可以理解的是噴氣發動機沒有消音器,但是甚至在噴氣機時代很久之前,飛機活塞發動機就從未像汽車那樣具有消音器,這有什麼具體原因嗎?
可以理解的是噴氣發動機沒有消音器,但是甚至在噴氣機時代很久之前,飛機活塞發動機就從未像汽車那樣具有消音器,這有什麼具體原因嗎?
如今,歐洲的大多數通用航空飛機都裝有消音器,因此它們可以通過越來越嚴格的噪音要求。這是塞斯納172上的一個(圖片 source):
從歷史上看,消聲器是被認為是不利的,因為它們會通過增加背壓降低發動機性能。通過部分阻擋排氣流,消音器在循環的最後一個上沖程(排氣沖程)中增加氣缸壓力,因此消聲器面臨更大的阻力。而且,更多的燃燒氣體保留在氣缸中,因此在下一個循環中可以吸收更少的新鮮燃料-空氣混合物。最多在帶有開放式駕駛艙的飛機上安裝了一根管子,將廢氣從飛行員身上引走。以下是福克D VII(源)中的 Mercedes D.IIIa的圖片:
但是,夜間飛行會使飛機容易通過排氣火焰被檢測到,因此在二戰中將排氣管添加到管中以避免光學檢測。下面是帶有 Bristol Hercules引擎( source)的 Avro Lancaster的圖片:
我們對活塞發動機有了更深入的了解,現在可以設計出不會造成太大功率損失的消音器,並且在調諧共振消聲器的情況下,您甚至可以在設計速度下獲得更大的動力,因為當閥門關閉時,壓力波將從消音器到達排氣口,並會增加氣缸壓力。但是,由於我們的老式航空活塞發動機的RPM速度較低,因此消聲器需要很大,同樣古老的機身設計也沒有空間。因此,在航空領域,消聲器仍然會造成功率損耗。
您所提問題的直接答案是,運行中的飛機與幾乎其他可能聽到它的人之間通常存在更大的距離,因此噪音根本不像在汽車中那樣重要經常在其他汽車和行人的一米範圍內行駛,並且通常距離房屋,辦公室,醫院等僅幾十米之遙。
另一方面,我確實有義務指出與普遍的看法相反,排氣系統 可以降低噪音而又不會造成動力損失-實際上,在許多情況下,經過適當設計的系統實際上可以增加動力,尤其是某些適用於大多數情況的動力
例如,一個簡單的可調式膨脹室通常看起來像兩個圓錐體,其大頭焊接在一起。
當發動機的排氣值打開時,排氣開始從排氣口流出(被活塞相當快地推動)。這意味著我們有一股相當密集的排氣流以相當高的速度從排氣口移開。
當排氣口關閉時,該廢氣不斷從排氣口移開,從而留下了部分真空
在“開放式管道”排氣系統中,大氣很快流入真空中,因此,當排氣口再次打開時,廢氣必須將空氣“推”出
使用可調式排氣系統,我們在排氣口附近有一條管道(某種形式),以防止大氣中的空氣僅填充端口附近的真空。 。雙錐膨脹室的作用遠不止於此:它的設計目的是使濃密的廢氣從膨脹室的遠端彈起,然後再返回端口。它返回到腔室的端口端,然後再次彈起,因此它正從排氣口移開。
我們要爭取的是,隨著排氣門的打開,濃密排氣後面的部分真空正好在發動機排氣口的外面。當發生這種情況時,部分真空實際上有助於將下一批“廢氣”從燃燒室“吸出”。
這有助於減少噪音:廢氣的噪音基本上是因為緊隨其後的是壓縮廢氣的“包裝”,然後是稀有空氣。通過調整後的腔室,我們讓下一部分壓縮排氣“充滿”了部分真空。因此,從排氣中流出的氣體具有更一致的壓力。
為什麼這特別適用於飛機:主要是因為在飛機中,發動機的速度在大多數情況下都可以預測得多時間。與汽車不同的是,大多數飛機基本上都是圍繞巡航速度設計的,並且大部分時間都在發動機RPM的狹窄範圍內運行,因此,以最小的代價為該速度設計膨脹室是很容易的其他速度。
螺旋槳通常以足夠高的RPM運轉,以至於槳葉的尖端超過了聲音的速度。
我們的耳朵聽到“憤怒的咆哮”聲。不是引擎,不是一直如此,這就是為什麼5葉片的道具要比兩葉片的道具要安靜得多,而兩葉片的道具都以相同的淨推力運行。這兩個葉片的道具需要更高的RPM,這將尖端推到了聲屏障之外是。五葉螺旋槳以較低的RPM運行,音爆較少。
好的,關鍵是:如果您的螺旋槳能夠發出遠遠超過發動機噪音的噪音,為什麼要使發動機靜音?在直升飛機上的螺旋槳飛機並沒有汽車安靜,但是它離最近的未保護耳朵幾乎只有幾英里遠,因此對發動機聲音抑制的需求減少了。在西雅圖,似乎每個人都有一個水上飛機,有關槳葉數量的規定正在生效。2把槳葉?不,起飛時噪音太大3。好更好在高RPM還是5或7時仍然響亮嗎?好極了!無需為超音速操作而足夠快地旋轉它。一些較新的道具具有許多奇怪彎曲的葉片,並且運行非常安靜。安靜的螺旋槳=高效螺旋槳。