Hvorfor er fly cylinderformede?

 lørdag 10. jan 2009 kl. 09:00

Anders Reinhardt Hansen vil gerne vide, hvorfor man ikke ser fly i mere forskellige former:

"Hvorfor er den traditionelle cylinderform så svær at komme væk fra inden for flyindustrien? Den er hverken praktisk til indretning indvendigt eller særlig brændstofvenlig. Biler bliver jo masseproduceret i mange former, så hvorfor ikke fly?"


Kunstingeniør Peter Madsen, der tidligere har konstrueret en ubåd, og som nu er ved at bygge et hjemmelavet rumskib, svarer:

"Trafikfly, der har trykkabine, er ganske rigtigt cylinderformede. Trykkabinen er en nødvendighed, fordi moderne trafikfly opererer i højder, hvor det ville kræve en oxygenmaske eller evt. en trykdragt at opholde sig uden en trykkabine. Det betyder, at flykroppen i princippet er en stor trykbeholder, som samtidig skal være meget let.

Den vægtoptimale facon på det er en kugle, eller mere praktisk en cylinder med kugleformede ender. Kegler er bare cylindre, der gradvist ændrer form - så de er også ret fornuftige vægtmæssigt.

Hvis du kikker nøje efter, vil du opdage at stort set alle trafikfly er formet af cylindre, kegler og kugler eller kombinationer heraf. Alle andre former er vægtmæssigt dårlige til en trykkabine.

Produktionsmæssigt er den rene cylinder den nemmeste og billigste – alle spanter er ens, alle vinduer og døråbninger har samme runding – og det gør arbejdet meget enklere, når flyet skal serieproduceres. Efterhånden som kompositmaterialer vinder frem, får man en større formfrihed, men det er stadig et rundt tværsnit, der er vægtoptimalt.

Fly, der ikke har trykkabine, kan formes mere frit. Kampfly har typisk former der er helt frie af cylinderen og nogle gange formet af hensyn til deres radersignatur som man ønsker at mindske. Små fly uden trykkabine er heller ikke nødvendigvis runde, og der findes også en del design med næsten firkantede tværsnit.

Så svaret på dit spørgsmål er, at fly er runde, fordi de har trykkabine.

Alt det samme gælder for undervandsbåde, som har et trykskrog – som bare skal holde tryk ud i stedet for inde."


Anders Reinhardt Hansen vinder to billetter til Tycho Brahe Planetarium for sit spørgsmål.

Er du rigtig klog? Nu kan du udfordre dine venner med ekspert-spørgsmål fra Scientariet i Ingeniørens nye Facebook-quiz "Så ka' du lære det!". Klik her for at deltage i quizzen og teste dine venner.

Spørg Scientariet er i dag redigeret af Julie M. Callesen, jmc@ing.dk.



11. jan 2009 kl 13:52

avatar

Mathis Dahlqvist

Andre former...

Det kan dog tilfoejes til Peter Madsens svar, at da cylinderen ikke genererer naevnevaerdig lift - saa er al kabinevaegten "doedvaegt", som skal baeres/loeftes af vingerne - man vil derfor en gang i fremtiden ogsaa se fly med mere "sammengroede" kroppe (kabine+vinger) hvorved man kan faa kabinen til at loefte noget af sin egen vaegt.

Et eksempel er Blended Wing Body som er et koncept der udvikles i samarbejde mellem NASA, Boing og Cranfield University.

Se fx.: http://www.physorg.com/news104...html

Mvh

Mathis


11. jan 2009 kl 23:28

avatar

Holger Skjerning

En grund til...!

Jo, og så er det jo også meget naturligt (og effektivt) at passagersæderne kan sidde i pæne rækker bag hinanden.
En ikke nævnt afvigelse er jo Boing 747 (Jumbo), der har kabine, der er højere end den er bred.


15. mar 2009 kl 13:50

avatar

Knud Robert Petersen

Cirkulære... sådan da

En ikke nævnt afvigelse er jo Boing 747 (Jumbo), der har kabine, der er højere end den er bred.

Se på http://www.sciencemuseum.org.u...aspx
747 fik cockpittet flyttet op oven på, fordi det skulle kunne tage fragt ind forfra i fragtversionen. Og fordi de andre måder at løse det problem på blev fravalgt af Boeing.

De fleste passagerflys tværsnit er ikke 100 % cirkulære. Som regel er et passagerflys udformning et kompromis mellem en lang række forskellige interesser, så som aerodynamik, styrke, energiforbrug, vægt, komfort.

For nogle år siden så jeg en tegning der vha. overdrivelse viste hvordan forskellige fagrupper helst ville have fly udformet. I et af tilfældene bestod vingerne af I-profiler, optimal styrke i forhold til vægten, men den løsning har et problem med aerodynamikken!

Et eksempel på absolut "u-runde" fly er Short 330, Short 360
http://www.airliners.net/open....6571
og Short SC-7 Skyvan
http://www.airliners.net/photo...9/M/
Skyvan har sikkert ikke trykkabine, men mon ikke 360'eren har det, for den kan gå op til 11.500 fod.


15. mar 2009 kl 20:32

Glenn Møller-Holst

Re: Cirkulære... sådan da

Andre flykropsudformninger - mindretal af fly:

Der findes også fly som af ydre form næsten kun er en vinge:
http://en.wikipedia.org/wiki/C...raft
http://commons.wikimedia.org/w...wing

http://en.wikipedia.org/wiki/M...cers


23. jul 2009 kl 08:51

John Johansen

Re: Cirkulære... sådan da

Skyvan har sikkert ikke trykkabine, men mon ikke 360'eren har det, for den kan gå op til 11.500 fod.
Ganske sikkert ikke, da det jo 'kun' er 3.500 m.
- Desuden er en 'firkantet kasse' alt for følsom for gentagne trykændringer, ved start og landinger.


30. nov 2009 kl 21:51

Mikkel Capion

Hvorfor ikke multi fly

hvad med He fly der er formet til at flyve 400 (500) km/t og letter via varme He og fart det vil spare brændstof at have He med i flyet og man vil kunne lette/lande med laver fart end normalt dermed mere sikkerhed.


30. nov 2009 kl 22:49

Michael Eriksen

Re: Hvorfor ikke multi fly

hvad med He fly der er formet til at flyve 400 (500) km/t og letter via varme He og fart det vil spare brændstof at have He med i flyet og man vil kunne lette/lande med laver fart end normalt dermed mere sikkerhed.

Jeg synes du skulle tage og regne på opdriften af et fly fyldt med helium (så der ikke er plads til passagerer og fragt).

Densitets data:
He: 4 g/24 liter (25 C, 101325 Pa)
Luft: 29 g/24 liter.


03. mar 2010 kl 18:39

Jon Steensen

Re: Hvorfor ikke multi fly

Det lyder somom du er ved at genopfinde luftskibet


26. apr 2010 kl 16:19

Finn Jensen

Re: Re: Re: Cirkulære sådan da

Trykskrog er det første ( og billigste svar ), fly som ikke har trykkabine kan godt være firkantede.
Fabrikant SHORT eet eller andet.


20. okt 2010 kl 16:10

Kim Rasmussen

Re: Cirkulære... sådan da

Det ser ud til at de fleste større passagerfly er elipseformet på den høje led. Men hvorfor ikke lægge den ned så flyene bliver bredere og kan tage flere passagerer, det ville vel også give mulighed for at bruge fusselagen som opdrift.


20. okt 2010 kl 17:03

Bjørn Sune Andersen

Re: Cirkulære... sådan da

Det ser ud til at de fleste større passagerfly er elipseformet på den høje led. Men hvorfor ikke lægge den ned så flyene bliver bredere og kan tage flere passagerer, det ville vel også give mulighed for at bruge fusselagen som opdrift.
Læs videre på http://adg.stanford.edu/aa241/...html


Bjørn


25. okt 2010 kl 00:29

Karl Lohse

Re: Hvorfor ikke multi fly

Det er faktisk morsomt at hvis en tom Boeing 747 i typisk marchhøjde udligner kabinetrykket til trykket udenfor, så vejer den ca 1000 kg mindre. Men det ud af en vægt på mellem typisk 200 og 400 tons, så der er andre faktorer der også skal tages hensyn til. F.eks. partialtrykket af oxygen til de levende væsener om bord som helst skal overleve flyveturen, og måske endda nyde turen :)

hvad med He fly der er formet til at flyve 400 (500) km/t og letter via varme He og fart det vil spare brændstof at have He med i flyet og man vil kunne lette/lande med laver fart end normalt dermed mere sikkerhed.

Jeg synes du skulle tage og regne på opdriften af et fly fyldt med helium (så der ikke er plads til passagerer og fragt).

Densitets data:
He: 4 g/24 liter (25 C, 101325 Pa)
Luft: 29 g/24 liter.


Ny i debatten? Opret en brugerkonto