Ohivirtausmoottorin toimintaperiaate

[Pekka Hovi 0]

Moro

 

Kuuluu sarjaan tyhmät kysymykset, mutta...

 

Tiedän kyllä suihkumoottorin toimintaperiaatteen, mutta jotenkin nyt ei vaan leikkaa kuinka moottori ylipäätään lähtee käyntiin aluksi. Toisin sanoen miten sinne polttokammioon saadaan johdettua nopeasti liikkuvaa korkea-paineista ilmaa aluksi, jotta se syttyy ja siis moottori käynnistyy?

Sehän on selvää, että sitä tuuletinta on pakko alkaa jollain heti pyörittämään?

 

Ilmassa sitten työntövoimasta ilmeisesti suurinosa tulee, kun ilma kulkee vain tuulettimen läpi takaisin ilmaan. Ja se pienempi osa menee sisälle moottoriin, mutta yhtenä suurimpana roolina ilmeisesti vain turbiinien pyörittäminen, jotta tuuletin pyörii. EDIT: ja turbiinit pyörittää tietty kompressoreita..

 

-Pekka

 

[Jukka Takamaa 0]

Täällä lienee linkki; http://www.flightforum.fi/discussion/index.php/topic,94667.0.html

[Pekka Hovi 0]

Jotenkin en vieläkään löytänyt vastausta

[Jukka Takamaa 0]

http://science.howstuffworks.com/transport/flight/modern/question411.htm

[Tuomo Seppälä 0]

Jos nyt strattaamisesta puhutaan, niin homma menee jotakuinkin näin.

 

APU:sta otetaan paineilmaa starttimoottorille joka on kytkettynä apulaitevaihteistoon. Starttimoottori pistää vaihteiston pyörimään joka pistää sitten korkeapainekompuran (N3) liikkeelle. Tämä pyörii ja hyörii siinä aikansa, saaden aikaan riittävän ilmanvirran moottorin jokaiselle vaiheelle. Samalla ohjaamosta valvotaan N3 -arvoa ja kun se on piikissä, silloin koko myllyssä on jo ilmavirta ja etuviuhkakin pyörii, avataan polttoainehana jolloin kaiken ollessa kunnossa polttokamiossa alkaa tapahtua.

 

Tässä vaiheessa ilmavirran pitäisi olla riittävä ja "poltettu" ilma purkautuu turbiineille jotka alkavat pyörittää kompressoreja yhä vinhammin. Starttimoottori on mukana pelissä oman aikansa, kunnes kytkeytyy automaattisesti pois tietyn käyntinopeuden jälkeen esim. 50% N3.

 

Sitten se onkin siinä. Ilma virtaa ja kakku palaa polttokammiossa. Braytonin prosessin mukaisesti jokainen vaihe "SUCK, SQUEEZE, BANG, BLOW" on yhtäaikanen.

 

Itse lennolla ohivirtausmoottorista suurin työntövoima saadaan tosiaan ohivirtauskompressorin ahtamasta ilmasta, ja moottorin ns ytimen pääasiallinen tehtävä on pyörittää sitä etuviuhkaa.

 

Periaatteena vielä Newtonin II eli F = m x a. Jos massaa on paljon ja kiihtyvyys on vähän niin sillä saadaan myös voimaa, siinä missä pienellä massalla ja suurella kiihtyvyydellä (true jet engine).

 

-tuomo

 

[Pekka Hovi 0]

http://science.howstuffworks.com/transport/flight/modern/question411.htm

 

Ja lainaus suoraan sivulta:

 

"This starting process normally uses an electric motor to spin the main turbine shaft. The motor is bolted to the outside of the engine and uses a shaft and gears to connect to the main shaft. The electric motor spins the main shaft until there is enough air blowing through the compressor and the combustion chamber to light the engine"

 

Tämmöistä juuri arvelinkin ja tuoltahan se löytyi. Kiitokset vastauksesta:)

[Tuomo Seppälä 0]

"This starting process normally uses an electric motor to spin the main turbine shaft. The motor is bolted to the outside of the engine and uses a shaft and gears to connect to the main shaft. The electric motor spins the main shaft until there is enough air blowing through the compressor and the combustion chamber to light the engine"

 

Tämmöistä juuri arvelinkin ja tuoltahan se löytyi. Kiitokset vastauksesta:)

 

Useimmissa konetyypeissä starttimoottori pyörii paineilmalla. Tosin esimerkiksi Avrot ovat tässä asiassa poikkeus. Ne käynnistetään sähköllä kuten myös kaikki sellaiset vehkeet jossa ei ole APUa kuten ATR.

 

-tuomo

[Pekka Hovi 0]

Useimmissa konetyypeissä starttimoottori pyörii paineilmalla. Tosin esimerkiksi Avrot ovat tässä asiassa poikkeus. Ne käynnistetään sähköllä muten myös kaikki sellaiset vehkeet jossa ei ole APUa kuten ATR.

 

-tuomo

 

Okei. Arvatenkin paineet paineilma tulee sitten koneen PTU:sta

[Tuomo Seppälä 0]

Okei. Arvatenkin paineet paineilma tulee sitten koneen PTU:sta

 

Ei, vaan APUsta (Auxiliary Power Unit) tai poikkeuksellisessa tapauksessa paineilmaa voidaan ottaa myös toisesta, jo käynnissä olevasta nyrkistä. PTU liittyy hyrdauliikkaan jolla ei ole tämän asian kanssa mitään tekemistä.

 

-tuomo

[Pekka Hovi 0]

Aivan juu, sekoilen tässä itsekin jo kun äsken juuri keskustelin toisessa keskustelussa PTU:sta...

[Jussi Aaltonen 0]

Yleisimmät tuli mainituiksi, mutta heitetään soppaan sekaan vielä kaasuturbiinikäynnistimet joko tavallisella polttoaineella tai monopropellantilla sekä hydraulikäynnistimet.

[Pekka Hovi 0]

Pari lisäkysymystä heräsi

 

Mitä varten apumoottorin täytyy toimia paineilmalla, eikö esim. vain sähkömoottorissa riittäisi potkua pyörittää?

 

Onko mitään sivustoa mistä näkisi eri koneiden moottoreiden starttimoottori/käynnistin -tyyppejä? Eli esimerkiksi mitä malleja eri airbusseissa käytetään jne.

Wikipediasta ei tuntunut paljoa apua olevan

 

 

 

[Jussi Aaltonen 0]

Mitä varten apumoottorin täytyy toimia paineilmalla, eikö esim. vain sähkömoottorissa riittäisi potkua pyörittää?

 

Sähkömoottori painaa paljon... tehotiheys on heikko. Joskus kyse on hieman pidemmästä toimenpiteestä kuin auton starttaaminen, joka aiheuttaisi sen että mahdollisimman pieneksi ja kevyeksi suunniteltu sähkömoottori vaatisi esimerkiksi erillisen jäähdytyksen

 

Toinen syy luotettavuus ja redundanssi. Paineilmastartti on yksinkertainen... yksinkertainen on luotettavaa. Redundanssia tekee se että vaikka APU ei pyörisi niin kunhan mikä hyvänsä moottoreista pyörii on paineellista ilmaa tarjolla mielin määrin. Isolla ohivirtaussuhteella olevat moottorit tosin käsittääkseni yleensä käynnistyvät lennossa helposti ihan vain ilmavirtauksellakin, mutta suorat suihkumoottorit eivät välttämättä.

 

Onko mitään sivustoa mistä näkisi eri koneiden moottoreiden starttimoottori/käynnistin -tyyppejä? Eli esimerkiksi mitä malleja eri airbusseissa käytetään jne.

Wikipediasta ei tuntunut paljoa apua olevan

 

Täällä: http://www.tpub.com/content/aviation/index.htm voi selailla USAn laivaston ja ilmavoimien koulutusmateriaalia. Sieltä löytyy ihan hyvää tarinaa, joka aika pitkälti pätee myös siviilikalustoon, ja on varsin kansantajuista koska jenkeillä tuntuu olevan sotilasoppimateriaalia tehdessään usein tähtäimessä syvän etelän Bubba, jonka yleissivistys koostuu kolmesta ensimmäisestä luokasta kiertokoulua.

 

Reino Koiviston kirjassa Suihkumoottorit on jotain selitetty, mutta ei kovin tyhjentävästi... muuten kyllä oiva kirja jos aihe yhtään kiinnostaa.

 

 

[Mikko Gustafsson 2]

Hmm. Kuinkas kun APU:lla saadaan tuotettua myös oman käsityksen mukaan sähköä, ilmastointia ja hydrauliikkaa.

 

Pyöritetäänkö APU:lla irtikytkettyä apulaitevaihteistoa vai onko sillä peräti omat pumput/genikset ja jos on niin onko ne kytketty alennusvaihteiston kautta vai pyöriikö nekin ilmalla?

 

Tuolla on pari kuvaa jotka saattavat selventää apun syvintä olemusta.

http://www.flightglobal.com/articles/2010/10/05/347997/apu-unsung-hero-of-the-engine-world.html

 

Ja tässä vielä yksi leikkauskuva

http://www.flightglobal.com/airspace/media/aeroenginesjetcutaways/images/5570/aliied-signal-131-9-apu-cutaway.jpg

[Tatu Koiranen 1 778]

Hmm. Kuinkas kun APU:lla saadaan tuotettua myös oman käsityksen mukaan sähköä, ilmastointia ja hydrauliikkaa.

 

Pyöritetäänkö APU:lla irtikytkettyä apulaitevaihteistoa vai onko sillä peräti omat pumput/genikset ja jos on niin onko ne kytketty alennusvaihteiston kautta vai pyöriikö nekin ilmalla?

 

Apulla ei pyöritetä apulaitevaihteistoa. Apulaitevaihteisto on suihkumoottorin kyljessä, apu usein perärungossa. Apusta ei tarvitse välttämättä suoraan saada kuin vuodatusilmaa (startti, ilmastointi) ja sähköä (sähköiset hydraulipumput) koneen sähköistykseen.

 

On selvää, että apun turbiinin ja vaikkapa generaattorin välissä on alennusvaihde.

[Mika Hissa 8]

Mitä varten apumoottorin täytyy toimia paineilmalla, eikö esim. vain sähkömoottorissa riittäisi potkua pyörittää?

 

Uudessa Boeing 787:ssa moottorit käynnistetään sähköllä, eikä paineilmalla.

[Anne Pasanen 0]

Hmm. Kuinkas kun APU:lla saadaan tuotettua myös oman käsityksen mukaan sähköä, ilmastointia ja hydrauliikkaa.

 

Pyöritetäänkö APU:lla irtikytkettyä apulaitevaihteistoa vai onko sillä peräti omat pumput/genikset ja jos on niin onko ne kytketty alennusvaihteiston kautta vai pyöriikö nekin ilmalla?

Gustafsson aiemmin antoi pari aika valaisevaa linkkiä, mutta kerrotaan nyt vielä näin tyhmän rasvarin sanoin. Itse leikin Airbussien kanssa eli niistä tiedän jotain, Ameriikan tuotteista vähemmän.

APU (tunnetaan myös nimellä apuvoimalaite) on pieni suihkumoottori joka (yleensä) sijaitsee koneen pyrstössä, APU pyörittää  omaa sähkögeneraattoria joka tekee sähköä lentokoneen järjestelmien käyttöön.

Hydraulipainetta saadaan aikaan sähköpumpuilla (tietysti kun moottorit käyvät, pyörittää moottori omaa hydraulipumppuaan jolloin sähköpumppuja ei tarvita). Ilmastointi tulee APU:lta ihan puhtaasti vuodattamalla ilmaa (samalla tavoin kun vuodatetaan moottoreistakin). Tätä ilmaa käytetään ilmastointiin ja moottorien käynnistykseen.

 

Disclaimer: Yllä oleva on hyvin yksinkertaistettu selostus.

[Jukka Takamaa 0]

Kehittääkö APU yhtään työntövoimaa ?

 

Kaskian ja Riitsalon ILMAILU kirjassa on hyvejä kuveja tuosta ohivirtausmoottorista.

[Jarmo Kempas 0]

Tietenkin kehittää, mutta se on niin vähäistä että sillä ei ole operatiivista merkitystä. APU on optimoitu aivan muuhun eli ahtimelta vuodattamiseen ja apulaitevaihteiston pyörittämiseen. Vanhassa brittien Tridentissä oli työntövoimaa tuottava APU.

 

Joku A340 fanittaja sanoo tuossa koneessa olevan viisi APUa. Tiedä sitten mitä tarkoittaavat...

 

jk

[Orvo Välilä 3]

Tietenkin kehittää, mutta se on niin vähäistä että sillä ei ole operatiivista merkitystä. APU on optimoitu aivan muuhun eli ahtimelta vuodattamiseen ja apulaitevaihteiston pyörittämiseen. Vanhassa brittien Tridentissä oli työntövoimaa tuottava APU.

 

Joku A340 fanittaja sanoo tuossa koneessa olevan viisi APUa. Tiedä sitten mitä tarkoittaavat...

 

jk

 

Väistänkö täysin muurin vai oliko niin että An-26 koneessa oli toisessa siivessä APU josta oli lähestulkoon jopa jonkinlaista hyötyä työntovoiman muodossa?

[Jarmo Kempas 0]

Jep, onhan noita missä APU on ollut työntöäkin tekemässä, kuten tuo Antonov ja vaikka se Trident (olikohan malli 3b? Tuon työntö APUn rinnalla oli vielä apu APU...). "Moderneissa länsimaisissa liikennelentokoneissa" tilanne on toisin. Puhkua riittää puhkumoottoreissa ilman APUakin.

 

jk

[Orvo Välilä 3]

 

Juu en ajatellutkaan että pelkällä APU;lla pitkälle pötkittäisiin..... jostain muistelin vain lukeneeni että Antonovkan APU:ssa olisi ollut tarpeeksi puhkua esmes hitaahkoa rullausta varten.

 

Kiitoksia muistin- ja uskonvahvistuksesta  8)

[Mikko Gustafsson 2]

Onhan siinä Antonovin apussa sentään enemmän työntövoimaa kun Embraer Phenom 100 tai Citation 510 moottorissa.