Promremont34.ru

Авто мастеру
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Влияние плотности воздуха на работу двигателя

  • 1 Абсолютная влажность
  • 2 Относительная влажность
  • 3 Оценка относительной влажности
    • 3.1 Приближённое вычисление
  • 4 Пересыщенный водяной пар
  • 5 Средства и методы контроля
  • 6 Значение
  • 7 В цветоводстве
  • 8 Нормальная влажность воздуха для человека
  • 9 См. также
  • 10 Примечания
  • 11 Литература

Абсолютная влажность воздуха — количество влаги, содержащейся в одном кубическом метре воздуха [2] . Абсолютная влажность используется тогда, когда надо сравнить количество воды в воздухе при разных температурах или в большом диапазоне температур, например, в сауне. Обычно измеряют в г/м³. Но в связи с тем, что при определённой температуре воздуха в нём может максимально содержаться только определённое количество влаги (с увеличением температуры это максимально возможное количество влаги увеличивается, с уменьшением температуры воздуха максимальное возможное количество влаги уменьшается), ввели понятие относительной влажности.

Метеорология и полёты

Ниже — небольшой FAQ про то, что опасно и что нет для самолёта, и что нужно знать про погоду.

Как правило, пассажиры очень переоценивают опасность разных явлений вроде турбулентности или молнии, ударившей в крыло самолёта. Но ничего не знают про опасность разряда (вроде статического), который возникает за счёт трения частиц воздуха о поверхность воздушного судна. Или про опасность набрать пару тонн льда на корпус при посадке и сесть чуть быстрее, чем планировалось.


Противообледенительная обработка воздушного судна до вылета.

Поэтому давайте поговорим про погоду, уважаемые параноики.

Почему самолёты летают на высоких эшелонах, а не, скажем, в 800 метрах от земли

Потому что, чем выше вы забираетесь, тем меньше там плотность воздуха. А чем меньше плотность воздуха, тем меньше его сопротивление, а следовательно, тяга двигателя требуется меньшая, что обеспечивает значительную экономию. То есть задача — рассчитать оптимум, который позволит тратить меньше всего топлива с учётом трёх факторов:

  1. Что для полёта планера всё же нужна среда, чтобы на неё опираться.
  2. Нужен кислород для двигателей.
  3. При этом спуск и подъём до нужной высоты не должны быть более затратными, чем возможная экономия топлива.

В итоге мы имеем текущие условия полётов. 75 % массы атмосферы — ниже эшелонов, которые занимают пассажирские борта Москва – Петербург, то есть примерно 10 километров. На 20 километрах внизу окажется уже 95 % массы, а на высоте 100 километров — 99,9 %. На высоте примерно 400 километров уже можно встретить МКС.

Что такое «кинетическая температура»

Атмосфера неравномерна, и условия в точке, где находится воздушное судно, прямо влияют на его полёт. Например, кинетическая температура — это характеристика, определяющая воздействие частиц газов воздуха на судно вследствие возникновения силы трения. От текущей кинетической температуры очень зависят длина разбега, допустимая высота полёта, расход топлива.

В основном для измерения температуры у земли сейчас используют биметаллические пластинки (металлические термометры сопротивления). Для радиозондирования используются полупроводниковые термометры.

На аэродроме бывают периодические изменения температуры (ночью холоднее, чем днём) — это определяется теплообменом по вертикали атмосферы. Непериодические связаны с адвекцией (горизонтальным движением воздушных масс). Обычно холоднее всего в суточном ритме бывает перед рассветом, а теплее всего — около 15 часов дня. В зависимости от типа поверхности меняется амплитуда суточного хода температуры: например, в ложбинах как в естественных термоаккумуляторах он выше, а в горах меньше. Суша охлаждается и нагревается быстрее воды. На севере важны ещё отражающие свойства поверхностей (льда, например).

В общем, чем выше, тем холоднее. Но бывают слои (до 2–3 километров), где из-за атмосферных процессов температура растёт по мере набора высоты: это так называемые зоны инверсии. На границе зоны инверсии разница температур может доходить до 10 градусов. Соответственно резко меняется плотность воздуха. Эти слои задерживают движение воздуха, под ними происходит концентрация водяного пара и разных частиц.

Что ещё надо знать для ликбеза?

Влажность воздуха определяется гигрометром. Это старый добрый биотех: чем больше влажность воздуха, тем длиннее человеческий волос. Альтернатива — психрометр: измерение температуры сухим и влажным термометром с учётом разницы. Плотность влажного воздуха меньше плотности сухого.

Ветер может быть вызван силой Кориолиса, термическими эффектами. Ветер в авиации имеет срок годности: вопрос в том, где было проведено измерение и как долго можно рассчитывать на то, что оно будет актуальным. Чем сильнее ветер, тем выше шанс изменения его скорости и ниже шанс изменения направления. Можно прилететь в указанное место через 5–6 часов, и там всё ещё будет хороший годный ветер.

Облако — скопление частиц пара и кристаллов льда (снежинка — это большой кристалл льда). Из облаков от -10 до -40 градусов начинают сыпаться самые частые осадки. При температурах выше получается морось, ниже — ничего не выпадает.

Читать еще:  Электросхема работы двигателя ваз 21214

Облака опасны ухудшением видимости (особенно диагональной), грозами, угрозой обледенения, градом, сдвигами ветра. Снизу облака находится переходный слой: он начинается там, где пилот теряет видимость горизонта, и заканчивается там, где уже не видно землю под самолётом. Обычно это от 50 до 200 метров. Высота нижней границы облаков над аэродромом может поменяться в два раза за 10 минут. Измеряют её обычно светолокатором.

Видимость

Разрешающая способность глаза — 1 угловая минута. То есть две точки могут быть отделены друг от друга именно при таком условии. Для объектов с угловыми размерами меньше 15 минут очень важны контрастность и яркость. Атмосфера уменьшает яркость и контраст с расстоянием, поэтому важна прозрачность воздуха. Разрешающая способность глаза считается постоянной, а прозрачность атмосферы меняется, плюс могут добавиться различные атмосферные явления (туман или дождь). Из этого складывается метеорологическая видимость. Ещё есть показатель RVR, или видимость на взлётно-посадочной полосе: это видимость маркировки полосы или её огней. Как и в случае метеорологической видимости, в неё не входят вещи вроде материала стекла кабины пилота, усталость, направление света, капли дождя на лобовом стекле и так далее.

Видимость могут сильно уменьшать такие явления, как мгла (частицы пыли, песка и дыма), песчаные бури (песок поднимается примерно до 15 метров), пылевые бури (тут пыль поднимается до 3 километров), песчаные и пыльные вихри (редко выше 90 метров), метель, туман, дымка и так далее. Туман, кстати, может быть антропогенным, например, в результате работы ТЭЦ при морозе -20 градусов. Пилот должен понимать свойства каждого из этих явлений и механизмы их образования и развития.

Также пилот должен понимать, как устроены потоки в атмосфере: принципы образования и движения циклонов и антициклонов, что происходит на их границах и так далее. Всё это влияет на воздушные течения в различных масштабах.

Взлёт и посадка при осадках (условиях турбулентности, при ветре более 5 м/с) делаются с запасом на то, что лётные характеристики судна могут ухудшиться.

Обледенение

Это отложение льда на двигателях и обтекаемых частях самолёта. Обледенение ухудшает аэродинамику, подъемную силу, скорость, манёвренность, мощность двигателей, создаёт помехи для радиосвязи. Самое главное — это дополнительная масса, которая растёт по мере увеличения ледяного слоя. При отрыве льда с поверхности фюзеляжа или крыла в полете, его куски могут попасть на вращающиеся лопатки и серьезно повредить двигатель. Особенно, если двигатель сзади.

Обледенение может возникать в результате замерзания воды на поверхности самолёта либо же в результате сублимации водяного пара из воздуха на поверхности. Второй процесс больше характерен для резких смен температур, например, при пересечении инверсий.

Кинетический нагрев самолёта от трения о воздух мешает возникновению обледенения. Как правило, большинство случаев (90 %) наблюдается на скорости до 600 километров в час. То есть опасны взлёт и посадка. Поэтому перед взлётом во время дождя важно обработать самолёт противообледенительной жидкостью, а на посадке — не проходить через опасные области.

Зоны турбулентности

Это места, где возможна болтанка самолёта. Как правило, там меняются сила ветра и температура. Упрощая, механическая или орографическая турбулентность — это когда воздушная масса с разгона ударяется в неровный ландшафт либо деформируется о горы. Бывает ещё термическая турбулентность из-за неравномерного прогревания поверхности — помните, мы раньше говорили про отражающие свойства разных вещей типа льда на поверхности?

Ещё турбулентность может происходить в ясном небе «просто так» — при струйных течениях или из-за конвекции.

Зоны турбулентности обычно меньше 100 километров по горизонтали и 1 километра по вертикали. Сильная турбулентность в зоне такого размера наблюдается в «ядре» размером 40 километров и 30 метров соответственно. Существует такая зона чаще всего до пяти часов.

Ищут зоны турбулентности радарами и геостационарной спутниковой съёмкой, плюс их появление можно спрогнозировать. При попадании в зону сильной турбулентности экипаж должен выйти из неё, причём можно самостоятельно изменить эшелон и доложить об этом диспетчеру.

Гроза и электрические явления

Если в самолёт ударит молния, то, как правило, ничего страшного не случится: заземления у него нет. Ещё редко бывают дырки в конструкции в месте разряда. Но всё же самое опасное в грозе — это именно электрические явления, в том числе нарушающие связь.

Читать еще:  Бестопливный двигатель своими руками схема

Молнии бьют по разнице потенциалов, поэтому вы видите не все с земли: они бывают между облаками, внутри облаков или от облаков к земле. Иногда даже вверх. Высота молнии может быть до 95 километров, в случае «обычной» линейной молнии — до 20 километров при диаметре в несколько десятков сантиметров. Сила тока такой молнии будет около 200 тысяч Ампер, температура — около 20 тысяч градусов Цельсия. Причём слабый разряд (лидер) расчищает путь для сильного. Обычно лидер бьёт в землю от облака, а главный разряд распространяется в обратную сторону.

Около зон гроз бывают сильные потоки, молнии, град, шквалы, смерчи и микровзрывы. Плюс там благоприятные обстоятельства для обледенения, поэтому пилоты должны облетать грозовые зоны, благо их довольно легко обнаружить.

Самолёт даже при обычном полёте (вне зоны грозы) набирает электрический заряд. В кристаллических облаках, например, можно очень быстро зарядить борт, потому что самолёт имеет некоторые свойства большого конденсатора, а облако — «шершавое». При смене высоты меняется напряжённость электрического поля, и можно получить разряды между самолётом и окружающим воздухом. Со всех выступающих частей самолёта (например, с концов крыльев) могут бить разряды, поэтому там стоят специальные устройства, которые уменьшают этот эффект.

Сам разряд напоминает вспышку при электросварке. Он может повредить устройства связи, радиолокатор, может прожечь отверстие от 1 до 20 сантиметров в корпусе. От таких сильных разрядов выступающие части самолёта обычно начинают заметно светиться.

Электризацию борта можно заметить по поведению ряда приборов заранее. Обычно удаётся избежать накопления сильного заряда, но если вдруг он всё же начал образовываться, то пилоты отключают одну радиостанцию (чтобы она была резервной на случай разряда), включают освещение кабины (чтобы вспышка не ослепила ночью) и выходят из опасной зоны.

Желаем вам приятного полёта!

Большинство погодных явлений либо предсказывается, либо обнаруживается с борта, датчиков аэродрома или спутников. Считается, что технический фактор опасности сведён к минимуму, то есть техника позволяет либо предсказать любую опасную ситуацию, либо выйти из неё, если её предсказание невозможно. Последний известный крупный инцидент с погодой произошёл при спекании вулканического пепла внутри двигателей, когда у борта отказали все четыре силовые установки. Экипаж справился с этими небольшими неудобствами и успешно посадил борт. Вышел апдейт локаторов, появились новые правила полёта около активных вулканов. При последнем крупном извержении в Европе всё прошло относительно гладко. Также стоит отметить недавнюю катастрофу RRJ-95B RA-89098, по ней есть предварительный отчёт.

В России пилоты и диспетчеры проходят обязательный курс метеорологии и глубоко профессионально понимают, что происходит в полёте вокруг самолёта.

Поэтому, уважаемые параноики, вы можете в десятки раз повысить безопасность своего путешествия, если поедете в аэропорт на электричке. Или пересядете с переднего сиденья такси около водителя на заднее и там тоже пристегнётесь. Простая оценка вероятности подсказывает, что основные угрозы — примерно на этом участке, а не в воздухе.

Первая фотография поста предоставлена Ю.В. Филатовым (FBO «А-Групп»)

Как зависит производительность мотоцикла от наличия воздушного фильтра

Отсутствие воздушного фильтра не только не повысит производительность мотора, но и уменьшит её. Вместе с воздухом в камеру внутреннего сгорания будут попадать твёрдые частицы. Смешиваясь с моторным маслом, они циркулируют внутри и могут царапать внутреннюю поверхность деталей, откалывать частички металла и вызывать микроразрушение компонентов ДВС. Масло постепенно загрязняется, ухудшает работу поршней в цилиндрах и снижает мощность двигателя в целом. Может дойти до того, что поршень заклинит из-за слишком густого масла.

Чтобы повысить КПД мотора, регулярно меняйте воздушные фильтры. Это особенно актуально для пыльных дорог и городов, страдающих от смога. Чистые фильтры позволят выйти на заводские показатели производительности двигателя. Однако выше заложенной мощности ДВС всё равно работать не будет. На этот показатель влияют другие элементы — например, система впрыска топлива и выхлопная система. Если хотите повысить мощность мотора, модернизируйте именно их.

Как увеличить подачу воздуха в двигатель: доступные способы

Как видно, от количества и качества поступающего в цилиндры воздуха напрямую будет зависеть и мощность силового агрегата. В целях получения улучшенной отдачи от ДВС многие автолюбители стремятся увеличить подачу воздуха в агрегат. Как правило, такая необходимость возникает в процессе тюнинга двигателя, после проведения каких-либо доработок и т.д.

Далее мы рассмотрим несколько возможных способов, которые при этом не предполагают кардинальных переделок (например, доработка каналов ГБЦ, замена турбины на более производительную и т.п.)

  • Самым простым и бюджетным решением является установка фильтра нулевого сопротивления (нулевика). Хотя общий прирост мощности от такого решения небольшой, но на спортивных и специально подготовленных авто установка нулевика в комплексе с другими усовершенствованиями волне оправдана.
Читать еще:  Вентилятор не работает карбюраторный двигатель

Однако этого не скажешь о гражданских авто со «стоковым» ДВС. В этом случае получается скорее вред, чем польза, так как фильтры нулевого сопротивления быстрее загрязняются и хуже очищают воздух, что может сказаться на ресурсе мотора. При этом никакого прироста мощности фактически не наблюдается.

  • Еще одним способом подать в мотор больше воздуха является доработка элементов заводской системы. Речь идет о воздухозаборнике, патрубках, верхней крышке корпуса воздушного фильтра.

В самом начале необходимо измерить сопротивление воздуха на входе и после выхода из корпуса фильтра, после чего проводятся работы в целях уменьшения такого сопротивления.

  • Также следует отметить, что иногда на профильных форумах встречается информация об электрическом вентиляторе во впуск (динамический вентилятор, завихритель воздуха, система динамического наддува, электрический турбонагнетатель и т.п.). В свое время на рынке выделялись производители Кamann, Simota и ряд других.

Устройство представляет собой патрубок, в котором устанавливается крыльчатка. Во время работы крыльчатка вращается, создавая спиралеподобные завихрения воздуха. По заверениям производителей такой воздух более холодный и лучше проникает в камеры сгорания.

В результате улучшается общий процесс смесеобразования, мощность двигателя растет, повышается эластичность во время работы ДВС на разных режимах, автомобиль демонстрирует улучшенные динамические характеристики.

Однако как показывает практика, особой пользы после установки таких решений нет. Более того, высокая стоимость на отметке около 300-400 у.е. и вовсе ставит целесообразность подобных экспериментов под большое сомнение.

  • Еще в списке возможных решений для увеличения подачи воздуха можно отметить так называемый «холодный впуск». Подобное решение фактически предполагает вынос воздухозаборника из подкапотного пространства наружу, что позволяет снизить температуру поступающего воздуха и повысить его плотность.

В продаже встречаются готовые комплекты как для определенных моделей авто, так и универсальные. К преимуществам холодного впуска можно отнести увеличение мощности двигателя, снижение риска возникновения детонации, улучшение реакций на нажатие педали газа, незначительное уменьшение расхода топлива.

При этом существенно повышается вероятность попадания воды во впуск и гидроудара, а также намного быстрее загрязняется воздушный фильтр. Дело в том, что воздухозаборник ставится в «окна», которые отдельно делаются в бампере, в передней фаре и т.д.

Серь е зные риски

Существуют и более серьезные риски, например такие, как сердечная аритмия, но это чаще встречается у людей с заболеваниями сердечно-сосудистой системы в случае сильного запоя или хронического употребления алкоголя.

Научный журнал Sport Medicine пишет , что потребление алкоголя:

снижает использование глюкозы и аминокислот скелетной мышечной тканью;

отрицательно сказывается на энергообеспечении организма;

нарушает обменные процессы во время упражнений.

Алкоголь является депрессантом, поэтому он замедляет работу некоторых процессов в организме. Также это скажется на времени реакции спортсмена, его силе, выносливости и аэробном метаболизме.

  • Навон Ким Старший специалист по окружающей среде управления устойчивой инфраструктуры Департамента Восточной Азии, Азиатский банк развития

Навон Ким имеет около 20 лет опыта работы в вопросах устойчивого развития, устойчивого производства и потребления, инновационных систем, изменения климата, политики охраны окружающей среды и управления. В настоящее время, фокусируясь на вопросах низкоуглеродного развития городов, Навон Ким продвигает системное мышление, интегрированные решения и согласованные климатические решения в различных секторах, превентивный подход в целях повышения устойчивости и активного управления.

Кенжехан Абуов работает над вопросами регионального сотрудничества в Центральной Азии, активно взаимодействуя с различными государственными органами, и в настоящее время участвует в работе над проектами низкоуглеродного развития в г. Нур-Султане. До АБР Кенжехан работал в различных государственных органах Республики Казахстан. Имеет степень магистра в области государственного управления Корейского института развития и управления, г. Сеул, Южная Корея.

Страница Кенжехана Абуова на платформе LinkedIN

Айвор да Кунья — независимый консультант по вопросам энергоэффективности, базирующийся в Канаде. Он консультирует коммунальные предприятия, правительства, организации частного сектора и АБР по вопросам энергоэффективности, а также технологиям, программам и политикам сокращения выбросов парниковых газов По специальности Айвор является инженером-химиком с соответствующим опытом работы в Канаде, США, Европе и Азии.

Страница Айвор да Кунья на платформе LinkedIN

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector