeitsrekord in 1989 aufgezeichnet: 834 km / h. Der Tu 95 konnte diese Geschwindigkeit erreichen, weil er sehr stark motorisiert war. Spezielle transsonische Propeller (dies war bei Tu 95 nicht der Fall) können bis zu M 0.80 reichen, gehen jedoch zu Lasten eines Ausbeuteverlusts, der bei Mach 0.82 auf etwa 0.80 sinkt.
Quellen "Peyrat-Armandy, Transportflugzeuge", Tu-95 Bear Warbird Tech Series
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Chatham
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von Chatham » 15/04/08, 21:59

Christophe schrieb:Eine gute Kurve ist besser als alle Reden, wenn man sagt:

https://www.econologie.com/photo/puissan ... iation.gif


Ich kenne diese Kurve, das Problem ist, dass sie schief ist, weil es in den 50-Jahren keine Charter gab, das Flugzeug ein Luxus-Transportmittel war und die Punkte, für die man sich auszeichnet Die neuesten Düsenflugzeuge sind die High-Density-Versionen (A380 800 setzt zum Beispiel ... (Hallo Komfort ...)
So das modernste Flugzeug A340 sind B777 oder A380 in normalen Version tatsächlich Verbrauch kaum entspricht dem BR763, der sich als der Loockeed 1049 Superconstellation (Quelle Air France) tatsächlich etwas niedriger war, die in der Tat war schneller ...

Wenn es um Plxdesi geht, neigt es dazu, die Geschichte der Luftfahrt über den Glauben aus einer Hand neu zu schreiben ... Ich ziehe es vor, ernsteren und mehreren Quellen zu glauben, besonders wenn sich die Informationen überschneiden ...
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Christophe
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von Christophe » 15/04/08, 22:04

Ah ja guter Kommentar Chatam ...

Außerdem fehlt der A380, er muss "Süd-Südost" der B 777 sein, nehme ich an ...

Nun, worauf warten sie noch, um Diesel und dann die Erbauer wieder aufzubauen?
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Andre
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von Andre » 16/04/08, 07:04

Hallo

Für die kleine Luftfahrt sind nur wenige kleine Triebwerke entwickelt und gut gemanagt worden (im Bereich von 60hp bis 180Hp). Ich würde nicht von Zuverlässigkeit sprechen, sondern von der Anpassung Flugzeug / Triebwerk / Propeller.
Zu den erfolgreichsten gehört der Continental 90hp der aufstrebende 180hp
Das schlecht angepasste und am weitesten verbreitete kontinentale 100hp, das 85hp, das Franklin 125hp
Die schlechteste Propellerkupplung befindet sich auf der Cessna 150 und ist das meistverkaufte Flugzeug ...
Ein Flugzeugmotor muss ein hohes Drehmoment haben, er muss ein anderes Design haben als ein Automobil.
Er muß wiederum 2800rpm maximal sein maximales Drehmoment zu 2300rpm erreichen, müssen 75% Leistung 2400 rpm Ende 80% Leistung kontinuierlich zu der Lage sein muss, und wenn auf einem Propeller montiert ist nicht in der Lage fixiert 100% der holen seine Nennleistung.
Einfach, leicht, robust, zuverlässig sein,
Dies ist für (große) Hubraummotoren mit einer Nockenwelle geeignet, die eine Reinheit für Drehmoment und niedrige Drehzahl aufweist (das Gegenteil eines scharfen Kraftfahrzeugmotors).

Merkwürdigerweise stellen wir fest, dass es Eigenschaften des Dieselmotors sind
Der inconvénéant in Diesel-Pkw ist schwer, die vibreu braucht ein Rad aus genug verlangsamt, wird er seine maximale Leistung erhalten Regime von 4000 Umdrehungen pro Minute hat, zwingt die Hersteller ein Reduktions zu fragen, was das ist unpraktisch, um die Auswahl in den Propellern zu begrenzen.
Metallpropeller mit Untersetzungsgetriebe sind ein Problem für die Zahnräder
Bei 500hours müssen die Riemenreduzierer ausgetauscht werden
Ein Untersetzungsgetriebe stellt auch mechanische Verluste dar, die Gewichtszunahme am Motor geht im Untersetzungsgetriebe verloren.
Ein weiteres Problem bei Kraftfahrzeugmotoren ist die gesamte elektronische Leistung, die aus Gründen der Zuverlässigkeit nicht verdoppelt werden kann und die bei Motoren mit konstanter Drehzahl weniger nützlich ist.

In der Luftfahrt Zuverlässigkeit geht Leistung und Wirtschaftlichkeit vor.

Wenn die Autohersteller einen Dieselmotor mit mechanischer Indirekteinspritzung gezogen hätten, der bei 3000 U / min einen ausreichend großen Hubraum mit seiner vollen Leistung hat
Sein maximales Drehmoment bei 2000 U / min ist ein interessantes Gewicht, es wäre der ideale Kandidat für ein Flugzeug.

Im Gegensatz zu dem, was viele Leute denken, über Propeller, Propeller hat keine Variable eine perfekte Dreh nur eine bestimmte Position hat, wenn die Klinge an der Nabe theoretischen Verdrehung dreht sich mit Nabe schneller ändert Schaufelspitze
Auf der großen Stufe wird es ungünstig.
Ein Verstellpropeller ist nur nützlich für einen schnellen Flug, fragen Sie einen Propeller keine Variable auf Piper J3 oder Ultraleichtflugzeug, die eine Geschwindigkeit von 120 kmh hat in montiert und 160kmh Geschwindigkeit in Fahrt ist lächerlich, ein Propeller hat nicht gut Proportionen behoben ist auch leistungsstark.
Ein guter Propeller hat eine leichte Kreuzfahrt um 10%
Es muss ausreichend groß sein Durchmesser um 750kmh eine Geschwindigkeitsschaufelspitze haben (mit der Cessna 180 1050 schneller dreht erreicht Spitze Start kmh Klinge) in Kreuzfahrt um 800kmh.
Die Tendenz ist, Propeller mit kleinem Durchmesser einzusetzen, um das fehlende Drehmoment der Motoren zu kompensieren, es macht einen großen Schlupf beim Start und beim Anbau. (Fall der Cessna 150)
Je nach Land gibt es mehrere Denkschulen
In Russland sind es große Propeller, blasse Flügel, quadratisches Ende
In Amerika ist es ein großer 1,80m bis 2,15m Minimalpropeller mit mittleren, quadratischen oder abgerundeten Blättern. Duraluminium und Komposit
In Frankreich handelt es sich um kleine Propeller mit schmalen Enden, die in der Regel aus Holz oder Verbundwerkstoff spitz oder leicht abgerundet sind.

Die besten Propeller wurden von Lucien Chauvier zu Beginn der Luftfahrt gezeichnet, fast alle Hubschrauber, die man nach Modell seiner Zeichnungen nahm.
Manchmal frage ich mich, warum dieses Wissen verloren geht.

André
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Plxdesi
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von Plxdesi » 16/04/08, 10:56

> Die Punkte, die für neuere Jets notiert werden, sind die Versionen mit hoher Dichte (A380 mit 800 Sitzplätzen zum Beispiel ...
Diese Abbildung stammt aus einem Dokument Dgac-Snecma 2005. Die A380 ist wohl nicht dabei.
> Wenn er in Plxdesi ist, neigt er dazu, die Luftfahrtgeschichte über den Glauben aus einer Hand neu zu schreiben ... Ich glaube lieber an ernstere Quellen.
1. Sie meinen, dass das Buch von Peyrat Armandy keine seriöse Quelle ist? Es wäre schön, Ihre Quellen zu zitieren.
2. Das Dokument auf dem Tu-95 listet 14-Weltrekorde in Bezug auf Geschwindigkeit und Höhe bei verschiedenen Lasten auf. Wenn dieses Flugzeug 900 km / h oder mehr erreichen könnte, fragt man sich, warum dieser Rekord nicht aufgestellt wurde.
> Der Wirkungsgrad des Propellers von 70 bis 85% in kleinen Flugzeugen hat im besten Fall 98% erreicht ... gegenläufige Propeller.
Der Wirkungsgrad von 0.98, den Sie für einen gegenläufigen Propeller angeben, ist der theoretische Wert des Vortriebswirkungsgrads (in perfekter Flüssigkeit ohne Rotationsverluste), der offensichtlich besser ist als der effektive Propellerwirkungsgrad, den Sie für " kleine Flugzeuge ". Die Wechselwirkung ergibt für den Tu-95 einen Treibstoffwirkungsgrad von 0.988 für einen effektiven Propellerwirkungsgrad von 0.90. Ein "kleines Flugzeug" kann eine effektive Ausbeute von 0.86 - 0.87 erreichen.
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