Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - H. 34. 20 september 1955 - Flygplansskrovets värmeupptagning, av Olle Ljungström
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
760
TEKNISK TIDSKRIFT
Stationära värmeproblem
Vid relativt långvarig flygning med hög
över-ljudsfart och motsvarande hög
ytterskaltempera-tur, uppstår i första hand sådana stationära
värmeproblem som reducerad statisk
materialhållfasthet och reducerad styvhet hos flygplanskalet,
krypning hos skrovmaterialet, utmattning i
värme, ävensom stationära värmespänningar, t.ex.
i spant, samt ovannämnda kylproblem.
Vid rea- eller raketdrivna flygplan ligger det
dock på nuvarande utvecklingsstadium så till, att
den stora bränsleförbrukningen ger en naturlig,
ganska stark begränsning av flygtiden vid högsta
fart per flyguppdrag. Det kan kanske röra sig om
maximalt 5—15 minuters flygning vid högsta
värme, vilket i många fall kan betyda att
medeltemperaturen i delar av skalet blir avsevärt lägre
än gränsskiktets jämviktstemperatur, samt att
materialets hållfasthetsminskning under värmets
påverkan går ganska långsamt.
Först vid införande av atomdrift för flygplan
kan det bli frågan om långvarig flygning med
mycket höga gränsskiktstemperaturer.
Icke-stationära värmeproblem
De icke-stationära värmetillstånden, vilkas
främsta konsekvenser är värmespänningar i
skrovet, beror i första hand av flygplanets
rörelsetillstånd i lufthavets temperaturfält, dess
rörelseriktning och accelerationstillstånd.
Storleken av de i skrovet uppstående
icke-stationära värmespänningarna beror i hög grad av
materialet i skalpanelerna, av dessas konstruktion,
av arrangemanget av inre förstyvningar (balkar,
spryglar, spant) samt även av inre värmekällor
och värmesänkor (reamotor, bränsletankar).
Kritiska termiska flygtillstånd
Uppvärmningstid för aluminiumskal
Förutom den maximala
gränsskiktstemperaturen är det i många fall den maximala
temperatur-tidsgradienten, som blir bestämmande för de
in-stationära värmespänningarna i flygplanet.
Det är därför av vikt att man på ett riktigt sätt
definierar de kritiska eller dimensionerande
ter-mo-instationära flygtillstånden för en aktuell
flygplantyp, vilka måste väljas med hänsyn till
Tabell 1. Maximalt tillåten temperatur för olika enheter i
ett modernt flygplan
Detalj
enligt
fig. 1.
[-Maximitemperatur-]
{+Maximi-
tempera-
tur+}
°C
9 Kabinluft ...........................30
Plexiglashuv ..................... 70
10 Elektronik ....................... 70
11 Automatkanon med ammunition . . 60
12 Hydraulik ..............................................80—100
13 Gummidetaljer, däck ..........................100—120
14 Reabränsle ............................................30—40
Fig. 2. Gränsskiktstemperaturens tidsförlopp vid olika
acce-larationstillstånd; 1 överljudsreaflygplan med måttliga
prestanda, Mmax — t A i dykning från 18 till 2 km med
upptagning och retardation till M — 1,0, maximalt dT/dt =
= 2,3°C/s, T max — 70°C; 2 avancerat överljudsreaflygplan
med Mmax = 3, statiskt dragkraft-viktförhållande 1,5; a
horisontell acceleration till M = 3, maximalt dT/dt = A°C/s,
T max — 300°C; b vertikal dykning med fullt motorpådrag
från 18 till 2 km, M = 0,9—2,0, maximalt dT/dt = 12°C/s,
T max — 170°C; 3 avancerad robot, vertikal start,
medel-acceleration 180 m/s’; Mmax = 2,7, maximalt dT/dt =
= 150°C/s, T max = 385°C.
flygplanets prestanda och med hänsyn till
tillåtna manövrer i luften. Sådana dimensionerande
flygtillstånd bör lämpligen ingå i de s.k.
belastningsbestämmelserna för framtida flygplan.
Temperatur-tidsförlopp blir väsentligt olika vid
olika accelerationstillstånd för överljudsflygplan
med varierande prestanda (fig. 2). För en
avancerad robot med vertikal start från marken blir
temperaturgradienten av en helt annan
storleksordning än för flygplanen med maximalt
dT/dt = 150°C/s, dvs mer än 10 gånger så stort
värde som för flygplanet enligt kurva 2 b.
De angivna temperatur-tidsgradienterna får
betydelse främst för värmespänningar i ytterskalet
och strukturen i dess närhet, då uppvärmnings-
Temperatur
10b r
Fig. 3. Aerodynamisk uppvärmning i ytterskat av
aluminium vid ögonblicklig acceleration; M = 0 — 1,25, H — 0
km, begynnelsetemperatur 15°C, jämviktstemperatur 100°C.
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
