Ein Düsenflugzeug ist ein Flugzeug von Strahltriebwerken angetrieben.
Die Motoren im propellergetriebene Luftfahrzeuge im allgemeinen erreichen ihre maximale Effizienz bei viel niedrigeren Geschwindigkeiten und Flughöhen, Strahltriebwerke und Flugzeuge zu erreichen maximale Effizienz bei Geschwindigkeiten nahe oder sogar deutlich über der Schallgeschwindigkeit. Jet Flugzeug Kreuzfahrt in der Regel bei höheren als etwa 0,8 M und um 10.000-15.000 Metern oder mehr.
Frank Whittle, ein englischer Erfinder und RAF-Offizier, entwickelte das Konzept des Strahltriebwerks 1928, Hans von Ohain in Deutschland, zehn Jahre später entwickelte das Konzept unabhängig am Ende der 1930er Jahre. Er schrieb im Februar 1936 Ernst Heinkel, ihm zu sagen, das Design und seine Möglichkeiten. Es kann jedoch argumentiert werden, dass der englische Ingenieur AA Griffith, der ein Papier im Juli 1926 auf Kompressoren und Turbinen veröffentlicht, verdient Kredit.
Geschichte
Eine Reihe von Jet-Triebwerke wurden von den ersten Instanzen des Motorflug vorgeschlagen. René Lorin, Morize, Harris vorgeschlagenen Systeme für die Schaffung einer Jet-Efflux. Im Jahr 1910 die rumänische Erfinder Henri Coanda ein Patent auf einem Strahlantrieb, die Kolben-Motorabgasen verwendet werden, um Wärme zu einem ansonsten reinen Luftstrom durch rotierende Lüfterblätter in einem Kanal zusammengedrückt hinzuzufügen.
Raketengetriebenen Düsenflugzeuge wurden in Deutschland Pionierarbeit geleistet. Das erste Flugzeug, um nach Raketenkraft zu fliegen war der Lippisch Ente, im Jahr 1928. Die Ente war zuvor als ein Segelflugzeug geflogen. Im nächsten Jahr, 1929, wurde der Opel-Sander Rak.1 die erste speziell gebaute Raketenflugzeug zu fliegen.
Die "Turbojet", wurde in den 1930er Jahren erfunden wurde, unabhängig von Frank Whittle und später Hans von Ohain. Die erste Turbojet-Flugzeuge zu fliegen, war die Heinkel He 178 Prototyp der deutschen Luftwaffe, der Luftwaffe, am 27. August 1939 in Rostock.
Der erste Flug eines Jet-motorige Flugzeuge, um öffentliche Aufmerksamkeit zu kommen war der italienische Caproni Campini N.1 Thermojet Prototyp, der am 27. August 1940 flog Es war das erste Düsenflugzeug von der Fédération Aéronautique Internationale anerkannt. Campini hatte die Thermojet im Jahr 1932 vorgeschlagen.
Die britische Experimental Gloster E.28 / 39 nahm zuerst an die Luft am 15. Mai 1941, angetrieben durch Sir Frank Whittle Turbojet. Die Vereinigten Staaten produziert die Bell-XP-59A mit einer Version des Whittle-Motor von General Electric, die am 1. Oktober flog gebaut wurde, war 1942. Das Meteor die erste Produktion Strahl, wie es ein paar Monate vor der Me 262 in Produktion.
Der erste Operationsdüsenjäger war die Messerschmitt Me 262, die Deutschland während der späten Zweiten Weltkrieg gemacht. Es war das schnellste herkömmliche Flugzeuge des Zweiten Weltkriegs - obwohl die raketengetriebenen Messerschmitt Me 163 war schneller. Es war zuerst im Jahre 1941 geflogen, aber die Massenproduktion begann im Jahr 1944 mit den ersten Staffeln Betriebs in diesem Jahr, für einen entscheidenden Einfluss auf den Ausgang des Krieges zu spät. In den letzten Monaten des Krieges und des Boden-Angriffs-Operationen in Europa - etwa zur gleichen Zeit, Mitte 1944 des Vereinigten Königreichs Gloster Meteor wurde, um die Verteidigung der UK gegen die V1 begangen fliegende Bombe - selbst ein strahlgetriebene Flugzeuge. Im Jahr 1944 führte Deutschland in Dienst die Arado Ar 234 jet Aufklärung und Bomber, obwohl vor allem in der ehemaligen Rolle verwendet. UdSSR getestet seine eigene Bolchowitinow Bi-1 im Jahre 1942, aber das Projekt wurde von Josef Stalin im Jahre 1945. Die Kaiserlichen Japanischen Marine verschrottet auch Jet-Flugzeuge im Jahr 1945 entwickelt, einschließlich der Nakajima J9Y Kikka, eine modifizierte und etwas kleinere Version der Me 262, die einziehbaren Flügel hatten. Bis Ende 1945 hatten die USA ihre nächste Düsenjäger, die Lockheed P-80 in Betrieb und das Vereinigte Königreich seine zweite Kämpfer-Design, die de Havilland Vampire eingeführt
Die US führte die North American B-45, den ersten Jet-Bomber, in Betrieb im Jahr 1948. Obwohl der Lage, Atomwaffen es für die Aufklärung über Korea verwendet wurde.
Am 8. November 1950, während des Koreakrieges, United States Air Force Lt. Russell J. Brown, fliegen in einer F-80, abgefangen zwei nordkoreanische MiG-15 in der Nähe des Flusses Yalu und erschossen sie sich in der ersten Jet zu -Jet Luftkampf in der Geschichte.
Das Vereinigte Königreich legte die English Electric Canberra in Dienst 1951 als leichter Bomber. Es wurde entwickelt, höher und schneller als jede Abfangjäger fliegen.
BOAC betrieben die ersten kommerziellen Jet-Service, von London nach Johannesburg, im Jahr 1952 mit dem de Havilland Comet Flugzeuge. Diese hochinnovativen Flugzeugen reisten viel schneller und höher als die Propellerflugzeuge, war viel ruhiger, glatter und hatten stilvolle Blended Flügel enthält versteckte Strahltriebwerke. Jedoch aufgrund eines Konstruktionsfehler, und die Verwendung von Aluminiumlegierungen, das Flugzeug erlitten katastrophale Metallermüdung, die zu mehreren Abstürzen führen.
Die Reihe der Abstürze gab Zeit für die Boeing 707 auf Service im Jahr 1958 geben, und dies kam, um den Markt für Zivilflugzeuge dominieren. Die unders Motoren wurden als vorteilhaft erwiesen, in der Einführung eines Treib Leck, so dass die 707 sah ziemlich verschieden von der Comet: Der 707 hat eine Form, die näher an modernen Flugzeugen ist.
Turbofan-Flugzeuge in Dienst begann in den 1950er und 1960er Jahren und bringt viel größere Kraftstoffeffizienz, und das ist die Art von Jet heute weit verbreitet.
Die Tu-144 Überschalltransport war die schnellste kommerzielle Jet-Flugzeug mit Mach 2.35. Es ging in Dienst im Jahr 1975, aber schon bald gestoppt fliegen. Die Mach 2 Concorde Flugzeuge in Dienst gestellt 1976 und flog 27 Jahren.
Der schnellste militärische Düsenflugzeug war die SR-71 Blackbird an Mach 3.35.
Andere Düsen
Die meisten Leute benutzen den Begriff "Düsenflugzeug", um anzuzeigen, Gasturbine basierend Luftholen Strahltriebwerke, sondern Raketen und scramjets sind beide auch durch Düsenantrieb angetrieben.
Marschflugkörper sind Einweg unbemannte Düsenflugzeug, überwiegend von Staustrahltriebwerke oder Turbojets oder manchmal Turbofans angetrieben, aber sie haben oft einen Raketenantrieb-Systems für die Antriebs.
Der schnellste Luftholen Düsenflugzeugen ist das unbemannte X-43 Scramjet bei etwa Mach 9-10.
Der schnellste bemannte Flugzeug ist die X-15 bei Mach 6.85.
Das Space Shuttle, während weit schneller als das X-43 bzw. X-15, wurde nicht als ein Luftfahrzeug während des Aufstiegs zu betrachten, wie es durch ballisRaketenSchub durchgeführt, anstatt die Luft. Beim Wiedereintritt wurde es als nicht angetriebenen Flugzeug eingestuft. Der Erstflug war im Jahr 1981.
Aerodynamik
Aufgrund der Art, wie sie arbeiten, ist die typische Abgasgeschwindigkeit von Strahltriebwerken transonic oder schneller, müssen daher die meisten Jet-Flugzeugen mit hohen Geschwindigkeiten knapp unter der Schallgeschwindigkeit zu fliegen, entweder Überschallgeschwindigkeiten oder, um eine effiziente Flug erzielen. Aerodynamik ist deshalb ein wichtiger Gesichtspunkt.
Düsenflugzeuge sind in der Regel mit der Whitcomb Flächenregel, die besagt, dass die Gesamtfläche des Querschnitts des Flugzeugs an jedem Punkt entlang des Flugzeugs von der Nase ist ungefähr die gleiche wie die eines Sears-Haack Körper gestaltet. Eine Form mit dieser Eigenschaft minimiert die Erzeugung von Stoßwellen, die Energie verschwenden würde.
Strahltrieb
Strahltriebwerke in verschiedenen Arten kommen:
- Turbostrahltriebwerk
- Turbofan-
- Rakete
Die verschiedenen Typen sind für verschiedene Zwecke verwendet.
Rockets sind die älteste Art und werden vor allem eingesetzt, wenn extrem hohe Geschwindigkeiten oder extremen Höhenlagen benötigt werden. Treib Aufgrund der extremen, in der Regel Hyperschall, Abgasgeschwindigkeit und die Notwendigkeit der Nachverbrennung an Bord durchgeführt verbrauchen sie sehr schnell, aus diesem Grund sind sie nicht praktisch für die routinemäßige Transport.
Turbojets sind der zweitälteste Typ; es hat eine hohe, in der Regel Überschall, Abgasgeschwindigkeit und niedrige frontalen Querschnittes, und so eignet sich am besten, um High-Speed, in der Regel Überschallflug. Obwohl einst weit verbreitet, sind sie im Vergleich zu Turboprop- und Strahltriebwerke für Unterschallflug relativ ineffizient. Die letzte große Flugzeuge Turbojets verwenden waren Concorde und Tu-144 Überschall-Transporte.
Low Bypass-Turbofans haben eine geringere Abgasgeschwindigkeit als Turbojets und sind vor allem für hohe klangliche und transsonischen und niedrige Schallgeschwindigkeiten verwendet. Hochbypassturbofans für Unterschall-Flugzeugen verwendet werden und sind sehr effizient und werden häufig für Verkehrsflugzeuge verwendet.
Vortriebswirkungsgrad
Flugzeuggesamtantriebswirkungsgrad ist die Effizienz in Prozent, bei der die in einem Fahrzeugtreib enthaltene Energie in nutzbare Energie umgewandelt werden, um Verluste aufgrund von Luftwiderstand, der Schwerkraft und der Beschleunigung zu ersetzen. Es kann auch festgestellt werden, wenn der Anteil der mechanischen Energie tatsächlich verwendet, um das Flugzeug anzutreiben. Es ist immer kleiner als 100%, da der kinetischen Energieverlust in den Abgas und weniger als ideal Wirkungsgrad der Vortriebsmechanismus, ob ein Propeller, ein Abgasstrahl oder einem Ventilator. Darüber hinaus ist die Antriebswirkung zu stark abhängig von der Luftdichte und Luftgeschwindigkeit.
Mathematisch ist es wie in dem ist die Zykluseffizienz und ist der Antriebswirkungsgrad dargestellt. Die Zykluseffizienz in Prozent, ist das Verhältnis von Energie, die von der Energiequelle, um mechanische Energie von dem Motor überführt wird, abgeleitet werden kann.
Für Düsenflugzeuge die Antriebswirkung am höchsten ist, wenn die Maschine strahlt einen Abgasstrahl mit einer Geschwindigkeit, die gleich oder fast gleich wie die Fahrzeuggeschwindigkeit. Die genaue Formel für luftatmende Triebwerke wie in der Literatur angegeben ist
wobei c die Abgasgeschwindigkeit und v die Geschwindigkeit des Flugzeugs.
Angebot
Für einen Langstrecken-Jet, die in der Stratosphäre ist die Schallgeschwindigkeit konstant ist, also in festen Anstellwinkel und konstante Machzahl fliegenden bewirkt das Flugzeug zu besteigen, ohne den Wert der lokalen Schallgeschwindigkeit ist. In diesem Fall:
wobei die Reiseflugmachzahl und die Schallgeschwindigkeit ist. Der Bereich Gleichung kann gezeigt werden, werden:
die als Breguet Bereich Gleichung nach dem Französisch Luftfahrtpionier Louis Charles Breguet bekannt.
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