Springen naar inhoud

Zuurstof gebruik van vliegtuigen op 10-12 km hoogte.


  • Log in om te kunnen reageren

#1

oktagon

    oktagon


  • >1k berichten
  • 4502 berichten
  • Verbannen

Geplaatst op 04 juli 2006 - 12:45

Dit lijkt me een eenvoudiger onderwerp voor dit forum;vliegtuigen,die op een hoogte van 12 km vliegen,bevinden zich in lucht met veel minder zuurstof dan op lagere niveaux.
Nemen deze hun zuurstof voor verbranding mee,zoals de V1's dat deden in stalen bollen of zijn ze zelf in staat om voldoende zuurstof uit de ijle lucht te halen?

Dit forum kan gratis blijven vanwege banners als deze. Door te registeren zal de onderstaande banner overigens verdwijnen.

#2

raintjah

    raintjah


  • >250 berichten
  • 824 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 04 juli 2006 - 12:59

Even offtopic:
Het is niveau, en niet "niveaux".

PS: Het meervoud van niveau is niveaus
Be careful whose advice you buy, but be patient with those who supply it.

#3

Wouter_Masselink

    Wouter_Masselink


  • >5k berichten
  • 8252 berichten
  • VIP

Geplaatst op 04 juli 2006 - 13:08

Er is op deze hoogte nog genoeg zuurstof aanwezig voor de moderne straalmotoren. Als je nog veel hoger gaat vliegen dan zou je gebruik kunnen makmen van ramjets. Door het vliegtuig een speciale vorm te geven kan je de lucht in de motor dwingen.
"Meep meep meep." Beaker

#4

Bart

    Bart


  • >5k berichten
  • 7224 berichten
  • VIP

Geplaatst op 04 juli 2006 - 13:22

Met 800+ km/h komt er inderdaad nog genoeg zuurstof in de motoren voor een goede verbranding. Een gewoon passagiersvliegtuig kan dan ook niet hoger dan een kilometer of 15 komen .De lucht is daar zo ijl dat de snelheid van het vliegtuig erg hoog moet zijn om genoeg lift te ontwikkelen. De motoren zouden daarvoor een groot vermogen moeten leveren (vanwege de luchtweerstand die met de derde macht noeneemt) en daar is niet voldoende zuurstof voor. Verder is dit ook nog eens brandstoftechnisch gezien niet echt rendabel.

De Concorde kan bijvoorbeeld tot zo'n 17-20 km hoogte vliegen vanwege zijn zeer hoge snelheid en ander type motoren. De SR-71 Blackbird spionagevliegtuig heeft ramjets en kan daarmee op 25-30 km hoogte komen. De ramjets geven het toestel een snelheid van minstens 3000 km/h. Echter, de ramjets werken alleen bij snelheden van >1500 km/h omdat er anders niet genoeg zuurstof in de motor komt.
If I have seen further it is by standing on the shoulders of giants.-- Isaac Newton

#5

Jan van de Velde

    Jan van de Velde


  • >5k berichten
  • 44893 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 04 juli 2006 - 15:37

Even voor de duidelijkheid: het volumepercentage zuurstof in de lucht is op die hoogten nagenoeg gelijk aan die op zeeniveau. Dus is het maar een kwestie van comprimeren.
ALS WIJ JE GEHOLPEN HEBBEN....
help ons dan eiwitten vouwen, en help mee ziekten als kanker en zo te bestrijden in de vrije tijd van je chip...
http://www.wetenscha...showtopic=59270

#6

Giel_5

    Giel_5


  • >25 berichten
  • 68 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 05 juli 2006 - 07:07

De motoren zouden daarvoor een groot vermogen moeten leveren (vanwege de luchtweerstand die met de derde macht noeneemt)


Volgens mij (maar ik kan me vergissen, dat gebeurt vaker) neemt de luchtweerstand kwadratisch toe met de snelheid. Toch klopt je derde macht voor motorvermogen, omdat vermogen gelijk is aan kracht maal snelheid.
LaTeX
en met luchtweerstand gelijk aan:
LaTeX

kom je aan de derdemacht benodigd vermogen.
(Overigens is de hoeveelheid benodigde brandstof wel weer kwadratisch, omdat de gevlogen tijd evenredig met de snelheid afneemt)

#7

Stephaan

    Stephaan


  • >250 berichten
  • 866 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 06 juli 2006 - 00:06

JvdV Ter ondersteuning (voorzover nodig) van wat je schreef over het volume procent van zuurstof in de ijle lucht op 10km hoogte wil ik nog zeggen dat
de lucht die de passagiers inademen in het vliegtuig de buitenlucht is van op die zelfde hoogte, maar dan wel gecomprimeerd tot de druk die heerst op ongeveer 2000 meter. (Daarom is hij, na opwarming, ook zo droog en na enigszins lange vuchten zo dorstverwekkend). Op die hoogte ondervindt praktisch niemand de invloed vd ijlere lucht bvb kortademigheid).

In dit verband heb ik me toch vragen gesteld toen ik las over de zeer onlangs geopende spoorlijn in China .
Een groot deel daarvan ligt boven 4000 meter en zelfs een deel boven 5000 meter.
Zweefvliegers wordt sterk aangeraden niet hoger dan 3500 meter te gaan zonder extra zuustof. Je kan wel als geoefend, niet rokend zweefvlieger een korte tijd op 5000 meter blijven maar voorzichtig is dat toch niet omdat bij sommige mensen het bewustzijnsverlies zeer plots en zonder waarschuwing optreedt .

Worden de passagiers van die trein gewaarschuwd of is de aan passingsperiode lang genoeg? (1500km in 3 dagen??)

#8

Wouter_Masselink

    Wouter_Masselink


  • >5k berichten
  • 8252 berichten
  • VIP

Geplaatst op 06 juli 2006 - 00:55

Je lichaam stelt zich met een paar dagen in op grotere hoogtes. Des te hoger je gaat des te langer het duurt om te compenseren. Dit beschrijft geen lineair verband. Ik heb hier verder geen exacte cijfers over.

Ik neem aan dat je '1500 meter (omhoog) in 3 dagen' bedoelde en niet '1500 km in 3 dagen'. De afstand die wordt afgelegd in een bepaalde periode is niet van belang. De stijging in een bepaalde periode des te meer. Deze stijging lijkt me langzaam genoeg te gaan om als verantwoord te worden gezien.
"Meep meep meep." Beaker

#9

Stephaan

    Stephaan


  • >250 berichten
  • 866 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 06 juli 2006 - 01:34

Ik bedoelde wel degelijk 1500km in 3 dagen omdat ik me dacht te herinneren dat de spoorlijn 1500km lang is en de trein er 3 dagen over doet om tot boven 5000m te klimmen. Voor het gemak had ik maar even verondersteld dat de stijg-percentage overal gelijk was! Van op welk niveau de trein vertrekt weet ik helemaal niet.
Als je vertrekt met passagiers die reeds aan 3500 meter gewoon zijn denk ik ook dat 5000 meter wel haalbaar is. Mijn eigen ervaring is dat ik vanaf eerst 25 jaar op zeeniveau een paar jaar op 1800 meter ben gaan wonen en dat ik daar de eerste weken sliep als een otter! Ik heb dat altijd toegeschreven aan het hoogteverschil en de ietwat ijlere lucht.

#10

Bart

    Bart


  • >5k berichten
  • 7224 berichten
  • VIP

Geplaatst op 06 juli 2006 - 07:37

Worden de passagiers van die trein gewaarschuwd of is de aan passingsperiode lang genoeg? (1500km in 3 dagen??)


Er wordt extra zuurstof in de trein gepompt.
http://www.china.org...avel/118005.htm

Volgens mij (maar ik kan me vergissen, dat gebeurt vaker) neemt de luchtweerstand kwadratisch toe met de snelheid. Toch klopt je derde macht voor motorvermogen, omdat vermogen gelijk is aan kracht maal snelheid.
LaTeX


en met luchtweerstand gelijk aan:
LaTeX

kom je aan de derdemacht benodigd vermogen.
(Overigens is de hoeveelheid benodigde brandstof wel weer kwadratisch, omdat de gevlogen tijd evenredig met de snelheid afneemt)


Heel simplicitisch gezien klopt dit, maar eigenlijk is deze vergelijking heel flauw. De weerstandscoefficient Cw is namelijk geen constante, maar hangt o.a. af van het Reynolds getal, die op zijn beurt weer van de snelheid afhangt. Met name met complexe aerodynamische voorwerpen zoals vliegtuigen zal deze formule niet opgaan. Het is enkel een indicatie van welke parameters de luchtweerstand afhangt.
If I have seen further it is by standing on the shoulders of giants.-- Isaac Newton

#11

groencontainer

    groencontainer


  • >25 berichten
  • 89 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 09 juli 2006 - 11:11


De motoren zouden daarvoor een groot vermogen moeten leveren (vanwege de luchtweerstand die met de derde macht noeneemt)


Volgens mij (maar ik kan me vergissen, dat gebeurt vaker) neemt de luchtweerstand kwadratisch toe met de snelheid. Toch klopt je derde macht voor motorvermogen, omdat vermogen gelijk is aan kracht maal snelheid.
LaTeX
en met luchtweerstand gelijk aan:
LaTeX

kom je aan de derdemacht benodigd vermogen.
(Overigens is de hoeveelheid benodigde brandstof wel weer kwadratisch, omdat de gevlogen tijd evenredig met de snelheid afneemt)


Klopt, mis alleen de rho (luchtdichtheid), vermoed dat je die tussen de twee punten wil hebben :roll:

Je rho neemt af met de hoogte, dus ook de luchtweerstand neem af met de hoogte. Doordat de luchtweerstand afneemt, heb je dus minder thrust nodig, wat mooi uitkomt, want de motor zal ook een lagere maximale thurst hebben doordat de luchtdichtheid lager word. Het brandstof verbruik van een motor is afhankelijk van de thrust die de motor levert. Gevolg: groter hoogte, lagere luchtweerstand, lagere thrust => lager brandstof verbruik! Echter neemt het rendement van de motor af met de hoogte, maar dit effect is minder dan de afname van de luchtweerstand. Dit is de rede dat vliegtuigen het liefst zo hoog mogelijk kruisen. Doordat zuurstof relatief zwaar is in de lucht, zal er op grotere hoogte de zuurstof verhouding in de lucht iets afnemen, dit is een van de redenen dat het rendement van de motor afneemt.
De inhoud van een pizza met straal z en dikte a =Pi*z*z*a

#12

GJ_

    GJ_


  • >250 berichten
  • 802 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 09 juli 2006 - 11:49

De SR-71 Blackbird spionagevliegtuig heeft ramjets

Waar heb je dat gelezen? Een SR71 heeft doodordinaire Pratt & Whittney J-58 motoren: turbine's. Ik geloof niet dat er nog ergens ramjets serieus gebruikt worden daar het rendement van die dingen belabbert is t.o.v. turbojets.

Er schijnen wel enkele ballistische wapens in ontwikkeling te zijn met ramjets ipv raketmotoren omdat het rendement (t.o.v. raketmotoren) dan beter is.

Een moderne variant die ik nog niet zo snel nuttig zie worden is de scramjet, een snelle variant.

#13

Jan van de Velde

    Jan van de Velde


  • >5k berichten
  • 44893 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 09 juli 2006 - 12:04

Doordat zuurstof relatief zwaar is in de lucht, zal er op grotere hoogte de zuurstof verhouding in de lucht iets afnemen, dit is een van de redenen dat het rendement van de motor afneemt.

Dat valt nogal mee:

Wiki:

Below the turbopause at an altitude of about 100 km, the Earth's atmosphere has a more-or-less uniform composition (apart from water vapor) as described above; this constitutes the homosphere.[2] However, above about 100 km, the Earth's atmosphere begins to have a composition which varies with altitude. This is essentially because, in the absence of mixing, the density of a gas falls off exponentially with increasing altitude, but at a rate which depends on the molar mass. Thus higher mass constituents, such as oxygen and nitrogen, fall off more quickly than lighter constituents such as helium, molecular hydrogen, and atomic hydrogen.


Conclusie: tot op 100 km hoogte wijkt het volumepercentage zuurstof niet of verwaarloosbaar af van die op zeeniveau. De gassamenstelling kan dus geen verlies aan motorrendement opleveren zelfs op respectabele vlieghoogten.

"respectabele" vlieghoogten:
http://ipp.nasa.gov/...-aerotech4.html

Solar Aircraft Sets Altitude Record
The unique Helios Prototype solar-powered flying wing, developed by AeroVironment, Inc. for a NASA program managed by Dryden, reached an altitude of 96,863 feet during a maximum-altitude flight on August 13 from the US Navy’s Pacific Missile Range Facility (PMRF) on the Hawaiian island of Kauai.


http://www.spaceadve....com/steps/edge

On July 25, 1973, a Ye-266, using the same airframe as the MiG-25 but equipped with more powerful engines, set the world’s absolute altitude record for a ground-launched air-breathing aircraft, reaching 118,867 ft. (36,230 m). On August 31, 1977, the record was broken by a modified MiG-25 (E-266M) and taken to 123,524 ft. (37,650 m).

-

En die zijn beide nog ruim binnen de homosfeer.
ALS WIJ JE GEHOLPEN HEBBEN....
help ons dan eiwitten vouwen, en help mee ziekten als kanker en zo te bestrijden in de vrije tijd van je chip...
http://www.wetenscha...showtopic=59270

#14

groencontainer

    groencontainer


  • >25 berichten
  • 89 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 10 juli 2006 - 22:19

Doordat zuurstof relatief zwaar is in de lucht, zal er op grotere hoogte de zuurstof verhouding in de lucht iets afnemen, dit is een van de redenen dat het rendement van de motor afneemt.

Dat valt nogal mee:

Wiki:

Below the turbopause at an altitude of about 100 km, the Earth's atmosphere has a more-or-less uniform composition (apart from water vapor) as described above; this constitutes the homosphere.[2] However, above about 100 km, the Earth's atmosphere begins to have a composition which varies with altitude. This is essentially because, in the absence of mixing, the density of a gas falls off exponentially with increasing altitude, but at a rate which depends on the molar mass. Thus higher mass constituents, such as oxygen and nitrogen, fall off more quickly than lighter constituents such as helium, molecular hydrogen, and atomic hydrogen.


Conclusie: tot op 100 km hoogte wijkt het volumepercentage zuurstof niet of verwaarloosbaar af van die op zeeniveau. De gassamenstelling kan dus geen verlies aan motorrendement opleveren zelfs op respectabele vlieghoogten.


Check, excuses
De inhoud van een pizza met straal z en dikte a =Pi*z*z*a

#15

shimmy

    shimmy


  • >1k berichten
  • 1123 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 11 juli 2006 - 20:46

Wordt wel wat offtopic, maar toch:

Het brandstof verbruik van een motor is afhankelijk van de thrust die de motor levert. Gevolg: groter hoogte, lagere luchtweerstand, lagere thrust => lager brandstof verbruik! Echter neemt het rendement van de motor af met de hoogte, maar dit effect is minder dan de afname van de luchtweerstand. Dit is de rede dat vliegtuigen het liefst zo hoog mogelijk kruisen.


Ik ben het wel eens met dit verhaal, maar slechts tot op zekere hoogt, en dan wel letterlijk. Volgens mij gaat dit op zolang er geen rekening wordt gehouden met de samendrukbaarheid van lucht. En is het niet zo dat bij hoogtes waar we het hier over hebben niet alleen de rho afneemt (met als gevolg een hogere true air speed) maar ook de temperatuur (met als gevolg een afnemende geluidssnelheid).
Aangezien Mach=TAS/geluidssnelheid, ontstaat er een toenemend mach getal op grotere hoogte dat weer zorgt voor een grotere vlieg weerstand.

In de praktijk ligt de optimale hoogte (voor verkeersvliegtuigen) dan ook altijd een aardig stuk onder de maximum hoogte.





0 gebruiker(s) lezen dit onderwerp

0 leden, 0 bezoekers, 0 anonieme gebruikers

Ook adverteren op onze website? Lees hier meer!

Gesponsorde vacatures

Vacatures