Säköautojen nopeusennätys on noussut noin 576 kilometriin tunnissa

Sähköautojen nopeusennätys on noussut 576 kilometriin tunnissa, ja se on noin puolet suihkumoottorikäyttöisten autojen nopeus ennätyksestä, mikä on noin 1600 km/h. Kun puhutaan siitä, mikä on ero tuolla sähkömoottorikäyttöisellä autolla suihkumoottorilla toimivaan autoon on se, että sähköauton voimansiirto lepää laakerien varassa, ja sen takia niiden nopeusennätys on paljon pienempi, kuin mitä puhtaalla suihkumoottorilla varustettujen autojen, koska tuo laakeri aiheuttaa sen, että nuo sähkömoottorit eivät pysty antamaan yhtä suurta kierroslukua kuin suihkumoottorit pystyvät.

Toinen ehkä suurempi ongelma sitten on siinä, että sähkömoottorien sisus ei kestä sellaista kierroslukua, että se voisi kuljettaa autoa eteenpäin yhtä nopeasti kuin suihkumoottori työntää autoa maata pitkin. Miksi tuo radiaaninopeudeksi kutsuttu asia on tärkeä, johtuu siitä että auto ei voi liikkua maassa nopeammin, kuin mitä sen renkaan ulkokehä liikkuu. Suihku- tai rakettimoottorikäyttöisten autojen nopeus on riippuvainen siitä, että mikään auto tai lentokone ei voi kulkea nopeammin kuin sen takaa työntyvä kaasu liikkuu. Syynä on sellainen ilmiö, mitä kutsutaan rekyyliksi. Eli raketti kulkee ilmakehässä tai avaruudessa vain sillä nopeudella, mitä sitä eteenpäin työntävä pakokaasu kulkee taaksepäin.

Todellisuudessa osa tuosta energiasta menee kitkaan, ja siksi ilmakehässä liikkuvan raketin tai lentokoneen nopeus on aina alempi kuin moottorista taaksepäin purkautuvan kaasun nopeus on. Autolla kitka on vielä suurempi kuin ilmassa liikkuvalla kappaleella, ja mahdolliset kivet ja muut epätasaisuudet ovat todella vaarallisia ultranopeasti liikkuvalle autolle. Ja rekyyli-ilmiön takia esimerkiksi suuritehoisten kiväärien rakentaminen on vaikeaa.

Jos halutaan rakentaa ase, minkä ammus lentää pitkälle, niin silloin pitää käyttää patruunoita, jotka antavat suuren lähtönopeuden. Tällöin pitää patruunoissa käyttää räjähteitä, joiden palonopeus on todella suuri, jolloin kiväärin suusta lähtevän kaasun nopeus saadaan suureksi, ja tällöin rekyyli kasvaa aivan uusiin mittoihin. Sähkömoottorien ongelma on siinä, että niiden antama nopeus on korkeintaan sama, kuin mitä niide kierrosnopeus on, ja saavuttaakseen esimerkiksi nopeuden Mach 1 täytyy noiden moottoreiden liikuttaa pyörän ulkopintaa äänen nopeudella, mikä sitten tietenkin aiheuttaa ongelmia keskipakoisvoiman kanssa, mikä sitten hajottaa moottorin sisukset.


Tämän lisäksi ohjaajan turvallisuus on myös ongelmallinen asia, ja sähkömoottorien akkujen pitää kestää todella hyvin, jos niillä aiotaan antaa tuo 3000 hevosvoiman teho. En tiedä miten tuo sähköautojen nopeusennätys mitataan, tai miten sähköauto määritetään, mutta jos siinä saa käyttää hybridivoimaa, niin silloin se pystyy pitämään tuota huippunopeuttaan 16 km matkan. Eli tuolloin polttomoottori käyttää generaattoreita, joilla taas pyöritetään pyöriin kiinnitettyjä sähkömoottoreita, mutta ongelmana sitten on se, jos tuo auto karkaa käsistä. Samoin jos autosta tehdään kauko-ohjattava, niin silloin voidaan nopeutta nostaa melkein huoletta siinä mielessä, että niiden ohjaajan henki ei tuolloin ole vaarassa. Mutta en tiedä olisiko tuo sellainen nopeusennätys, mikä olisi virallistettavissa maailmanennätykseksi.

http://www.mtv.fi/lifestyle/autot/artikkeli/sahkoautojen-nopeusennatys-uusiksi-kaikkien-aikojen-ennatys-viela-hyvin-hyvin-kaukana/6085030

pseudotiedetta.blogspot.fi

Ultranopean lentämisen ongelmia osa II

NASA X-43
(Kuva I)

Kun rakennetaan huippuluokan suorituskyvyllä varustettuja lentokoneita, niin silloin pitää muistaa se, että niistä lähtevä paineilmakartio, mitä kutsutaan nimellä "yliäänipamaus" eli "sonic boom" voi olla hyvin tuhoisa maassa oleville ihmisille sekä taloille. Jos puhutaan äänettömistä STEALTH-koneista, niin silloin niiden nopeus pitää säätää siten, että ilma pääsee ikään kuin väistämään niiden edestä, jolloin kone olisi lähes täysin äänetön. Yliäänipamaus syntyy siten, että ilma ei ehdi väistämään koneen edestä, jolloin se muuttuu koneen ympärille levittäytyväksi paineilmakartioksi, joka voi rikkoa ikkunoita.

Tuon paineilmakartion ongelmana on se, että mitä kovempaa lentokone lentää, niin siltä kovempi tuo kartio on, ja sitä laajemmalle alueelle se ulottuu. Jos lentokoneen nopeus kasvaa tarpeeksi suureksi, niin sen kehittämän yliäänikartion ilma pakkautuu lopulta kovemmaksi kuin teräs, mikä tarkoittaa sitä, että tuo lentokoneen kehittämä yliäänipamaus voi rikkoa jopa talojen seiniä, eli ne voivat aiheuttaa erittäin perusteellista tuhoa maan pinnalla. Eli tuo paineisku voi olla niin voimakas, että koko talo romahtaa sen voimasta. Samoin vastaan tuleva teräksen kova ilmakartio voi vaarantaa vakavasti muuta lentoliikennettä.

Tällaista ongelmaa ei ollut vielä esimerkiksi Saab Drakenin kaltaisten konventionaalisten yliäänikoneiden lentäessä, mutta kun esimerkiksi SR-71 aloitti salaiset ylilennot Neuvostoliiton ilmatilassa, niin sen onnistui pudottaa kokonaisia lintuparvia sekä surmata jonkin verran karjaa, koska sen nopeus oli paljon suurempi kuin normaalien lentokoneiden, joille korkeustaulukot oli tehty, mikä johti siihen että yli Mach 3:n lentävän lentokoneen yliäänikartio alkoi viistää maata, ja iskeä lintuja alas ilmasta. Nuo lentokorkeustaulukot oli tehty noin Mach 2,5 lentäville F-15 hävittäjille, ja kukaan ei muistanut että SR-71/A-12 vakoilukone saattoi lentää 1000 Km/h nopeammin kuin F-15, tai oikeastaan en tiedä, että oliko nuo lentotaulukot tehty hitaammille koneille kuten A-7, jotka pääsivät hätäisesti yli äänivallin, ja seurauksena oli se, että metsät raikuivat kun tuo vakoilukone kiiti taivaalla 3,5 kertaisella äänennopeudella.

Boeing X-51 B-52:n siiven alla
(Kuva II)

Tämä yliäänikartion aiheuttama ongelma on tietenkin korostunut esimerkiksi HTV:n eli Hypersonic Test Vehiclen kaltaisten ultranopeiden lentokoneiden aikakaudella, jolloin lentokoneen nopeus kohotetaan Mach 12:sta eli yli 12 0000 Km/h. Tuollainen huippukone nostetaan ensin esimerkiksi Minuteman- tai Trident rakettien  avulla ilmakehän yläosiin, ja sitten se käännetään syöksyyn, jolloin SCRAMJET, eli vetyä polttoaineenaan käyttävä hypersooninen patoputkimoottori sytytetään, kun tuo lentokone saavuttaa tarpeeksi tiheän ilmakerroksen.

Hypersoonisen lentokoneen moottorin suunnittelun ongelmana on se, että ilma syöksyy sinne todella suurella nopeudella, ja silloin käy helposti niin, että tuo palotapahtuma siirtyy moottorin ulkopuolelle, milloin se ei enää tuota työntövoimaa. Siksi tarvitaan moottori, joka on muotoiltu hypersoonista lentoa varten, ja noiden SCRAMJET-moottorien startti tapahtuu vasta, kun lentokoneen nopeus on kasvatettu noin 6000 kilometriin tunnissa. Tällä hetkellä NASA:n X-43 pitää hallussaan aerodynaamisen lentämisen virallista nopeusennätystä, joka on MACH 9,6. Syy miksi noiden koneiden nopeutta on vaikea mitata, johtuu siitä, että niiden muoto tekee näistä välineistä vaikeasti tutkalla havaittavia, ja niiden runko on valmistettu hiilikuiduista, jotka eivät anna niin vahvaa tutkakaikua kuin metallinen lentokone. Eikä mitään tutkia ole kalibroitu mittaamaan noita äärimmäisen kovia lentonopeuksia, joten niiden asteikko saattaa loppua kesken.

Taitelijan näkemys HCM:stä eli
 Hypersonic Cruise Missile:stä
Kuva III

Noissa HTV-kokeissa se tapahtuu nostamalla lentokone raketilla ilmakehän ulkopuolelle, ja sitten se pannaan syöksymään takaisin ilmakehään, mutta esimerkiksi FALCON lähtee liikkeelle konventionaalisilla suihkumoottoreilla, joilla nopeus nostetaan noin MACH 1:een, jonka jälkeen koneen RAMJET eli supersooninen patoputkimoottori sytytetään. Normaalin patoputkimoottorin eli RAMJET:in toiminta-alue on noin Mach 1-6 eli 1000 -6000 Km/h jonka jälkeen voidaan SCRAMJET-moottorit käynnistää. Ongelma tietenkin on sähkövoiman tuotto, joka voidaan kuitenkin hoitaa joko tuulimyllyllä eli RAT (Rapid Air Turbine)-turbiinilla tai polttokennoilla  Tuollaisen huippukoneen ongelmana on se, että syöksyessään ilman läpi se synnyttää erittäin tiheän paineiskun, joka voi vaarantaa muuta ilmailuliikennettä.

Tuollainen ilmasta laukaistava hypersooninen lentokone kuten noin MACH 6 nopeuksiin kykenevä  X-51 Waverider voi toimia mallina esimerkiksi hypersooniselle ristelyohjukselle, joka toimitetaan perinteisellä raketilla operaatioalueelleen, ja joka sitten joko iskee suoraan kohteeseen, tai hidastaa ensin siten, että se voi liikkua äänettömästi vihollisen alueella. Samalla tavoin voidaan toteuttaa myös ilmasta laukaistava vakoilukone, joka voidaan toimittaa kuljetuskoneella tai pommittajan siiven alla huomaamattomasti esimerkiksi Pohjois-korean rajan lähelle, ja laukaista sen ilmatilaan, ilman että kukaan ei sitä huomaa. Nuo tulevaisuuden ohjukset saattavat toimia siten, että niissä on sekä ilmasta-ilmaan ohjuksia, laser-aseita sekä sisäinen taistelukärki.

Laseraseen asentaminen tuollaiseen ohjukseen on periaatteessa aivan helppoa, eli se varutetaan vain turbogeneraattorilla, joka tuottaa laserin tarvitseman sähkövirran, ja ohjuksen läpi päästettävä ilma jäähdyttää tuon laserin elementtiä, niin että se ei ylikuumene. Tuo laser voidaan tehdä samalla tavoin kuin laser-luodit, eli se toimisi vain hetken, ennen kuin ohjus syöksyy kohteeseensa. Jos puhutaan siitä että hypersooninen ohjus osuu lentokenttään, laivaan  tai rakennukseen noin kymmenkertaisella äänennopeudella, niin se ei ehkä tarvitse taistelukärkeä ollenkaan, vaan pelkkä kineettinen energia tuhoaa kohteen. Ja jos se lentää matalalla, niin se voi saada aikaan pahempaa tuhoa kuin ydinase, kun sen painerintama viistää maata repien kaiken kappaleiksi.

elainasiaa.blogspot.fi