Otázka:
Proč by B-29 spotřebovával více paliva při 17 kft než při 9 kft?
Sean
2020-03-19 06:13:07 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Podle Wikipedie je jedním z faktorů, který téměř způsobil, že na konci jeho 9 B-29 44-27297 ( Bockscar ) dojelo palivo a havarovalo Útočná mise ze srpna 1945 byla výběrem příliš vysoké nadmořské výšky na cestě 1 (můj důraz):

Bockscar vzlétl Tinianovo severní pole v 03:49. Profil mise nasměroval B-29 k individuálnímu letu na místo setkání, které se změnilo kvůli špatnému počasí z Iwodžimy na ostrov Jakušima a v 17 000 stopách (5 200 m) cestovní výšce namísto obvyklých 9 000 stop (2700 m) ), což zvyšuje spotřebu paliva.

To nemá smysl; obecně se palivové spalování letadla snižuje se zvyšující se nadmořskou výškou (kvůli řídšímu vzduchu ve vysokých nadmořských výškách, což způsobuje, že daná indikovaná rychlost letu odpovídá mnohem vyšší skutečné rychlosti letu, což způsobí, že letadlo překoná větší vzdálenost v stejné množství času pro stejné množství spáleného paliva [což má za následek menší spálení paliva na vzdálenost a jako bonus navíc rychlejší let]) až do nadmořské výšky, kde uvedená rychlost letu začíná být omezena buď pokles výkonu motoru (protože motory nemohou dostat tolik vzduchu do tenčího vzduchu ve vysokých nadmořských výškách, což snižuje jejich výkon), nebo mezní hodnoty letadla letadla (jak je uvedeno naznačeno rychlost letu odpovídá stále větší a větší skutečné rychlosti vzduchu s rostoucí výškou vzhledem k tomu, že pod tropopauzou odpovídá dané machové číslo nižší a nižší skutečné rychlosti letu se zvyšující se nadmořskou výškou v důsledku postupného snižování teploty vzduchu se zvyšující se nadmořskou výškou v troposféře), což nutí aircr na zádi létat pomaleji indikovanou rychlostí letu (což způsobí, že let trvá déle, což zvyšuje dobu, po kterou motory spalují palivo, a nutí letadlo létat pod vyšším úhlem náběhu).

U většiny letadel (i těch, které nejsou určeny pro let s vysokou rychlostí), se indikovaná rychlost letu (a tedy spalování paliva na vzdálenost) obvykle začíná omezovat na přibližně 25 až 30 kilofeetů (pod touto hranicí se blíží Mach limity by vyžadovaly rychlost letu, která je, s výjimkou specializovaných vysokorychlostních stíhacích a útočných letadel, značně vyšší než V NE , a způsobila by rozpad letadla z nekontrolovaného chvění), nebo dokonce vyšší pro letadla optimalizováno pro transsonický let, 2 , takže palivová účinnost letadla na dálku by se měla i nadále zlepšovat, přinejmenším do těchto nadmořských výšek, pokud motory mohou stále produkovat dostatek energie. 3 motor B-29, Wright R-3350, je pístový motor s přeplňováním, a tedy (jako výkon pístových motorů s přeplňovaným motorem, podobně jako u turbíny motory 4 zůstávají poměrně ploché až do velmi vysokých nadmořských výšek, na rozdíl od pístových motorů s přirozeným sáním, které s rostoucí nadmořskou výškou velmi rychle klesají, nebo u pístových motorů s mechanickým přeplňováním, které také klesají značně ve vysokých nadmořských výškách, i když zdaleka ne tolik jako pístové motory s přirozeným sáním), neočekává se, že vzdušná rychlost B-29 bude omezena dostupným výkonem motoru pod výškami, ve kterých by se omezila na mach.

Proč tedy bylo palivo Bockscar zjevně vyšší při 17 kft než při 9 kft, než nižší?


1 : Dalšími faktory byly rozbité palivové čerpadlo, které způsobilo nepoužitelnost veškerého paliva v jedné z palivových nádrží letadla; rozhodnutí vzlétnout s uvedenou palivovou nádrží plnou zbytečného paliva, spíše než nejprve vyprázdnit nepoužitelnou nádrž, aby se odlehčilo letadlo; pilot krouží v místě setkání tři čtvrtě hodiny a čeká na letadlo, které nikdy nepřiletělo, když mu bylo konkrétně nařízeno čekat ne déle než patnáct minut; primární cíl byl zakryt kouřem a mrakem, který by tam nebyl bez půlhodinového zpoždění, což mělo za následek, že letadlo muselo kroužit nad primárním cílem a spalovat palivo po dobu padesáti minut, než se odklonilo k sekundárnímu cíli; a dvacet minut promarněných kroužením nad polem nouzového přistání pokusem (neúspěšně kvůli rozbitému rádiu) získat povolení k přistání, i když uvedená vůle nebyla nutná kvůli kritické nouzové situaci s nízkým obsahem paliva.

2 : Jako například všechny moderní tryskové dopravní letouny.

3 : Bockscar bylo letadlo B-29-36 („ Silverplate“), rozsáhle upravené z výchozí konfigurace B-29 umožnit jí nosit jaderné zbraně; drtivá většina těchto změn však byla vnitřní a neměla žádný vliv na aerodynamiku letadla. Z výjimek by jedna (použití vrtulí s reverzibilním sklonem v letadle Silverplate) neměla žádný vliv na výkonnost letadla ve vysoké nadmořské výšce, s výjimkou případu couvání vrtule za letu (doufejme, že to není normální, nebo dokonce běžný, sekunda (odstranění téměř všech dělových věží nalezených na pažbě B-29) by značně snížila odpor letadla, což by v každém případě vedlo k méně kritickému spalování paliva, a zatímco snížení hmotnosti (snížení množství vztlak - a tedy množství indukovaného odporu - potřebné k udržení vodorovného letu) a výkonnější motory (obvykle způsobující omezení výkonu IAS letadla ve vyšší výšce) Silverplate by mají tendenci posunout minimální výšku spalování paliva na vzdálenost vzhůru ve srovnání s konfigurací základního B-29, dokonce i nemodifikované letadlo běžně bez obtíží operovalo ve velmi vysokých nadmořských výškách, což naznačuje, že nadměrné spalování paliva ve vysokých nadmořských výškách pravděpodobně nebylo bi Vydání g i pro jiné než Silverplate B-29.

4 : A přesně ze stejného důvodu - předtlak nasávaného vzduchu kompenzuje nižší hustotu vzduchu ve vysokých nadmořských výškách. .

„výstupní výkon pístových motorů přeplňovaných ... zůstává poměrně plochý až do velmi vysokých nadmořských výšek“ pouze v případě, že lze změnit stupeň zvýšení výkonu tak, aby byl udržován konstantní tlak v potrubí. Hádal bych, že v té nadmořské výšce neměli dost podpory, aby byli efektivní.
Jaká byla v ten den rychlost a směr větru v obou výškách?
Ahoj kft, rád tě zase vidím. Chyběl jsi mi, když jsi byl pryč.
Jeden odpovědět:
ymb1
2020-03-19 17:24:43 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Z výcvikového manuálu velitele B-29, strana 69:

Ztráta dosahu ve vysokých nadmořských výškách je téměř úplně způsobena bohatými směsmi požadovanými při vysokých výkonech a větší otvory krytu klapky potřebné k chlazení motorů ve vysokých nadmořských výškách. Obecně nedochází ke ztrátám v dosahu do 15 000 stop a ke ztrátám dosahu ve vyšších nadmořských výškách dochází téměř výhradně při letu s nejvyššími hmotnostmi. Do značné míry se jim můžete vyhnout tím, že budete létat v nízkých nadmořských výškách, dokud nebude spotřebováno palivo a bude získána střední váha, a poté vystoupat do vyšší nadmořské výšky. [zvýraznění přidáno]

Nucená indukce poháněná motorem není zdarma, pochází odněkud: palivo. A chlazení ve vysokých nadmořských výškách vyžaduje větší úhly klapek kapot: přetáhnout.

enter image description here
klapky kapoty B-29; YouTube

Poznámka: Motory modelu B-29 jsou vzduchem chlazené a čím vyšší, tím tenčí je vzduch. Každý motor má dvoustupňový kompresor poháněný motorem a také dvě turbodmychadla poháněná výfukem (podobné nastavení u B-17 lze vidět zde). Mezichladič se používá k chlazení vzduchu s výfukovým plynem, který bude omezen také ve vzduchu. Tlak v sacím potrubí byl 28 "Hg, ve srovnání s 47½" Hg při vzletu.

Stejné motory poháněly Starliner, který měl ve srovnání s letem ve výšce 10 000 stop také lepší dosah. na 15 000 a 21 800. $ ^ 1 $

Poznámka o hmotnosti je způsobena omezeným tahem ve srovnání s letounem poháněným proudovým letounem. Použitím vztlakové rovnice mají tryskové dopravníky schopnost létat rychleji (TAS), zatímco B-29 bude muset nějak změnit $ C_L $ (úhel útoku) .


$ ^ 1 $ : Související: Jak se mění účinnost pístového letadla s nadmořskou výškou?

Re „Nucená indukce není zdarma ...“, která závisí na tom, zda je váš systém nucené indukce kompresorem poháněným motorem, nebo turbodmychadlem, které zachycuje odpadní teplo / energii z výfuku.
@jamesqf: Dobrý bod, tuto část jsem rozšířil.
je fascinující, že tenčí vzduch (i když je nahoře chladnější) je horší při chlazení než, uh, chladnější aspekt vzduchu nahoře. Dobrý.
@Fattie: Studený vzduch je nadměrně dobrý pro chlazení člověka na 37 ° C, ale k motoru při asi 200 ° C je VŠECHNO vzduch ve srovnání s velmi studeným. Hustota je tedy důležitější. Viz: https://what-if.xkcd.com/155/


Tyto otázky a odpovědi byly automaticky přeloženy z anglického jazyka.Původní obsah je k dispozici na webu stackexchange, za který děkujeme za licenci cc by-sa 4.0, pod kterou je distribuován.
Loading...