ÍGE-IDŐ 10.

ANALÓGIA A REPÜLÉSBEN

Ebben a részben tegyünk egy kis gyakorlati kitérőt, és gondolkodjunk el a szuperszónikus repülőinknél fellépő furcsa és rendhagyó jelenségekről! A második világháború légicsatái során kiderült, hogy a gyorsaság és a fordulékonyság egyre fontosabb követelmény, és már akkor megindult a sugárhajtású repülőgépek gyorsított ütemű fejlesztése. Először a propelleres gépek motorteljesítményét igyekeztek fejleszteni, de egy küszöbértéket elérve a fordulat növelése a propellerek végeinek a leszakadásához, vagy a szárnyvégek sorozatos letöredezéséhez vezetett.

Számold ki, hogy egy egy méter sugarú propeller vége, mikor, milyen propellerfordulatnál lépi át a kritikus hangsebességet! Írd meg az eredményt erre a címre: univ-universitas@freemail.hu

A fejlesztők az addig felállított aviatikai elvek és képletek alapján igyekeztek kivitelezni a terveiket, de ezek ezen a küszöbön túl mindig megbotlottak. Ennek főoka a hangsebesség átlépése volt. Elsőnek a túlpörgetett propellerek végei lépték át ezt a küszöbértéket, és az a rész, amelynek a kerületi sebessége meghaladta a kb. 330 m/sec sebességet, az megmagyarázhatatlan vadrezgésekbe kezdett (kettészakadt, mert két helyen kezdett létezni), és letörve lerepült a propeller végéről. Ha elég gyorsan leszakadt minden ág vége, akkor az excentritás talán még nem törte el a főtengelyt, vagy annak csapágyait, és elegendő volt a műszaki állapot egy gyors kényszerleszálláshoz. Tehát az egyre növekvő propeller teljesítmény (vagy megnövelt propeller átmérő) nem volt járható út. A turbinák hosszúra nyújtott és kis átmérőjű kidolgozása szerencsésebb megoldásnak bizonyult, mert itt sokkal magasabb fordulatszám volt megengedhető anélkül a veszély nélkül, hogy a tubinalapátok vége átlépte volna a hangsebességet. Kisebb átmérőnél kisebb a kerületi sebesség.

Miért olyan fontos, hogy az idő relativitás-elméletének taglalása közben aerodinamikai és aviatikai kérdésekkel foglalkozzunk?

Én nem vagyok aviatikus (se), de ahogy elnéztem a különböző géptípusok és azok engedélyezett utazási sebessége közötti összefüggéseket a fiam repülős könyvében, nem kerülhette el a figyelmemet az az analógia, amit a gépek haladási sebessége és az alakjuk között fennáll. Meghúztam egy burkoló vonalat a gépek orra és a szárnyvégei között, és ezen látszik a lényeg. Ezek a gépek az alakjuk miatt már mind átléphetnék a hangsebességet, és a Concorde akár 3M körüli sebességre is képes lehetne. Egyéb tervezési hiányosságok lehetnek az okai annak, hogy a gépek csak ennél alacsonyabb sebességen minősültek biztonságosnak. Például: a hajtómű kritikus fordulatszáma.

1.

Az IL-18 -as típusú gép még magán hordozza a merev keresztalakzatú szárnyakhoz ragaszkodó hagyományokat, ahol a gép szárnya még közel merőleges a gép törzsére, bár hajtóművei már turbó meghajtású légcsavarok voltak, és szárnyait hátrább helyezték. Ez egy eléggé jó lassúrepülési tulajdonságot kölcsönöz a gépeknek, de egyúttal korlátozza a maximális sebességét is (1.)(675 km/h)(1/2M). Szárnyvégei úgy másfélszeres hangsebesség környékén törtek volna le. Mondjuk zuhanás közben.

2 Hangsebesség alatti repülőgépek.

A jobboldali DC-8 -as (2.) már hátranyilazott szárnyú, de még mindig őrzi a régi, szárnyról alkotott aviatikai hagyományokat. Úgy 2M-nél jutott volna bajba, és látható az is, hogy a két szélső hajtóműve belelóg a veszélyes hangzónába, és valószínűleg sokban hozzájárulna a gép ilyen sebességen való széteséséhez. Ezt én ismét zuhanó repülés esetére értem. Engedélyezett határsebessége 966 km/h. (3/4M)

Concorde. A hangsebesség feletti repülési sebességű utasszállító hankúphatára.

A transzkontinentális közlekedésnél még gyorsabb gépekre merült fel az igény, és merész tervezők tovább is léptek. Először a vadászrepülőknél, majd az utasszállításban is átlépték a bűvös hatást, a hangsebességet.

Vadászgép kétszeres hangsebességnél.

Ennek a gépnek már egészen hátra kerültek a szárnyai, és ezért egészen háromszoros hangsebességig nem kerülnek bele az orrcsúcsnál fakadó hanghullámok hátrafelé terjedő terébe. A hullámkúp negatív hangtartományt jelent, és emellett az sem mindegy, hogy ezen belül hová, melyik tartományba esik a gép egy-egy része. Egy álló hangforrás hangja minden irányban egyenletesen terjed, de egy mozgóé elkezd torzulni. A fizikában ezt kékeltolódásnak nevezzük. Itt azonban felmerül egy kis probléma. Álló forráspontokkal dolgozunk, és nem pedig mozgókkal, és ettől elfeledkezünk arról a kontrakcióról (rövidülésről) ami az igen nagy sebességek esetére jól definiált, de kisebb sebességek tartományaiban senki sem gondol ezekre. A mi időtopográfiai ábráink is gömbökkel lettek lerajzolva, de a gömbök helyett a valóságban inkább elipszoidokkal (lapított gömbökkel) kell számolnunk. Erre egy érdekes gyakorlati bizonyítékot is találtam. Ezen a képen egy kétszeres hangsebességgel száguldó vadászgép látszik, és a negatív hangtartomány ezen a felvételen kivillantja a foga fehérjét. Tényleg elipszoid alakú ködgombóc van rajta, ami nem valami felhőcske amibe a gép éppen belerohant, hanem ilyen folyamatosan keletkezik a szuperszónikus repülőgépek körül. Hátul lyukas, vagyis ott pozitív hangzóna van.

Jól látszik a felvételen egy másik (éppen növekedésnek indult) gombóc is a pilótafülke felett. No és amennyiben a gép még nyúlánkabb lenne, akkor megjelenne egy harmadik, sokkal nagyobb ködgomolyag is a képen. Ha meghúznánk azt az érintővonalat, amilyet az első három képen rajzoltam, akkor arról leolvasható lenne a gép pillanatnyi sebessége. Kaptunk egy figyelmeztetést. A gömbök lapultak, amely lapultság a sebesség függvénye. Itt jól látható a hangkontrakció. Az idő terjedő esszenciái is nagyon hasonlatos viselkedést mutatnak, így ezek az egyszerű gondolatok segítenek a bonyolultabb, és egyenlőre még műszereink számára elérhetetlen jelenségek pontosabb megértéséhez is. Az érdekes az, hogy ezekre a konzekvenciákra a vallási és díszítő formák tárgyalásánál még sokszor vissza fogunk térni. Ez a tudás ott nyer igazán értelmet, és nem a rombolásnál. De ez a tudás is ugyanabból ered, amit a kilencedik részben bemutattunk.

Ez a dárda pontosan ezért kell ennek a vadászrepülőnek az orrára. Legalább húsz százalékot emel a felső sebességhatáron a szárnyvégek és a ráaggatott fegyverzet kockáztatása nélkül. A repülés már százéves csoda. Itt az ideje, hogy a propellerek, szárnyak, turbinák és rakétahajtóművek világát a felhajtóerő ismert módszereit is sokkal korszerűbbekkel váltsuk le. Mert már ötven éve léteznek ezek a sokkal korszerűbb megoldások. Sorban meg fogjuk ezeket is vizsgálni.

STARTLAP ELŐZŐ LAP FOLYTATÁS E-MAIL

Itt a titok