題:
為什麼飛機活塞發動機沒有消音器?
vn2000
2017-08-30 13:37:57 UTC
view on stackexchange narkive permalink

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?

我沒有數字,但消音器降低了發動機功率。
@ymb1當然相關,可能不是重複的;這個問題問他們為什麼這麼吵(根據那裡最受好評的答案,答案在某種程度上可能是“因為他們沒有消音器”);這問為什麼沒有消音器,答案*不能*是“因為他們沒有消音器”,因為那是循環推理。
錯誤的問題。大多數確實有消聲器。異常非常古老,例如帶有徑向引擎的戰鳥。
它們降低了發動機功率,增加了重量,在燃盡之前具有有限的壽命,並增加了新的危險因素,例如燃料洩漏到熱消聲器上。除了需要滿足噪音法規(這是一項“政治*”要求,而不是““技術” *)要求外,這是沒有優秀的飛機設計人員甚至考慮使用它們的四個原因-它們完全沒有實現“簡化並增加亮度”的目的。飛機設計原理。
降低投票率可能是因為活塞發動機確實裝有消音器
我知道的每架現代通用航空飛機都配有消音器。單引擎飛機使用消音器罩加熱空氣以除霜和機艙熱量。消聲器不及汽車上的消聲器大或有效,但飛機發出的大部分噪聲來自支柱,因此擁有更大的消聲器並不能消除噪聲。
-1
飛機比一般人在遠離一般人群的地方行駛。從很早的時候起,汽車就已經能夠繞過高速公路上的消音器。
當我以前在空中拖曳滑翔機時,我們在飛機上安裝了消音器。以及4個葉片式低噪音螺旋槳。而且我們確實使用了無鉛Avgas。為了避免接近敏感的鄰居,我們採用了特殊的模式。可以辦到。
五 答案:
Peter Kämpf
2017-08-30 14:40:31 UTC
view on stackexchange narkive permalink

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):

Muffler on a Cessna 172

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)中的 Mercedes D.IIIa的圖片:

Mercedes DIIIa in a Fokker D VII

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:

Avro Lancaster

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。

Power Flow為通用航空飛機製造了最著名的調諧排氣系統。 http://www.powerflowsystems.com
@Pugz:另一個蛇油供應商…
請填寫我!
@Pugz:在他們的常見問題解答中說:“我們已經完成了飛行測試,並發現由排氣管引起的阻力可以由排氣管中的推力克服。”是的,它們的排氣似乎更好,但更大的排氣會導致更大的阻力。這支持了我在上面的回答中所說的內容。
大聲笑,這很有趣。謝謝!
Greg Taylor
2017-08-30 14:53:08 UTC
view on stackexchange narkive permalink

即使在40年代和50年代設計的美國飛機中,最常見的飛機也帶有消音器。

穆尼就是這麼做的。 enter image description here

和廣受歡迎的塞斯納172

enter image description here

Jerry Coffin
2017-08-30 23:04:57 UTC
view on stackexchange narkive permalink

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。

您所描述的聽起來像是兩輪賽車和一些高性能鏈鋸上使用的基本變速箱:[兩輪消音器](http://www.bikeberry.com/media/catalog/product/cache/1/image/ 512x512 / 9df78eab33525d08d6e5fb8d27136e95 / p / e / performance-speed-demon-muffler-with-expansion-chamber.jpg)。我可以看到“兩個圓錐體放在一起”的形狀。
@JPhi1618:是的,這是該設計的一種常見應用。它不僅限於二衝程發動機(儘管對於四衝程發動機,氣門開度之間的時間大約增加了一倍,因此對於相同的RPM,腔室的長度必須是其兩倍左右)。
“運行中的飛機與幾乎所有可能聽到它的人之間通常存在更多的距離,因此噪音根本不像汽車之類重要。”我的父母住在距機場約一英里的地方。由活塞發動機驅動的飛機在房屋上方數百英尺處飛行,比在街上行駛的汽車產生的噪音大得多。
@DavidRicherby:大多數噪音是由螺旋槳引起的。
@PeterKämpf好的,但是答案聲稱飛機的噪音並不重要,因為飛機距離很遠。我要指出的是,這種說法沒有多大用處。論據的那一部分與平面的哪一部分產生噪聲無關。
-1
這就是您要描述的無閥二衝程膨脹排氣。四衝程高性能排氣僅是膨脹錐。所有飛機活塞發動機均為四衝程。 “部分真空”對我來說毫無意義。
@Koyovis: [真的](http://www.recpower.com/hirth.htm)?
實際上,@JerryCoffin Ah超輕型飛機也是飛機。
@JerryCoffin甚至還有一家名為Power Flow Systems的公司,該公司為4缸Lycoming發動機製造改裝的排氣系統,通過智能地管理進氣和排氣來提高馬力。他們聲稱這也降低了機艙噪音,但這可能是因為它重新引導了排氣,而不是配備了更安靜的消聲器。
Greg Gallacci
2017-08-31 20:48:41 UTC
view on stackexchange narkive permalink

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。

為了使螺旋槳飛機“離最近的不受保護的耳朵只有幾英里遠”,在任何具有任何人口密度的區域上,螺旋槳飛機都必須處於至少12,000英尺的高度。 (即,幾乎是整個英格蘭這樣的地方。)
我對螺旋槳經常帶有超音速尖端的說法提出異議。特定型號的飛機在這樣做時值得注意,但是並不常見。
一些快速的包絡計算表明,超音速尖端至少是合理的。聲音速度約為300 m / s或18000 m / min。尖端的速度取決於支柱的直徑及其旋轉的速度。如果道具以2400 RPM旋轉,則18000 m / s轉換為7.5 m /轉。因此,如果半徑(=葉片的長度)大約為2.4米(或大約8英尺),則2400 RPM的道具將成為超音速。當然,較小的道具旋轉得更快時就會超音速。
-1
關於“ ...離最近的未保護耳朵的距離……”:您的鞋子上必須有一些非常長的延伸部分,以使您的腳可以到達舵踏板:-)我懷疑真正的原因與為什麼許多摩托車,雪地車等沒有有效的消音器,有些人用更大聲的消音器代替了汽車(半)有效的消音器:噪音和它給其他人帶來的煩惱使他們有力量的感覺。
Spannerz
2017-09-01 05:10:27 UTC
view on stackexchange narkive permalink

在大多數飛行中,平面發動機設計為在窄範圍RPM下接近WOT(全開節氣門)運行。

將管道長度與RPM相匹配稱為排氣調節,它可以提高性能,並且據我了解可以減少噪音。

這意味著調整每個氣缸的排氣應該很簡單,基本上切成正確的長度,最好保持打開狀態。 p>

enter image description here
Source)示例排氣調節。



該問答將自動從英語翻譯而來。原始內容可在stackexchange上找到,我們感謝它分發的cc by-sa 3.0許可。
Loading...