Kodėl kai kurių Boeing lėktuvų varikliai turi dantytus korpusu? Ar toks dizainas sugalvotas tik dėl grožio?

Kodėl kai kurių Boeing lėktuvų varikliai turi dantytus korpusu? Ar toks dizainas sugalvotas tik dėl grožio?

Keliaudami oro uostuose galbūt esate pastebėję, kad kai kurie Boeing lėktuvai turi variklius su dantyta galine dalimi. Toks dizainas iš tiesų atrodo pakankamai įdomiai. Tokius variklius turi 737 MAX, 787 Dreamliner, 747-8 ir, tikriausiai, dar keli naujesni Boeing modeliai. Tačiau variklio korpuso dizainas sugalvotas tikrai ne dėl grožio. Kokią funkciją turi ta dantyta galinė variklio dalis? Ir kodėl tokio sprendimo nenaudoja Airbus?

Iš tiesų, nors sakome, kad zigzago dizainas nėra sugalvotas tik dėl grožio, iš tikrųjų jis padeda Boeing pabrėžti kompanijos gaminamų lėktuvų modernumą. Varikliai su dantyta galine dalimi išsiskiria iš senesnių modelių ir atrodo šiek tiek, sakykime, įdomiau. Bet, aišku, toks dizainas atlieka labai svarbią funkciją.



Trumpas atsakymas – šie varikliai skleidžia šiek tiek mažiau triukšmo nei senesni, kurie dantytos galinės dalies neturi. Internete pateikiami įvairūs matavimų duomenys, tačiau toks dizainas triukšmą sumažina apytiksliai 6-7 decibelais. Tai, žinoma, nėra daug, turint omenyje, kad lėktuvai yra labai triukšmingi. Tačiau net ir toks patobulinimas suteikia nemažai naudos, nes šiais laikais lėktuvų keliamam triukšmui skiriama labai daug dėmesio.

Boeing 787 Dreamliner variklis su Chevron dizainu. (Eric Prado, Wikimedia(CC BY-SA 3.0)

O anksčiau viskas buvo kitaip. Pirmieji reaktyviniai aviaciniai varikliai buvo labai triukšmingi, nors buvo gerokai mažesni ir paprastesni. Senieji reaktyviniai varikliai neturėjo to didžiulio ventiliatoriaus priekyje. Jie veikė labai paprastu principu – į priekį lėktuvą stūmė karštų iš variklio besiveržiančių dujų srovė. Tai – labai primityvus, supaprastintas reaktyvinio variklio veikimo principas, tačiau šiuo atveju to pakanka. Ta energinga karštų dujų srovė, kuri ir stūmė orlaivį pirmyn, maišėsi su aplinkoje esančiu oru. Dėl greičių skirtumo tarp iš reaktyvinio variklio išstumtų dujų ir aplinkoje esančio oro susidarydavo sūkuriai, kurie ir kėlė beprotišką triukšmą.

Triukšmingi varikliai nėra visiškai išnykę. Pavyzdžiui, Boeing 727, kurio gamyba baigėsi dar 1984 metais, vis dar tebeskraido, tačiau jau tik kaip krovininis lėktuvas. Dėl 727 variklių keliamo triukšmo, šie orlaiviai nėra įsileidžiami į kai kuriuos oro uostus. O anksčiau jie skraidė visur, nes geresnės alternatyvos tiesiog nebuvo, o ir žmonės taip tankiai negyveno aplink oro uostus. Pažvelkite, kokie juokingai maži atrodė 727-ojo varikliai:

Boeing 727 turėjo mažą ventiliatorių, todėl buvo labai triukšmingi – jų neįsileidžia visa eilė oro uostų. (Eric Prado, Wikimedia(CC BY-SA 3.0)

Modernūs turboventiliatoriniai varikliai yra kur kas didesni, tačiau kartu ir tylesni. Variklio priekyje yra didžiulis ventiliatorius, kurį suka reaktyvinio variklio turbinos. Šiuo atveju lėktuvą į priekį stumia ta pati karštų dujų srovė, tačiau aplink ją teka kiek lėtesnis ir gerokai vėsesnis ventiliatoriaus pučiamas oras. Viskas atrodo maždaug taip:

Turboventiliatorinio variklio schema. (Zephyris, Wikimedia(CC BY-SA 3.0)

Šioje schemoje 1 žymi variklio korpusą, 2 – ventiliatorių, 3 ir 4 – žemo ir aukšto slėgio kompresorius, 5 – degimo kamerą, 6 ir 7 – aukšto ir žemo slėgio turbinas, 8 – reaktyvinio variklio išmetimą, o 9 – ventiliatoriaus išmetimą. Kaip matote, raudonos rodyklės žymi itin greitą įkaitinto oro srovę, pučiamą iš reaktyvinio variklio vidaus. Tuo tarpu mėlynos rodyklės vaizduoja lėtesnę ir gerokai vėsesnę oro srovę iš ventiliatoriaus.

Nelygi galinė variklio korpuso dalis kuria sūkurius, todėl suprastėja aerodinaminis efektyvumas. (Ken Fielding, Wikimedia(CC BY-SA 3.0)

Greičių skirtumas tarp šių oro srautų yra mažesnis nei skirtumas tarp reaktyvinio variklio išmetimo ir aplinkos. Taigi, susidaro mažesni oro sūkuriai, todėl turboventiliatoriniai varikliai yra gerokai tylesni už senuosius paprastus reaktyvinius variklius. Tačiau tyliais ir šių variklių pavadinti negalime – juos paliekantis oro srautas vis tiek yra labai greitas ir sukelia triukšmingus sūkurius.

Norwegian oro linijų Boeing 737-8 MAX su aiškiai matomu variklių korpuso dizainu. (Anna Zvereva, Wikimedia(CC BY-SA 2.0)

Ir čia prieiname prie Boeing dantyto variklio korpuso dizaino. Chevrons angliškai vadinami zigzagai yra aerodinaminis prietaisas. Lėktuvui skrendant jie patys kuria mažus sūkurius, kurie tarsi apgobia variklius paliekančias dujas. Taigi, reaktyvinio variklio išmetamas karštas dujas dengia ventiliatoriaus sudaromas srautas, o jį – dantytos korpuso dalies kuriami maži sūkuriai. Jie neleidžia susidaryti didesniems sūkuriams, kurie anksčiau kildavo dėl didelio skirtumo aplinkos oro ir reaktyvinio variklio srauto tėkmės greičių. Taip variklis veikia 6-7 dB tyliau, o tai yra pakankamai neblogas rodiklis. Tačiau Airbus tokio dizaino nenaudos.

Boeing 747-8 turi net keturis tokio dizaino variklius. (Grzegorz Jereczek, Wikimedia(CC BY-SA 2.0)

Airbus net ir norėdami negali pritaikyti Chevrons savo lėktuvams. Priežastis labai paprasta – Boeing turi šios technologijos patentą.Tačiau neaišku, ar Airbus apskritai domintų lėktuvų keliamo triukšmo sumažinimas 6-7 decibelais. Dantyto variklio korpuso kuriami sūkuriai reiškia, kad padidėja oro pasipriešinimas. Nežymiai, tačiau tai gali padidinti degalų sąnaudas. Kita vertus, Boeing teigia, kad dėl sumažėjusio triukšmo į lėktuvų fiuzeliažą gali montuoti mažiau garso izoliacijos, todėl tai, ką praranda dėl sumažėjusio orlaivio aerodinaminio efektyvumo, atgauna sumažindami jo svorį. Tačiau toks dizainas pravartus ne tik keleiviniams lėktuvams. Dantytus korpusus turi ir krovininės Boeing 747-8 versijos, nes oro uostai turi savus reikalavimus orlaivių keliamam triukšmui.



Taip pat skaitykite:

Kokį kurą degina reaktyviniai lėktuvai?

Ar lėktuvai gali neužsivesti dėl šalčio?

Kam skirtos tos raudonos juostelės su užrašu „Remove before flight“ ant oro uostuose stovinčių lėktuvų?

Kodėl didžiųjų lėktuvų padangos nėra pripildomos oru?

Ar kabinose sėdintys pilotai gali matyti lėktuvo sparnų galus?

Kodėl lėktuvai patys netyčia nepakyla pučiant stipriam vėjui?

Kodėl kai kurie lėktuvai variklius turi po sparnais, o kiti – prie uodegos?

Apie Nodum

Nodum.lt - įdomiems skaitiniams skirtas puslapis. Čia reguliariai publikuojami straipsniai apie naujausias technologijas, mokslo pasiekimus, automobilių pasaulio naujienas ir kultūrą, patarimus ir visokias internete aptinkamas įdomybes. Didžiausias dėmesys skiriamas žmonėms, kurie kuria, keliauja, myli savo darbą, įdomioms lankytinoms vietoms ir pomėgiams. Nodum.lt - įvairenybių mazgas, jei veikiate ką nors įdomaus, apie ką norėtumėte papaskoti - susisiekite su mumis per mūsų Facebook puslapį ar elektroniniu paštu - nodum2017@gmail.com.