Keisčiausias matavimo vienetas

Ko gero pats keisčiausias matavimo vienetas, su kokiu esu susidūręs – tai sekundės. Juo matuojamas reaktyvinių variklių efektyvumas, kitaip tariant, sąlyginė trauka. Taip, aišku, reaktyvinių variklių trauką galima matuoti niutonais (kaip vadovėliuose) ar kilogramais (kaip praktikoje), o tai jau lyginti su kuro suvartojimu kilogramui traukos, etc., bet kažkodėl naudojama sekundė. O ar sugalvotumėt, kodėl?

Paaiškinimas paprastas: norint įvertinti, koks yra variklio efektyvumas, reikia pažiūrėti, kiek kuro jis suvartoja tam tikrai traukai gauti. T.y., kokią trauką tam tikram laikui išvysto iš tam tikro kiekio kuro. Niutonai čia, žinoma, nepatogūs, nieko nesakantys, todėl traukai apibrėžti naudojami kilogramai – taip galime paprastai palyginti išvystomą galią su sunaudojamo kuro kiekiu (mase).

Formulė gaunasi paprasta: Trauka*Laikas/Kuras. Kitaip tariant, kg*s/kg. Suprastinam formulę ir gaunasi tiesiog sekundės. Štai tos sekundės ir žymi, kiek kilogramų traukos per vieną sekundę išvysto iš vieno kilogramo per tą pačią sekundę suvartoto kuro konkretus reaktyvinis variklis.

Lėktuvams ir jų varikliams šis matavimo vienetas gal ir nėra toks aktualus, tačiau raketoms ir raketiniams varikliams jis tiesiog įprastas. Dar, beje, turintis ir dar vieną privalumą: nesvarbu, ar kurą bei trauką matuosim svarais (kas buvo populiaru JAV), ar kilogramais, sekundės visvien gausis tos pačios.

Oro reaktyviniai varikliai turi kokius 5-20 kartų didesnę specifinę trauką, nes naudoja ir oksidatorių, ir darbinį kūną iš aplinkos. Daugumos turbininių reakyvinių variklių su dirbančia forkamera sąlyginė trauka siekia apie 1500-3000 sekundžių ar daugiau. Įprasti aukšto dvikontūriškumo turboventiliatoriai siekia virš 6000 sekundžių, o tobuliausi – net virš 12000 sekundžių. Klaikiai neefektyviais laikomi tiesiasroviai varikliai – apie 1000-2000 sekundžių, esant viršgarsiniams greičiams.

Akivaizdu, kad jei oro reaktyviniams varikliams didžiausia priklausomybė yra nuo variklio konstrukcijos, tai raketiniams varikliams didžiausia priklausomybė yra nuo kuro, visi kiti faktoriai tampa iš esmės antraeiliais. Įprastų kietojo kuro raketinių variklių sąlyginė trauka – apie 150-250 sekundžių, skystojo kuro raketinių variklių – apie 300-450 sekundžių. Tobuliausias raketinis kuras – trikomponentinis litis/vandenilis/fluoras (realiai – litis-fluoras, su vandeniliu, kaip darbiniu kūnu) duoda 542 sekundes. Deja, tai daugiau teorinis, nei praktinis kuras: naudojant tokį variklį, litis turi būti paduodamas išlydytas (>180C), o vandenilis – suskystintas (-252C)

Skystas vandenilis su skystu deguonimi duoda apie 455 sekundes. Sovietų taip mėgti mišiniai iš serijos azoto tetroksidas su hidrazinais – apie 290-320 sekundžių, priklausomai nuo konkrečios mišinio sudėties. Vokiečių Fau-2 raketose naudotas skystas deguonis su žibalu – 352 sekundes. Tobuliausi mišiniai amonio perchlorato pagrindu (kietas raketinis kuras) – 265 sekundes. Boranai, apie kuriuos neseniai rašiau – gali duoti apie 360 ar daugiau, vienas tobuliausių raketinių mišinių jų pagrindu – deguonies difluoridas su pentaboranu – 362 sekundes. Pastarasis atvejis iš principo įgyvendinamas, tad boranus galime laikyti išties tobuliausiu raketiniu kuru bent jau iš tų, kur nereikalingos kriogeninės technologijos.

Beje, nors gali atrodyti, kad 322 sekundės iš azoto tetroksido su asimetriniu dimetilhidrazinu yra tik truputį mažiau už deguonies difluoridą su pentaboranu (362 sekundės), nes iš tam pačiam sekundžių kiekiui reikia vos 12% mažiau kuro, išties skirtumas kardinalus: Lietuvoje buvusios rusiškos raketos Dvina (SS-4), sverdavo 42 tonas ir 2000km atstumu nešdavo vieną 1600kg svorio branduolinį užtaisą, kurio galia siekė apie 2,3 megatonos (apie 100 kartų daugiau, nei bombos, numestos ant Hirosimos ar Nagasakio). Kuro masė šioje raketoje, kaip ir kitose, sudaro netoli 90%, tad galim grubiai primesti, kad tiesiog pakeitus kurą, vietoj vienos branduolinės galvutės tuos pačius 2000km ji būtų galėjusi nešti ištisas tris, o gal net ir keturias.

Rokiškis Rabinovičius rašo jūsų džiaugsmui

Aš esu jūsų numylėtas ir garbinamas žiurkėnas. Galite mane susirasti ir ant kokio Google Plus, kur aš irgi esu Rokiškis Rabinovičius+.

Dalinkitės visur: Share on Facebook0Share on Google+0Share on LinkedIn0Tweet about this on Twitter

5 thoughts on “Keisčiausias matavimo vienetas

  1. laiqua_lasse

    Iš formulinio sekundės apibrėžimo atrodytų, kad teisingesnis žodinis būtų „Laikas, kurį variklis, sunaudojęs vieną masės vienetą kuro, gali palaikyti vieną masės vienetą atitinkančią trauką“. Spėju, kad toks apibrėžimas nepraktiškas, bet gal reikėtų tiksliau įvardinti, kaip ten kas gaunasi?

    Reply
    1. rokiskis Post author

      Jo, galima ir taip, bet normaliai tai lyginamas ne veikimo laikas, o trauka, kuri per sekundę išvystoma kilogramui sunaudoto kuro, taigi, gaunasi taip, kad ta trauka suveikia, kaip kurui specifinė konstanta, iš kurios dauginama ta viena sekundė. Tokia vat logika.
      Bet šiaip tai galima ir taip, ir anaip apibrėžinėt, visvien tas pats galas gaunasi 🙂

      Reply
    1. rokiskis Post author

      Jo, bet nors paradoksalu, esant specifiniam darbo organizavimui, nuo tvoros iki pietų yra puikus matavimas, nors ir anekdotinis 🙂

      Reply
  2. Pingback: Pasaulio pabaigos grožis. Raketinis smūgis iš kosmoso « Rokiškis

Parašykite komentarą

El. pašto adresas nebus skelbiamas. Būtini laukeliai pažymėti *