¿Por qué el motor en forma de cheurón sufre pérdidas en el rendimiento de empuje?

Desde aquí descubrí mucho sobre los chevrones en el Boeing 787, pero no lo suficiente como para saber por qué resulta en una pérdida de rendimiento.

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Originalmente, pensé que si están "cortando agujeros triangulares" en el "cono de campana", entonces una parte del escape se expandirá antes que otras. (Yo mismo soy más un chico de cohetes). O podría pensar en ello como "agregar extensiones triangulares" al cono de campana óptimo, en cuyo caso algunas partes del escape se expandirán más tarde de lo habitual. O podría reunirse en el medio, que probablemente sea la mejor manera, pero aún así dará como resultado una expansión subóptima.

Pero me pregunto acerca de una analogía aún más simple: si el sonido es energía desperdiciada de un motor (que podría haberse convertido en empuje), entonces reducir el sonido de alguna manera debe significar que, de lo contrario, la energía desperdiciada en realidad se ha convertido en producción de empuje y, por lo tanto, aumentaría el rendimiento del empuje . ?

Entonces, ¿cuál es realmente y por qué?

Supongo que se convertiría en calor.

Respuestas (1)

Los chevrones necesitan una pequeña diferencia de presión entre el flujo del ventilador y el aire circundante. Entonces funcionarán como pequeñas alas delta y crearán dos fuertes vórtices por triángulo, lo que ayudará a mezclar el flujo del ventilador y el flujo externo. Esta mezcla es responsable de la reducción del ruido , ya que distribuirá la energía cinética del flujo del ventilador sobre una mayor masa de aire.

Esta mezcla en sí consume parte de la energía del flujo del ventilador, y el empuje se produce por la conversión del aumento de presión debido al ventilador en energía cinética. Con los chevrones, un poco de esta energía cinética ahora se gasta para mezclar y ya no puede contribuir al empuje. De ahí la reducción de la eficiencia.

Tienes razón al suponer que menos sonido debería significar más empuje. De hecho, la energía del sonido no se distribuye uniformemente en todas las frecuencias, y al agregar algo de ruido en las frecuencias con una contribución de ruido baja, se pueden reducir los picos en las frecuencias más bajas que contienen la mayor parte del ruido.

También tenga en cuenta que el sonido contiene una cantidad muy pequeña de energía, como se muestra en physicscentral.com/explore/poster-coffee.cfm
Eso es correcto; un sonido de 94dBSPL, aproximadamente equivalente al nivel de sonido de una sierra circular que escucha el usuario, es una onda de presión con una diferencia de presión de aproximadamente un Pascal, que es un Newton por metro cuadrado de superficie. El motor a reacción promedio produce alrededor de 200 Pa en el nivel de sonido medido al aire libre a unos 30 metros de distancia, lo que es instantáneamente ensordecedor. La configuración de motor más potente del 787, para el 787-10, produce 1.700 veces ese empuje en el escape de cada motor.
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