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bystand
新手上路
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 Posted - 09/10/2008 : 08:23:33
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P-47“Thunderbolt"的渦輪增壓器被放在座艙的后面。由于有一些管道連接引擎和增壓器，所以整個機身顯得肥肥的。請問為什么不把增壓器放在座艙前面？這樣就不用那么多管道，機身也可以瘦一點。座艙靠后一點，起飛、降落時前方視野會受影響，但也不會太礙事。Corsair不也用得好好的。
和機械增壓器相比，渦輪增壓器的一個優點是不會占用引擎的輸出功率。但是，氣缸排氣時，活塞要壓縮廢氣，驅動渦輪，難道不會影響輸出功率么？還是這種方式對輸出功率的影響小？
又：除了P-47、P-38、B-17、B-29之外，還有那些飛機采用了渦輪增壓器？戰后有戰機采用渦輪增壓器么？像戰后服役的F8F Bearcat、A-1 Skyraider都用的是機械增壓器。如果渦輪增壓器比機械增壓器好用的話為什么不用渦輪增壓器？
謝謝不吝賜教。 |
Edited by - bystand on 09/10/2008 09:52:09 |
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cobrachen
管家
4513 Posts |
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bystand
新手上路
169 Posts |
Posted - 09/10/2008 : 09:51:32
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quote:
Originally posted by cobrachen
F4U用的是機械增壓，不是渦輪增壓。
http://www.acewings.com/cobrachen/forum/topic.asp?TOPIC_ID=3576
謝謝cobrachen前輩回應。我知道F4U用的是機械增壓。我的意思是為何不把P-47的渦輪增壓器放到引擎和座艙之間。這樣的話座艙可能會比較靠后，像F4U一樣。不過F4U用得好好的，可見座艙放在后面也不礙事。
P-47之所以那么肥就是因為渦輪增壓器放在后面，和引擎要有管道連接。如果增壓器和引擎緊挨著，就不需要那么長的管道，機身不是可以瘦一些么？
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Akula
路人甲乙丙
5752 Posts |
Posted - 09/10/2008 : 10:27:39
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quote:
Originally posted by bystand
和機械增壓器相比，渦輪增壓器的一個優點是不會占用引擎的輸出功率。但是，氣缸排氣時，活塞要壓縮廢氣，驅動渦輪，難道不會影響輸出功率么？還是這種方式對輸出功率的影響小？
又：除了P-47、P-38、B-17、B-29之外，還有那些飛機采用了渦輪增壓器？戰后有戰機采用渦輪增壓器么？像戰后服役的F8F Bearcat、A-1 Skyraider都用的是機械增壓器。如果渦輪增壓器比機械增壓器好用的話為什么不用渦輪增壓器？
廢氣本身就高溫高壓，就算不用活塞推也會自己跑出去，而引擎本來就會因為活塞把廢氣推出去而損失一些能量，所以沒有什麼差別，在下是這麼猜想的
機械增壓的好處是不用多做一個要承受高溫高壓廢氣的渦輪，而這個渦輪正是一大技術瓶頸，省掉它就省事多了，另外機械增壓的反應比較直接，接近自然進氣那種隨傳隨到的反應，而不像渦輪增壓會有渦輪遲滯，所以有些汽車玩家會偏好機械增壓，不過這個在飛機上的影響有沒有那麼大？
戰後大家就開始用渦噴了，要用渦輪增壓活塞引擎去推螺旋槳的話，還不如把活塞引擎拿掉變成渦槳來得乾脆？
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勝利のポーズ、決め
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玄史生
路人甲乙丙
Taiwan
1484 Posts |
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bystand
新手上路
169 Posts |
Posted - 09/10/2008 : 11:28:50
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quote:
Originally posted by 玄史生
把渦輪增壓器放在引擎與座艙間，大戰中日本有嘗試過：
中島キ87
http://www.ne.jp/asahi/airplane/museum/nakajima/Ki87Spec.html
但是如圖所見，除了機首過長影響視界外
渦輪增壓器與引擎擺在一起，造成引擎艙空間有限，增加整備的困難
而且渦輪增壓器的散熱也是一大問題，加上渦輪增壓器本身的耐熱性不佳
所以只有製作一架試飛過幾次，就沒有繼續研發了。
感謝玄史生前輩的資料。根據cobrachen前輩所述，機械增壓器要和引擎擺在一起，那么整備和散熱的問題對二者都是一樣的。或者同樣性能的渦輪增壓器要比機械增壓器大很多，因此格外造成困難（猜的）？ |
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dasha
版主
41777 Posts |
Posted - 09/10/2008 : 11:54:38
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汽車上的狀況如何小弟不知道,但可以肯定的是,由於飛機有飛行高度改變帶來的壓力差,所以渦輪增壓會多出內部與外部壓力差這個增加作用力的效應.
在飛機上,機械增壓是從引擎抽出功率來進行,渦輪增壓卻只要利用汽缸內廢氣與外界壓力差來進行,因此機械增壓會減損你螺旋槳吃到的功率,渦輪增壓不會,加上飛上高空後外界氣壓的自然降低,渦輪增壓增加引擎輸出讓飛機飛高以後,可以從壓力差得到的輸出更多,是正向循環,這與一直狂吃你功率的機械增壓剛好成反比,因此渦輪增壓才會被強調.而廢氣排出的機制,對渦輪增壓與機械增壓都相同,沒有差別,不會說要渦輪增壓就要特別用力去壓出廢氣.
二次大戰的飛機你去找有裝機械增壓的,列出來名單幾乎就是二次大戰服役軍用機的90%以上,找沒有機械增壓的還比較快......但渦輪增壓的就少,一來是製作技術瓶頸,二來是體積瓶頸,這種玩意就是大到翻.P-39本來是打算在座艙前擺渦輪增壓的,但那空間遠遠不夠,取消後那空間擺個37mm炮都還有剩,可見這種東西本來該有多大.
F4U不是大體機的渦輪增壓,可是這飛機在艦上降落可是要一堆特殊技巧......
吉屋出售
台北市基隆路二段套房,近台大及捷運,附近有黃昏市場,生活機能便利.
http://www.hbhousing.com.tw/web/A002/index.asp?module=search&file=Detail&No=Z087382%20%20%20&AID=A002
台北縣板橋市大觀路一二樓公寓,接近國小至大學各級學校及公車總站,離捷運及板橋車站不遠.
詳情請洽0931043559田小姐 |
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ewings
路人甲乙丙
943 Posts |
Posted - 09/12/2008 : 02:29:05
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就是因為那些管道省不掉，所以才得要放在那邊，並不是想放那邊就放
渦輪增壓是收集各汽缸的排氣，但是活塞引擎的排氣並不是穩定連續的，而是脈衝的型式
而渦輪如果直接吃脈衝，想要他壽命夠高的話，可能需要超合金Z
因此需要夠長的管道或是夠大的蓄壓腔體，讓壓力波能夠減弱，使壓力平均，而且也需要其他汽缸的排氣的壓力波來相消
管線需要收集所有汽缸的排氣，為了讓各汽缸排氣壓力波的相位能恰好相消，排氣管相接的地方最好和各汽缸排氣口的管線距離相同
這又注定了管道的體積與結構受了限制
而且別忘了這個系統需要處裡每分鐘11萬公升的熱排氣，確定要把這東西塞到發動機後這個散熱最糟的地方？
正因為這個世界有著這種狗屁倒灶的物理之壁，所以航太工程師領的薪水比動漫畫機械設定師高
書裡面講渦輪增壓管道佔體積的缺點，可不是講講而已
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當你看到我在版上發的文章越來越多時，也代表我拿到博士學位的時間會越來越晚
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bystand
新手上路
169 Posts |
Posted - 09/19/2008 : 09:57:55
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quote:
Originally posted by ewings
就是因為那些管道省不掉，所以才得要放在那邊，並不是想放那邊就放
渦輪增壓是收集各汽缸的排氣，但是活塞引擎的排氣並不是穩定連續的，而是脈衝的型式
而渦輪如果直接吃脈衝，想要他壽命夠高的話，可能需要超合金Z
因此需要夠長的管道或是夠大的蓄壓腔體，讓壓力波能夠減弱，使壓力平均，而且也需要其他汽缸的排氣的壓力波來相消
管線需要收集所有汽缸的排氣，為了讓各汽缸排氣壓力波的相位能恰好相消，排氣管相接的地方最好和各汽缸排氣口的管線距離相同
這又注定了管道的體積與結構受了限制
謝謝ewings兄。
小弟有一點疑問。現代房車裝備的渦輪增壓引擎不是把渦輪增壓器和引擎放在一起么？汽車引擎只有４或６缸，渦輪的工作環境更惡劣（氣缸數多，不同工況的氣缸可以抵消脈沖）。難道是現代渦輪的機械性能比二戰時提高很多？
quote:
而且別忘了這個系統需要處裡每分鐘11萬公升的熱排氣，確定要把這東西塞到發動機後這個散熱最糟的地方？
正因為這個世界有著這種狗屁倒灶的物理之壁，所以航太工程師領的薪水比動漫畫機械設定師高
書裡面講渦輪增壓管道佔體積的缺點，可不是講講而已
小弟的想法是，渦輪增壓器本身并不產生新的熱量，它是把引擎產生的廢氣能量轉換成壓縮空氣的能量。如果渦輪和附加管道足夠耐熱的話，放在引擎附近并沒有把散熱的問題變得更糟。
另外，不知道B-17的引擎和渦輪增壓器距離有多遠？和P-47相比如何？
小弟的專業不是機械或熱動力，所述有不當之處還請不吝指教。 |
Edited by - bystand on 09/19/2008 09:58:31 |
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偷兒
路人甲乙丙
3591 Posts |
Posted - 09/19/2008 : 11:03:05
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>渦輪增壓器本身并不產生新的熱量
空氣被壓縮的過程中產生的熱量可多了~~~
所以不論是飛機還是渦輪增壓的車子都會強調...
英特酷啦(intercooler)
附帶一提...
柴油機之所以可以不用火星塞...
就是因為氣體壓縮熱足夠點燃油氣!!!
壓縮熱是很可怕的!!!
這不是動畫!!!這不是動畫!!!
你將會看到時光的眼?.
勝利者將會是誰呢???
KeRo KeRo KeRo KeRoKeRo KeRo~~~ |
Edited by - 偷兒 on 09/19/2008 11:04:38 |
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bystand
新手上路
169 Posts |
Posted - 09/19/2008 : 11:31:29
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quote:
Originally posted by 偷兒
>渦輪增壓器本身并不產生新的熱量
空氣被壓縮的過程中產生的熱量可多了~~~
所以不論是飛機還是渦輪增壓的車子都會強調...
英特酷啦(intercooler)
渦輪增壓器的動力來自引擎廢氣。渦輪增壓器不過是把廢氣的熱量轉換成壓縮空氣的熱量。渦輪增壓器沒有額外的動力源，因此不會產生新的熱量。 |
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偷兒
路人甲乙丙
3591 Posts |
Posted - 09/19/2008 : 11:57:31
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???
廢氣裡面有甚麼???
高溫熱能+高速的動能...
我們所能截取的...只有動能...
所以...廢氣的高溫依舊..
廢氣渦輪的動能傳到進氣渦輪去加壓未燃燒的空氣...
所以又產生出了新的熱能....
新熱+舊熱就像東京熱+亞熱結果就是一頭熱...
要把熱能吃掉就只能靠英特褲辣..
不把熱能吃掉...除了對管路不利之外...
因為把要燃燒的空氣給加溫了...
加溫=膨脹....那剛剛的增壓不是增心酸的???
所以...不管如何...散熱是非常重要的課題!!!
這不是動畫!!!這不是動畫!!!
你將會看到時光的眼�..
勝利者將會是誰呢???
KeRo KeRo KeRo KeRoKeRo KeRo~~~ |
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Akula
路人甲乙丙
5752 Posts |
Posted - 09/19/2008 : 13:08:01
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渦輪增壓器裝intercooler是要將剛壓縮過的進氣冷卻，這部份的目的主要是為了提昇引擎效率，而渦輪段畢竟也是要受到高溫廢氣的衝擊，自然要有一套冷卻系統去保護它，如果渦輪葉片的散熱做得好，就可以讓它承受更高溫的排氣，當然效率也就更好，如果不行，那搞不好還要在排氣管路中先把廢氣冷卻一下，效率就不見了
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勝利のポーズ、決め
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cobrachen
管家
4513 Posts |
Posted - 09/19/2008 : 19:59:52
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quote:
Originally posted by bystand
另外，不知道B-17的引擎和渦輪增壓器距離有多遠？和P-47相比如何？
小弟的專業不是機械或熱動力，所述有不當之處還請不吝指教。
B-17是機械增壓，B-24和B-29才是渦輪增壓。 |
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bystand
新手上路
169 Posts |
Posted - 09/19/2008 : 20:27:52
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quote:
Originally posted by cobrachen
B-17是機械增壓，B-24和B-29才是渦輪增壓。
我是從wikipedia上看到的“Powerplant: 4× Wright R-1820-97 "Cyclone" turbosupercharged radial engines, 1,200 hp (895 kW) each”。而且，B-17的service ceiling比Lancaster要高2000多米，所以我一直以為B-17是渦輪增壓。 |
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閒遊之人
我是老鳥
6809 Posts |
Posted - 09/19/2008 : 20:28:14
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| 好像就是增壓的問題導致24開發困難~~ |
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dasha
版主
41777 Posts |
Posted - 09/19/2008 : 20:38:07
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因為噴射引擎的發展,現代渦輪增壓器的技術確實是遠遠高於二戰的水準了,至少耐熱金屬方面如是.
記得是cobrachen兄提到的,二戰時期渦輪增壓器的渦輪運轉一段時間後,是火紅的,小弟沒看過相關照片就是.過熱氣體直接排出引擎的散熱需求是一回事,那只要排氣管盡量不要聚熱就好,但拿這些氣體來作工的話,你就會有很多材料一定要嚴重暴露在熱氣體的衝擊下,如果你不能處理這個熱問題,那就是渦輪燒掉.
這些排氣的剩餘能量運用,如果不是特別設計排氣管去產生噴射的效應,那就是用渦輪增壓去提取這些剩餘能量,你其他機械壓縮機甚的都不會用到這些剩餘能量,都是純浪費這些能量,這是渦輪增壓的效果.理論上機械增壓與渦輪增壓應該都可以放在同一具引擎上.
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cobrachen
管家
4513 Posts |
Posted - 09/20/2008 : 10:10:47
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更正一下，我前面記錯了。B-17是渦輪增壓加上一級一速的機械增壓，這一點我記錯。抱歉。
B-24一開始是一級兩速機械增壓，B-24B以後才是渦輪增壓。 |
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閒遊之人
我是老鳥
6809 Posts |
Posted - 09/20/2008 : 19:54:00
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也就是一架戰機的引擎能同時裝機增與渦增就了~~
兩者會互相衝突嗎??
或是其實兩個的效益不高
因為似乎都只裝一種 |
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cobrachen
管家
4513 Posts |
Posted - 09/20/2008 : 21:22:49
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quote:
Originally posted by 閒遊之人
也就是一架戰機的引擎能同時裝機增與渦增就了~~
兩者會互相衝突嗎??
或是其實兩個的效益不高
因為似乎都只裝一種
其實二戰時期使用渦輪增壓器的飛機都有一個基本的一級機械增壓，至於是不是都是一級一速的機械增壓，大致上可以肯定應該是。
這個機械增壓器可以看作是當時引擎的基本配件之一，沒有另外加裝的，就像是P-40或者是P-39，只有一級，有第二級的，像是P-63，至於裝了渦輪的，通常這個第一級都掠過去不提，可能只是多年來的方便吧。
也因為提到的資料不多，所以早期我也是以為只有渦輪擔任全程的增壓，後來陸陸續續針對一些引擎找資料，才比較確定有第一級的機械增壓算是常見的搭配。
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cobrachen
管家
4513 Posts |
Posted - 09/20/2008 : 22:20:20
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quote:
Originally posted by bystand
渦輪增壓器的動力來自引擎廢氣。渦輪增壓器不過是把廢氣的熱量轉換成壓縮空氣的熱量。渦輪增壓器沒有額外的動力源，因此不會產生新的熱量。
無論是機械或者是渦輪增壓，他們的作用都是在提高氣體的壓力和密度，而這個過程就和噴射發動機的壓縮段類似，而在壓力和密度的變化上也與汽缸有相似的物理性質，換句話說，熱量的產生即使不考慮摩擦等其他因素的話，因為壓力的變化本身就會讓氣體的溫度升高，所以增壓器的附近需要有冷卻器的原因就是在降低氣體的溫度，以免一進入汽缸或者是剛剛和汽油混合就發生點燃得爆震的現象。高辛皖值汽油也是針對這個問題的解決方案，MW 50也是類似的考慮點。
因此，就渦輪增壓器來說，他需要承受廢氣的熱量，以及氣體在壓縮過程中上升的溫度。二戰時期想要把渦輪增壓器和引擎放在一起的設計很多，日本，美國和德國都有，可是結果都是一些技術上的問題無法克服而以失敗收場。他們面臨的問題基本上有兩個共通的地方：
一個是散熱的能力與空間的問題。無論是氣冷或者是液冷，將渦輪增壓器放在機頭的位置，在不大幅增加尺寸的前提下，都將會大幅增加一個小空間內需要排出的熱量，提高冷卻的能力可以作到，但是就得要增加冷卻管線的體積或者是冷卻空氣的管道和出入口，換句話說，得要增大機頭的大小，這會產生設計上的問題。
另外一個是和其他液體之間的混合與燃燒的危險。飛機上除了汽油以外還有其他的液體也會在高溫下產生燃燒的危險，最重要的一個就是潤滑油。以現在的技術來說，要防止漏油的技術或者是產品已經比過去好很多，在當時是無法完全避免的。像是P-43以及日本在5式戰鬥機上的設計，都是有實際或者是研發過程的危險出現。P-43可以說是美國第一款單引擎戰鬥機使用渦輪增壓器的設計，然而因為這個因素，加上引擎出力的限制，很快就退掉，一部分給了國府空軍用，是早期高空性能最好的機種，唯一可以攔截百式偵察機的戰鬥機。 |
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ewings
路人甲乙丙
943 Posts |
Posted - 09/20/2008 : 22:25:22
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Originally posted by bystand
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Originally posted by ewings
就是因為那些管道省不掉，所以才得要放在那邊，並不是想放那邊就放
渦輪增壓是收集各汽缸的排氣，但是活塞引擎的排氣並不是穩定連續的，而是脈衝的型式
而渦輪如果直接吃脈衝，想要他壽命夠高的話，可能需要超合金Z
因此需要夠長的管道或是夠大的蓄壓腔體，讓壓力波能夠減弱，使壓力平均，而且也需要其他汽缸的排氣的壓力波來相消
管線需要收集所有汽缸的排氣，為了讓各汽缸排氣壓力波的相位能恰好相消，排氣管相接的地方最好和各汽缸排氣口的管線距離相同
這又注定了管道的體積與結構受了限制
謝謝ewings兄。
小弟有一點疑問。現代房車裝備的渦輪增壓引擎不是把渦輪增壓器和引擎放在一起么？汽車引擎只有４或６缸，渦輪的工作環境更惡劣（氣缸數多，不同工況的氣缸可以抵消脈沖）。難道是現代渦輪的機械性能比二戰時提高很多？
那是你的錯覺
現代汽車發動機裡的渦輪增壓所佔體積已超過兩個汽缸的容積
就算是二戰的航空發動機，體積也差不多是這樣
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quote:
而且別忘了這個系統需要處裡每分鐘11萬公升的熱排氣，確定要把這東西塞到發動機後這個散熱最糟的地方？
正因為這個世界有著這種狗屁倒灶的物理之壁，所以航太工程師領的薪水比動漫畫機械設定師高
書裡面講渦輪增壓管道佔體積的缺點，可不是講講而已
小弟的想法是，渦輪增壓器本身并不產生新的熱量，它是把引擎產生的廢氣能量轉換成壓縮空氣的能量。如果渦輪和附加管道足夠耐熱的話，放在引擎附近并沒有把散熱的問題變得更糟。
另外，不知道B-17的引擎和渦輪增壓器距離有多遠？和P-47相比如何？
小弟的專業不是機械或熱動力，所述有不當之處還請不吝指教。
你有看過渦輪像汽缸一樣上水套的嗎？沒有嘛
等你看到渦輪也上水套的時候，再來講那點熱沒關係也不遲
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當你看到我在版上發的文章越來越多時，也代表我拿到博士學位的時間會越來越晚
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Edited by - ewings on 09/20/2008 22:29:55 |
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閒遊之人
我是老鳥
6809 Posts |
Posted - 09/20/2008 : 23:10:04
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如果是液冷的不能把冷卻管路設計到機翼上嗎~~
雖然會損失機役的燃料和武器籌載
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cobrachen
管家
4513 Posts |
Posted - 09/20/2008 : 23:25:52
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Originally posted by 閒遊之人
如果是液冷的不能把冷卻管路設計到機翼上嗎~~
雖然會損失機役的燃料和武器籌載
轉移到機身其他部位是設計者積極常式的做法，不過，這時候除了燃料與武器的籌載之外，延伸這些管線導致的系統易損性，相關的散熱的機構的設計會不會有額外的阻力，這修通過機身其他部位的管線帶來的溫度會不會影響結構，蒙皮或者是壽命，這些是需要解決的問題。
對於溫度的影響其實是很多飛機設計上希望避免的，因為其他的結構不見得是適合長時間接觸高溫，然後大量使用鋼材的。 |
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閒遊之人
我是老鳥
6809 Posts |
Posted - 09/20/2008 : 23:57:46
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話說液冷系統有冷卻管路被打中時的保護措施嗎~~
類似油箱自封系統那類的東西~ |
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cobrachen
管家
4513 Posts |
Posted - 09/21/2008 : 00:18:21
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Originally posted by 閒遊之人
話說液冷系統有冷卻管路被打中時的保護措施嗎~~
類似油箱自封系統那類的東西~
這個倒是沒有發現過，可能和當時能夠使用的材質以及這些管線容器本身在運作的時候會維持的溫度範圍有關係。 |
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渦輪增壓器
