menu close Teknologiens Mediehus
person Konto arrow_drop_down
Vores læser Carsten Sørensen har spurgt:
Jeg har været i Kina, og en ting, som undrer mig, er, at det tager otte timer at flyve fra Danmark til Kina, men kun syv timer at flyve fra Kina til Danmark.
Et lille ekstra spørgsmål: Når de viser hastigheden i flyet, er det i forhold til jordens ’ground speed’, som de skriver på skærmen. Men er hastigheden ikke højere end det, som de måler den til i forhold til jorden?
Tænker lidt som på med en vindmølle. Hastigheden i midten er lav, men ude i spidsen af vingen er den høj.
Afstanden fra punkt a til punkt b på jorden er vel mindre, end den er i den højde, flyet flyver i?
Læs også: Spørg Fagfolket: Hvorfor staller et fly?
Desuden spørger vores læser Ricky Carstens:
Vil flyvetiden fra København til New York være den samme som retur, hvis der ikke var vind, eller vil Jordens rotation gøre det hurtigere at flyve retur?
Rasmus Ilsø, chefpilot hos SAS, svarer:
På vores langdistanceflyvninger tager det oftest længere tid at flyve fra øst til vest end fra vest til øst. Dette skyldes, at der som regel er vestenvind i højden på den nordlige halvkugle.
Årsagen til, at vinden altid blæser fra denne retning, er Jordens rotation og Corioliskraften. Dette er de såkaldte jetstrømme, hvor vinden ofte når hastigheder på langt over hundrede kilometer i timen. Kraftigst om vinteren, svagest om sommeren.
Det tager eksempelvis cirka ni timer at flyve fra København til Beijing, mens det tager cirka 10 timer at komme hjem igen.
Hastigheden, som vores passagerer ser på skærmen, er den såkaldte Ground Speed, som rigtig nok er hastigheden over jorden. Har man modvind, er den lavere; har man medvind, er den højere.
Grunden til, at vi viser Ground Speed for passagererne, er, at det er den mest interessante, da det jo i sidste ende er den hastighed, der afgør, hvornår man er fremme ved sin destination. Det er også den hastighed, vi regner med i planlægningen af flyvningerne, da den blandt andet er afgørende for brændstofforbruget.
Men i cockpittet måles der også på andre ting. For at flyet overhovedet kan flyve, kræver det, at der er ’lift’ på vingerne. Lift opstår ved, at luften bevæger sig henover vingens bue med en høj hastighed, hvorved der skabes et undertryk. Sammen med en række andre faktorer som vingens udformning og med hvilken vinkel den relative luftstrøm rammer forkanten af vingen, er hastigheden altafgørende.
Jo højere man flyver, jo tyndere er luften. Der er med andre ord længere mellem luftmolekylerne. Det betyder, at flyet skal flyve hurtigere for at få den samme mængde luft over vingen og dermed opretholde det samme lift.
For at piloter blandt andet kan sikre, at der kommer ’den rette mængde luft’ over vingen, er man afhængig af en hastighedsmåler, der måler netop dette forhold, og til det har man et lille rør, der er monteret i luftstrømmen i flyet flyveretning. Den måler flyets ’Indicated Airspeed, som piloten får vist i cockpittet.
Piloten får også vist True Airspeed, som er den hastighed, som flyet bevæger sig gennem luften med – uanset mod- eller medvind.
Når flyet flyver tæt på jorden, er Indicated Airspeed og True Airspeed den samme, men jo højere flyet flyver, desto højere vil True Airspeed være, og det skyldes, at luften er tyndere. Derfor er der en interesse i at flyve så højt som muligt.
Så ’vindmølleprincippet’ holder ikke helt, da det er den tyndere luft, der er udslagsgivende.
Vi kan også udelukke Jordens rotation som effekt på tiden, da atmosfæren og dermed den luftstrøm, vi flyver med, følger Jordens rotation.
Der, hvor Jordens rotation har en effekt, er, som nævnt tidligere i svaret, udelukkende i den afbøjning af vinden, der sker som følge af Jordens rotation, også kaldet Corioliskraften. Det er i øvrigt den samme kraft, som får vandet til at dreje rundt, inden det løber ud af afløbet i badekarret.
Du kan spørge om alt inden for teknologi og naturvidenskab. Redaktionen udvælger indsendte spørgsmål og finder den bedste ekspert til at svare – eller sender spørgsmålet videre til vores kloge læsere. Klik her for at stille dit spørgsmål til fagfolket.
Jetmotorer arbejder fint med brændstoffer på gasform, men det gør stempelmotorer ikke. Ved benzinmotorer bevirker eksempelvis omskift til gasdrift, at flammefronten når længere ud mod cylinderfladen og forbrændingsrummets øvrige vægge, så at varmebelastningen på kølesystemet stiger, og motorens nytteeffekt reduceres samtidig. Dette forhold er faktisk årsagen til at dieselmotorer er mere økomomiske end benzinmotorer, fordi at med dieselmotorens indsprøjtningsdyser kan forbrændingen placeres, og det er jo en videnskab for sig.
Men angående jetmotorer, såfremt at luftens indhold af eksempelvis metan men også rent brint er højere oppe i 10 km højde, end ved jordoverfladen, kan det være medvirkende årsag til at propelfly ikke dur i stor højde. Men mere betydeligt, kan samme årsag betyde at jetmotorerne faktisk har større nytteeffekt i stor højde, fordi at de faktisk får en anseelig del af deres brændstof direkte fra atmosfæren?
Jeg har forsøgt at studere hvorledes det forholder sig, men umiddelbart kun kunnet udlede at brint % koncentrationen stiger proportionalt med højden. Det kan betyde at friktionsforbrænding eksempelvis meteorer først sker når de kommer så tæt på jorden, at iltindholdet gør det muligt, og standser igen, når brintindholdet bliver for lavt. Men nogen egentlig tabel over sammensætning/højde har jeg ikke fundet.
Det kan være et følsomt emne angående CO2 udledning, fordi at med sådan en tabel kan det vise sig at jetflyenes CO2 belastning er større, end der direkte beregnes, via mængden af påfyldt brændstof på hvert fly.
Det er vel primært det faldende luft tryk der begrænser jet, og stempel motores ydelse med højden. Fyets ceiling er typisk defineret ved den højde hvor climb er reduceret til 500ft/min.
En turbojet har et kompressor trin der virker som turbolader hvilket gør at den kan arbejde i stor højde.
Det kan en stempel motor også, hvis der bliver brugt en tilstrækkelig kraftig turbolader, og intercooler.
Rekord for stempelmotor er 18552 m
https://en.wikipedia.org/wiki/Grob_Strato_2C
Dét tror jeg simpelthen ikke på. Hvis det skulle forholde sig sådan ville atmosfæren nærmest være brandfarlig.
Det er heller ikke brint og metan det får meteorer til at "brænde". Det er derimod kompression af gasserne der skaber varmen.
At det er således, behøver du ikke være bange for:
"Exosfæren er det yderste lag af jordens atmosfære. Her er trykket meget lavt. Exosfæren indeholder primært hydrogen, samt en mindre mængde helium, kuldioxid og atomart oxygen i den nederste del."
https://da.wikipedia.org/wiki/Exosf%C3%A6re
Jeg ved ikke hvad du plejer at flyve med, men de rutefly jeg har haft fornøjelsen af har ikke været i nærheden af Exosfæren...
Faktisk starter exosfæren jo længere ude end ISS er placeret..
Egentlig har Anders Christensen allerede svaret, men... rutefly flyver i omkring 10 km højde, exosfæren er fra cirka 500-1000 km og op.
Nu ligger exosphærens nedre grænse omkring 500...1000 km over jordens overflade, hvilket gør dine indlæg til rent nonsens i denne forbindelse.
Jetstrømmene i ~10 km højde er afgørende når man flyver "på tværs". Jeg sad engang på en flyver fra USA til Tyskland hvor piloten havde fundet en "god" jetstrøm. Vor hastighed over land lå stort set hele tiden på mellem 1000...1050 km/t (peak 1100), så vi landede en time for tidligt i Frankfurt. Det medførte desværre, at vi måtte holde på rullebanen i 45 min., fordi gaten ikke var fri. :(
Jawohl, herr Kohl.
Sådan ordnes paragrafferne.
https://www.loc.gov/everyday-mysteries/ite...
og tiden ...
https://www.discovermagazine.com/the-scien...
Hvis jeg googler "atmosphere composition vs altitude" får jeg som det første:
og følgende link
Nu er nettet som sådan ikke rigtig til at stole på, så derfor har jeg google stratosfæren. Dén starter omkring 10-20 km oppe - lidt højere end normale rutefly flyver. Når jeg søger på stratosfærens sammensætningen får jeg grafer der viser 78% nitrogen, 21 % oxygen, derefter argon, kuldioxid, etc. Det giver ikke meget rum til hydrogen og methan. Jeg fandt artiklen her. Den indeholder en graf der viser forholdet af gasser vs. højde. Den indikerer heller ikke at hydrogen eller methan forekommer i mængder af betydning i de pågældende højder.
Jeg har intet sted fundet belæg for din hypotese om at forbrænding af hydrogen og/eller methan i den intagne luft i en flymotor har nogen betydning.
Tak for de to links, og jeg er enig i konklusionen.
Så er der kun et lille spørgsmål angående ozonlaget, ca. 15-25 km oppe. I teknisk henseende betegnes ozon som en meget korrosiv gas eller luftart, og det må betyde at dets tilstedeværelse kan påvirke materialers brændbarhed, muligvis også meteorer, hvor deres forbrænding ophører hvor der ikke længere er ozon.
Den effekt jeg sammenligner det med, er at en skærebrænder får jern til at brænde bort i et smalt og præcist spor, når der åbnes for skæreilten, altså O2, og når metalforbrændingen er igang, kan jernet eller metalpladen reelt brænde uden varmeflamme, pga. den høje O2 koncentration.
O3 koncentrationen oppe i ozonlaget er forholdsvis lille, men kan muligvis påvirke jetmotorernes effekt, ligesom når dragracere tilsætter lattergas N2O til motorerne? Ja, jeg ved nok at rutefly kun kommer 12 km op, så det er sikkert småtingsafdelingen det her.
Alt det med flyenes hastighed og tiden for flyvning mod øst og imod vest er forklaret perfekt, men jeg har en lille korrektion til den sidste bemærkning om Corioliskraftens betydning for rotationen af vandet ved udløbet fra badekar og håndvask.
Corioliskraften er så lille ved så små hastigheder, at det er tilfældigt, om vandet roterer højre- eller venstre-rundt.
Man har for længe siden lavet et avanceret eksperiment, hvor man lod vandet i et bassin stå i flere døgn, så der slet ikke var bevægelse i vandet. - Så kunne man se, at rotationen var venstre-rundt (på den nordlige halvkugle!), når proppen blev fjernet fra neden (for ikke at lave hvirvler!
Men det er tilfældige hvirvler i vandet, der afgør rotationens retning i praksis.
Prøv selv at lave en lille hvirvel med hånden. Så kan man selv bestemme rotationsretningen! - Jeg har lige testet det!
PS. Nogle (kværulanter!) vil nok påstå, at rotationen i en ideel dansk håndvask bliver højre-rundt, meeeeen ... så tænk lidt mere over det!!! (;-)
Har også altid undret mig over at det tager 1 time og 20 minutter at flyve til London, mens turen hjem kun tager 80 minutter.
Den fangede jeg så ikke lige. Kan du uddybe?
Umiddelbart vil jeg jo mene, at enten forstår man Coriolis-effekten, og så vil man have vandet til at løbe mod uret på den nordlige halvkugle, eller også forstår man den ikke, og så har man ingen mening om retningen.
Ja Christian. Du har næsten ret, og du har åbenbart ikke sekundviser i dit ur?
Allan: Om Corioli: lav en lille tegning, set fra oven, hvor vandet løber hen imod afløbet og afbøjes mod højre!
Hvad ser du så?
Nu er jeg ikke kemiker; men ja, forbrænding med O3 giver nok et højere energiudbytte; men koncentrationen af O3 kommer aldrig meget over 7 PPM hvorimod O2 koncentrationen er omkring 210 000 PPM. Med andre ord, kun en 30 000 del af alle former for ilt er O3 - i bedste fald. Jeg tror dårlig nok man ville kunne måle en effekt om man så ville.
Igen - det er heller ikke ilten i sig selv der får meteorer til at lave lysende spor på himlen. I stedet skyldes det at luften (dvs. gasserne) foran meteoret bliver komprimeret. Den kraftige kompression medfører at temperaturen stiger. Det er en fysisk, ikke kemisk, process der skaber varmen. Du kan somme tider opleve det ved at ventilen er varm efter du har pumpet cyklen. Wiki artikel
Jeg ser rotation mod uret rundt om afløbet.
Termodynamik ved jeg alt om, også kompressionsvarme samt friktionsvarme.
Men jeg savner viden eller data på hvilken hastighed at fartvind begynder at varme, istedet for at køle?
Det er helt ude i periferien af hvad jeg ved noget om. SR71 fløj ved godt mach 3 og allerede ved den hastighed var der en betydelig opvarmning. Måske vil du kunne finde den viden du søger sammen med SR71.
En lille bemærkning hertil: Mig bekendt er der en hyppig misforståelse at varmen kommer fra friktion. Det gør den ikke. Det kommer fra kompression som vi allerede har været inde på. Det kan være der kun gælder for rumfartøjer, meteorer og lignende. Byd ind, hvem som helst...
Fik I svar på spørgsmålet: "Et lille ekstra spørgsmål: Når de viser hastigheden i flyet, er det i forhold til jordens ’ground speed’, som de skriver på skærmen. Men er hastigheden ikke højere end det, som de måler den til i forhold til jorden?"
Der kom en udredning med true airspeed or aerodynamiske forhold, som er fuldstændig korrekte, men jeg opfatter analogien med møllevingerne som at den yderste tip har en højere hastighed end hvilken som helst anden del af vingen. Nul ved centrum - vi ser ikke på vinkelhastigheder. På samme måde er flyet lidt længere fra centrum af jorden, så når ground speed vises, må flyets sande hastighed være lidt højere.
Så: Ja, hastigheden er højere end det, som de måler den til i forhold til jorden.
Men da Jordens radius er ca 6380km og flyvehøjden op til 45.000ft eller 13,7km, vil den sande hastighed være ca 0,2% højere end ground speed, så 800km/h ground speed korrigeret til flyvehøjden vil højst blive 801,7km/h. Næsten ikke værd at tage i betragtning.
I den for længst hedengangne DR-serie Spørg Aarhus bliver spørgsmålet om Corioliseffekten på håndvaskeudløb bragt op. En fysiker forklarede, at et forsøg med præcisionsfremstillede vaske ikke gav nogen afbøjning, og han tilføjede, at effekten var næsten ikkeeksisterende når momentarmen i en vask ikke var længere end 20-30cm.
Hvordan det forholder sig med badekar, har jeg ingen ide om... ;)
Den var god :)
Da jeg voksede op på Bornholm, tog det 8 timer at sejle til København, men kun 7 timer den anden vej. Jeg bildte selvfølgelig min søster ind, at det var fordi det var op ad bakke. Sandheden var vist, at det var for at få det til at passe med busserne.
Ok, det at flyvetiden er kortere den ene vej end den anden vej, har jeg ikke bemærket de gange jeg har fløjet til / fra Filippinerne. Jeg har altid troet at det havde noget at gøre med tidsforskellen at det "tager længere tid" den ene vej end den anden vej. Men jeg kan jo prøve at tjekke min en af mine seneste billetter: Amsterdam - Manila: 21 timer og 55 minutter. Men her skal jeg vel trække de 7 timer fra som man lægger til pga. tidsforskellen, dvs. 14 timer og 55 minutter. Manila - Amsterdam: 10 timer og 15 minutter. Og hvad så - så skal jeg vel lægge 7 timer til pga. tidsforskellen - så er det 17 timer og 15 minutter. Dertil er der en mellemlanding i Taipei, men jeg vil tro at denne mellemlanding tager ca. lige så lang tid hvor end man er på vej hen.
Men der er noget med at det føles hurtigere at flyve den ene vej pga. tidsforskellen - fordi man stiller uret de 7 timer frem eller tilbage. (Det gør jeg altid i starten af flyvningen, selvom det er "snyd"). Jeg vil tro det er når man er på vej til Manila, fordi man stiller uret frem.