Gassturbin VS Stempelmotor!

[Sofie]

Hei!
Holder på å skrive en oppgave på skolen der jeg skal skrive noen fordeler og ulemper om stempelmotor i forhold til gassturbin, men trenger litt hjelp til dette!
Trenger en litt bedre forklaring på ting, og ikke bare at det er slikt, dette er det jeg har kommet fram til nå;

- et fly med gassturbin kan fly høyere enn et fly med stempelmotor, ettersom at jo lenger opp i høyden du kommer, jo tynnere blir luften.
- et fly kan oppnå større hastighet med en gassturbin
- en stempelmotor produserer ikke strøm, og dermed ikke pneumatikk, eller hydraulisk trykk
- man kan ikke få trykkabin på et fly med stempelmotor

Trenger en forklaring på disse tingene, om de i det hele tatt stemmer

takk på forhånd!

[Dag Viking]

Det finnes fly med stempelmotor som har trykk-kabin. Lancair IV pressurized er den første jeg kommer på.
Turbin har flere viktige fordeler.
-Pålitlighet
-Effekt/vekt
-Bruker billigere og lettere tilgjengelig drivstoff
-Effektiv i store høyder (høyere true airspeed, mindre forbruk og lettere å unngå/utnytte vær)

Den største ulempen til turbin er innkjøpspris, etterfulgt av vedlikeholdskostnader.

[Sofie]

Takk for svar!

Så det du mener med pålitelighet og vekt er at gassturbinen er tryggere og veier mindre enn en stempelmotor ?

[Dag Viking]

Originally Posted by Sofie

Takk for svar!

Så det du mener med pålitelighet og vekt er at gassturbinen er tryggere og veier mindre enn en stempelmotor ?

Ja, det stemmer. Effekt/vekt betyr hvor mange hk den yter pr kg motor. En turbin som PT-6 kan ha 4hk/kg, mens en O-540 kan ha 1,5hk/kg.

[Discus]

Originally Posted by Dag Viking

-Effektiv i store høyder (høyere true airspeed, mindre forbruk og lettere å unngå/utnytte vær)

Ja, man skal jo heller ikke fryktelig høyt før effekten på en stempelmotor begynner å dabbe av hvis man ikke har turbo el.l.

Turbinmotor er vel også mindre var for lufttemperatur enn en stempelmotor, både ifht. kaldstart og operasjoner?

[Dag Viking]

Originally Posted by Discus

Turbinmotor er vel også mindre var for lufttemperatur enn en stempelmotor, både ifht. kaldstart og operasjoner?

Ja, du slipper å styre med cowlflaps osv. Med turbin er det vel bare å dra den i flight idle og sette nesen ned, uten at motoren har vondt av det.

[Swashbuckler]

Originally Posted by Sofie

Takk for svar!

Så det du mener med pålitelighet og vekt er at gassturbinen er tryggere og veier mindre enn en stempelmotor ?

En annen grunn til påliteligheten er at alt roterer om én akse i en turbinmotor. I en stempelmotor skifter stemplene retning rundt 5000 ganger i minuttet med de krefter og slitasjer det medfører...

[Stone]

Originally Posted by Sofie

- en stempelmotor produserer ikke strøm, og dermed ikke pneumatikk, eller hydraulisk trykk

Denne bør du revidere. Begge kan produsere strøm fra en generator montert enten på gearbox eller via reim (som på småfly). Pneumatikk kan du få fra en kompressor, igjen montert på gearbox. Det er riktig at de fleste turbiner "bleeder" luft fra kompressoren, men det er nok av eksempler på påmonterte kompressorer, f.eks. Boeing 787. Og hydraulikk, vel det er igjen fra en pumpe på gearbox, både på stempelmotorer og turbinmotorer.
For ordens skyld: Både kompressorer og pumper kan selvsagt drives elektrisk.

Forøvrig er det riktig at stempelmotorer får "pustevansker" i stor høyde, dette kan tildels motvirkes med turbo eller kompressormating. (Mye "kompressor" her, håper du forstår sammenhengen..) Og pålitelighet/driftssikkerhet er mye bedre for en turbin, som det sies av andre her.

Så er det kostnadssiden. En turbin vil som regel være dyrere, men mye lettere for samme effekt. Men vedlikeholdskostnaden vil være mindre, da gangtiden mellom overhalinger vil være mye høyere. Således vil man ved høy utnyttelse (fly mye) oppveie mye av den høyere anskaffelseskostnaden.

Så kommer tilgjengelighet for drivstoff. Man får ikke bensin (100LL o.l.) alle steder, mens Jet Fuel finnes på de fleste flyplasser. Småflyfolket her kan sikkert utdype.

Lykke til! Og velkommen i bransjen!

[Belarnion]

Når det gjelder høyder for stempeldrevne fly:
http://en.wikipedia.org/wiki/Caproni_Ca.161
1937, FL560 (17 000m)

[Piper]

Fordeler med stempelmotorer er at de kan ha fast propell og dermed betydeligere billigere innkjøp og vedlikehold. Egner seg godt i lavere høyder, dvs under 10`000 fot, ca 3000 meter.
Kan varierer turtallet raskt og er derfor best egnet i de fleste småfly.
Bruker mindre drivstoff pr time, de fleste småfly har begrenset mulighet til å ha med mer en ca 130 - 180 liter drivstoff som rekker til ca 4 - 5 timers flyging.

Fordelen med turbin er større høyde og mer fart , og som tidligere nevnt, mulighet for betydelig mer effekt, typisk fra 400 hk og nesten ubegrenset oppover, men mer komplisert propell og lite egnet til typisk fritidsflyging, med få unntak. Et eksempel er fallskjermhopping hvor de kjører full pinne for å komme fort opp i 10`000 til 13`000 fot og fort ned igjen.

[Sofie]

Takk for svarene folkens! Hjalp mye med skoleoppgaven

[superk]

Originally Posted by Piper

Fordelen med turbin er større høyde og mer fart , og som tidligere nevnt, mulighet for betydelig mer effekt, typisk fra 400 hk og nesten ubegrenset oppover, men mer komplisert propell og lite egnet til typisk fritidsflyging, med få unntak. Et eksempel er fallskjermhopping hvor de kjører full pinne for å komme fort opp i 10`000 til 13`000 fot og fort ned igjen.

Det gir vel ikke så mye mening å snakke om hk vedrørende turbinmotorer. En jetmotor blåser luft igjennom som i sin tur skyver flyet frem. Selvfølgelig kan en hoste opp noen ugreie regnestykker for å få en indikasjon, men det er en grunn for at motorens ytelse måles i skyvkraft. En stempelmotor som setter opp et dreiemoment derimot..

[Dag Viking]

Originally Posted by superk

Det gir vel ikke så mye mening å snakke om hk vedrørende turbinmotorer. En jetmotor blåser luft igjennom som i sin tur skyver flyet frem. Selvfølgelig kan en hoste opp noen ugreie regnestykker for å få en indikasjon, men det er en grunn for at motorens ytelse måles i skyvkraft. En stempelmotor som setter opp et dreiemoment derimot..

Gassturbin kan også være en turboprop, og der er hk et godt mål på effekt.

[seilfly]

Ja. Gjerne oppgitt som foot-pounds (ft-lbs) eller Shaft Horsepower (SHP). Det finnes kanskje andre benevninger også, men typisk omhandler de nettopp dreiemoment/torque.

[Dag Viking]

Originally Posted by seilfly

Ja. Gjerne oppgitt som foot-pounds (ft-lbs) eller Shaft Horsepower (SHP). Det finnes kanskje andre benevninger også, men typisk omhandler de nettopp dreiemoment/torque.

Personlig så foretrekker jeg hk eller kW når det er snakk om effekt. Torque, som lbs*ft, sier egentlig ikke noe om hvor mye arbeid en motor kan gjøre dersom man ikke vet hvilket turtall det er snakk om.
Som kjent er sammenhengen mellom effekt og dreiemoment:
Effekt[hk] = dreiemoment[lbs*ft] * turtall [o/min] /5252

Når man skal finne effekten til en motor, er det vanlig å måle dreiemomentet , og så beregnes effekten ut fra det.

For jetmotorer er det også ganske enkelt å konvertere fra thrust til effekt,
effekt[W]=thrust[N]*fart[m/s]

[seilfly]

Personlig foretrekker jeg hva nå enn som vises på motorinstrumentet, for da snakker måleren og jeg om det samme ;-) (SHP for min del).

[LNv22]

Originally Posted by Swashbuckler

En annen grunn til påliteligheten er at alt roterer om én akse i en turbinmotor. I en stempelmotor skifter stemplene retning rundt 5000 ganger i minuttet med de krefter og slitasjer det medfører...

Til dette med pålitelighet...

Er det virkelig slik at en turbinmotor i alle tilfeller er mer pålitelig?

Dersom vi begrenser oss til at man skal 1) ha et lite fly 2) fly i maks 7000 fots høyde 3) på korte turer 4) fart og ytelse har ingen betydning 5) at vi har svært begrenset vedlikeholds- og servicemuligheter på plassene vi opererer: er det da fortsatt slik at en turbinmotor, mht. driftssikkerhet og pålitelighet, fortsatt på alle måter vil være å foretrekke?

Jeg tenker på momenter som dette:

Originally Posted by piper

Fordeler med stempelmotorer er at de kan ha fast propell og dermed betydeligere billigere innkjøp og vedlikehold.

Etter min forståelse er også en turbinmotor en mer teknisk krevende innretning enn en stempelmotor...

Kan det ikke være slik at det enkleste, noen ganger, faktisk er det beste?

[Swashbuckler]

Min mening er at driftsikkerheten til en turbinmotor ikke påvirkes av de forholdene du nevner her. De virker mer som økonomiske forhold. Og det er vel prisen i mange tilfeller som begrenser utbredelsen av turbinmotorer i GA-sammenheng.

En turbinmotor kan godt virke veldig komplisert, men grunnprinsippene er at noe roterer for å komprimere luft, deretter innføres drivstoff som kun trenger å antennes én gang under oppstart, deretter har man en kontinuerlig selvoppholdende flamme, og til slutt et turbinsteg for å hente ut kraften/drive kompressoren.

Krever en del mer under utviklingsfasen, men i drift er de fantastisk stabile!

[Wahoo]

Originally Posted by Dag Viking

For jetmotorer er det også ganske enkelt å konvertere fra thrust til effekt,
effekt[W]=thrust[N]*fart[m/s]

Nettopp, men jetmotorer har altså ikke noen effekt (W, arbeid) når de står stille (static).
Derfor bruker man skyvekraft (N) for å beskrive jetmotorer.

W