Berechnen Sie mit der nachstehenden Formel die Kraft, die erforderlich ist, um eine Masse von 50 Pfund um 100 ft/sec² zu beschleunigen.
F = MA / G, F = 50 lb × 100 ft/sec² / 32,2 ft/sec², F = 5.000 lb-ft/sec² / 32,2 ft/sec², F = 155 lb
Dies zeigt, dass, wenn die Geschwindigkeitsmasse pro Sekunde um 100 erhöht wird, der resultierende Schub 155 Pfund beträgt.
Da das Turbojet-Triebwerk Luft beschleunigt, kann die folgende Formel verwendet werden, um den Strahlschub zu bestimmen:
F = Ms (V2 – V1 ) / G , wobei: F = Kraft in Pfund, Ms = Massenstrom in lb/s, V1 = Einlassgeschwindigkeit, V2 = Strahlgeschwindigkeit (Auslass), V2 – V1 = Geschwindigkeitsänderung; Differenz zwischen Eintrittsgeschwindigkeit und Strahlgeschwindigkeit, G = Erdbeschleunigung oder 32,2 ft/sec².
Um beispielsweise die Formel zum Ändern der Geschwindigkeit von 100 Pfund Luftmassenstrom pro Sekunde von 600 ft/sec auf 800 ft/sec zu verwenden, kann die Formel wie folgt angewendet werden: F = 100 lb/sec (800 ft/sec – 600 ft/sec) / 32,2 ft/sec², F = 20.000 lb/sec / 32,2 ft/sec², F = 621 lb.
Wie die Formel zeigt, ist es einfach, die zur Erzeugung der Geschwindigkeitsänderung erforderliche Kraft zu berechnen, wenn der Luftmassenstrom pro Sekunde und die Geschwindigkeitsdifferenz der Luft vom Einlass zum Auslass bekannt sind. Daher muss der Schub des Motors gleich der Kraft sein, die erforderlich ist, um die Luftmasse durch den Motor zu beschleunigen. Wenn Sie dann das Symbol „Fn“ für Schub-Pfund verwenden, wird die Formel zu: Fn = Ms (V2 – V1) / G
Der Schub eines Gasturbinentriebwerks kann durch zwei Verfahren erhöht werden: Erhöhen des Luftmassenstroms durch das Triebwerk oder Erhöhen der Gasgeschwindigkeit. Bleibt die Geschwindigkeit des Strahltriebwerks gegenüber dem Flugzeug konstant, nimmt der Schub ab, wenn die Geschwindigkeit des Flugzeugs erhöht wird. Dies liegt daran, dass V1 an Wert gewinnt. Dies stellt jedoch kein ernsthaftes Problem dar, da mit zunehmender Flugzeuggeschwindigkeit mehr Luft in das Triebwerk eintritt und die Strahlgeschwindigkeit zunimmt. Der resultierende Nettoschub ist mit zunehmender Fluggeschwindigkeit nahezu konstant.
Der Brayton-Zyklus ist die Bezeichnung für den thermodynamischen Zyklus eines Gasturbinentriebwerks zur Erzeugung von Schub. Dies ist ein Zyklus von Ereignissen mit variablem Volumen und konstantem Druck und wird allgemein als Zyklus mit konstantem Druck bezeichnet. Ein neuerer Begriff ist „kontinuierlicher Verbrennungszyklus“. Die vier kontinuierlichen und konstanten Ereignisse sind Einlass, Kompression, Expansion (einschließlich Leistung) und Auslass. Diese Zyklen werden so diskutiert, wie sie für ein Gasturbinentriebwerk gelten. Im Ansaugtakt tritt Luft mit Umgebungsdruck und konstantem Volumen ein. Es verlässt den Einlass mit einem erhöhten Druck und einer Volumenabnahme.
Am Kompressorabschnitt wird Luft vom Einlass mit erhöhtem Druck, etwas über Umgebungsdruck, und einer leichten Volumenabnahme empfangen. Luft tritt in den Kompressor ein, wo sie komprimiert wird. Es verlässt den Kompressor mit einem großen Druckanstieg und einer Volumenabnahme, die durch die mechanische Wirkung des Kompressors erzeugt werden. Der nächste Schritt, die Expansion, erfolgt in der Brennkammer durch Verbrennung von Brennstoff, der die Luft durch Erwärmung ausdehnt. Der Druck bleibt relativ konstant, es findet jedoch eine deutliche Volumenzunahme statt. Die expandierenden Gase bewegen sich rückwärts durch die Turbinenanordnung und werden durch die Turbine von Geschwindigkeitsenergie in mechanische Energie umgewandelt.
Der Abgasabschnitt, der ein konvergenter Kanal ist, wandelt das expandierende Volumen und den abnehmenden Druck der Gase in eine hohe Endgeschwindigkeit um. Die Kraft, die im Motor erzeugt wird, um diesen Zyklus kontinuierlich zu halten, hat eine gleiche und entgegengesetzte Reaktion (Schub), um das Flugzeug vorwärts zu bewegen. erfolgt in der Brennkammer durch Verbrennung von Brennstoff, der die Luft durch Erwärmung ausdehnt. Der Druck bleibt relativ konstant, es findet jedoch eine deutliche Volumenzunahme statt. Die expandierenden Gase bewegen sich rückwärts durch die Turbinenanordnung und werden durch die Turbine von Geschwindigkeitsenergie in mechanische Energie umgewandelt. Der Abgasabschnitt, der ein konvergenter Kanal ist, wandelt das expandierende Volumen und den abnehmenden Druck der Gase in eine hohe Endgeschwindigkeit um.
Die Kraft, die im Motor erzeugt wird, um diesen Zyklus kontinuierlich zu halten, hat eine gleiche und entgegengesetzte Reaktion (Schub), um das Flugzeug vorwärts zu bewegen. erfolgt in der Brennkammer durch Verbrennung von Brennstoff, der die Luft durch Erwärmung ausdehnt. Der Druck bleibt relativ konstant, es findet jedoch eine deutliche Volumenzunahme statt. Die expandierenden Gase bewegen sich rückwärts durch die Turbinenanordnung und werden durch die Turbine von Geschwindigkeitsenergie in mechanische Energie umgewandelt. Der Abgasabschnitt, der ein konvergenter Kanal ist, wandelt das expandierende Volumen und den abnehmenden Druck der Gase in eine hohe Endgeschwindigkeit um.
Die Kraft, die im Motor erzeugt wird, um diesen Zyklus kontinuierlich zu halten, hat eine gleiche und entgegengesetzte Reaktion (Schub), um das Flugzeug vorwärts zu bewegen. Die expandierenden Gase bewegen sich rückwärts durch die Turbinenanordnung und werden durch die Turbine von Geschwindigkeitsenergie in mechanische Energie umgewandelt. Der Abgasabschnitt, der ein konvergenter Kanal ist, wandelt das expandierende Volumen und den abnehmenden Druck der Gase in eine hohe Endgeschwindigkeit um. Die Kraft, die im Motor erzeugt wird, um diesen Zyklus kontinuierlich zu halten, hat eine gleiche und entgegengesetzte Reaktion (Schub), um das Flugzeug vorwärts zu bewegen.
Die expandierenden Gase bewegen sich rückwärts durch die Turbinenanordnung und werden durch die Turbine von Geschwindigkeitsenergie in mechanische Energie umgewandelt. Der Abgasabschnitt, der ein konvergierender Kanal ist, wandelt das expandierende Volumen und den abnehmenden Druck der Gase in eine hohe Endgeschwindigkeit um. Die Kraft, die im Motor erzeugt wird, um diesen Zyklus kontinuierlich zu halten, hat eine gleiche und entgegengesetzte Reaktion (Schub), um das Flugzeug vorwärts zu bewegen.
Das Bernoulli-Prinzip (immer wenn die Geschwindigkeit eines beliebigen Fluidstroms an einem bestimmten Punkt erhöht wird, ist der Druck des Stroms an diesem Punkt geringer als der Rest des Stroms) wird auf Gasturbinentriebwerke durch die Konstruktion konvergierender und divergierender Luftkanäle angewendet . Der konvergierende Kanal erhöht die Geschwindigkeit und verringert den Druck. Der divergierende Kanal verringert die Geschwindigkeit und erhöht den Druck. Für die Schubdüse wird üblicherweise das konvergierende Prinzip verwendet. Das divergente Prinzip wird im Kompressor und Diffusor verwendet, wo die Luft verlangsamt und unter Druck gesetzt wird.
