Was verursacht das hornartige Geräusch beim Starten einiger Strahltriebwerke?

Hier ist der spezifische Sound, von dem ich spreche (er beginnt speziell 56 Sekunden nach Beginn des Videos sowie bei 2:02 für die zweite Engine):

Ich habe dieses Geräusch nur bei Low-Bypass-Motoren (F / A-18s, BAE Hawks usw.) gehört. Sie treten nicht direkt beim Motorstart auf (soweit mir bekannt ist, wird nicht nur Zapfluft zum Hochdrehen in eine Turbine geblasen). Ich dachte, dass es vielleicht entweder der Kraftstofffluss ist, der eine Erhöhung des Abgasflusses durch eine sich langsam bewegende Turbine verursacht, oder dass es die Hydraulikpumpe (oder etwas Ähnliches) sein könnte, die mit dem Motorzubehörantrieb verbunden ist.

Das hört man auch bei Motoren mit hohem Bypass. Ich glaube, das hängt mit der Flammenstabilisierung in der Brennkammer bei niedrigen Geschwindigkeiten zusammen. Die Verbrennung ist nicht stationär und verursacht Druckschwankungen und damit den Schall

Antworten (1)

Fast alle Strahltriebwerke haben einen oder mehrere "Resonanz"-Zustände, bei denen die Kombination aus Turbinendrehzahl, mechanischer Elastizität und Aeroelastizität konstruktiv verstärkt wird, um mechanische oder aerodynamische Vibrationen zu verursachen.

Stellen Sie sich das so vor: Wenn Sie ein schleichendes Federspielzeug (mechanisch elastisch) haben, können Sie es an einem Ende halten und den Rest frei darunter fallen lassen. Wenn Sie nun Ihre Hand mit unterschiedlichen Frequenzen auf und ab bewegen (auf und ab und wieder zurück in 5 Sekunden, 4 Sekunden, 3 Sekunden, 2 Sekunden, 1 Sekunde, 1/2 Sekunde), werden Sie feststellen, dass es eine Rate gibt verursacht die größte Durchbiegung/Bewegung des Federspielzeugs, obwohl Sie Ihre Hand über genau die gleiche Distanz bewegen. Dies ist derjenige, der seiner Resonanz am nächsten kommt.

Nun sind die Leitungen und Spulen eines Gasturbinentriebwerks nur ein wenig komplizierter als unser Slinky-Spielzeug, aber immer noch ein mechanisches (in diesem Fall aeromechanisches) System, das anfällig für Resonanzbedingungen ist. Der Trick besteht darin, das System so zu gestalten, dass diese Resonanzbedingungen, die mechanisch zerstörerisch sein können, nicht oft oder sehr lange auftreten. Wenn die Turbinendrehzahl durch den Resonanzbereich steigt, beginnen die Dinge zu vibrieren (in diesem Fall bei ~ 250-275 Hz), wild genug, um diesen zusätzlichen Klang zu erzeugen.

Tatsächlich konnten die Konstrukteure dieses GE F414-Motors Ihnen genau sagen, in welchem ​​Drehzahlbereich das passiert. Die Flieger und das Bodenpersonal sind auf die Geräusche dieser Maschine eingestimmt und würden wahrscheinlich die Dinge abschalten und genauer hinsehen, wenn dieses spezielle Phänomen nicht wie erwartet eintritt.

Das hornähnliche Geräusch ist also eine Vibration der mechanischen Teile des Motorkanals und der durch ihn strömenden Luft für den kurzen Zeitraum, in dem sich die Motordrehzahl und der Luftstrom angleichen, um diesen Zustand zu erreichen.