För några år sedan satt jag på min chefs kontor på F7 och diskuterade en galning som hade ringt för att diskutera sitt senaste projekt. Det visade sig att personen i fråga hade fått tag på en gammal RM6 från en J32 Lansen. Motorn hade han tänkt placera på en båt för att nå ett svenskt hastighetsrekord för båtar. Som tur väl är så blev det inget av projektet, då han inte ens hade grundläggande kunskaper i aerodynamik och hur man skapar stabilitet i höga farter.Nu ska Mark Chapman bygga en bil som ska slå det existerande världsrekordet för bilar.
Bloodhound has been in design for the past three years. It will be powered by a Eurofighter-Typhoon jet engine bolted above a hybrid rocket.
The power unit combination should deliver a thrust in the order of 200 kilonewtons (47,000lb). This is not dissimilar to the thrust delivered by one of Concorde's famous Olympus 593 jet engines, except Bloodhound will weigh only about six tonnes.
...
Bloodhound's Falcon rocket will be the biggest hybrid (solid fuel propellant, liquid oxidiser) booster ever produced in the UK. Such is its scale, it will need a Formula One engine supplied by the legendary Cosworth group just to pump the oxidiser through the motor.
Förhoppningsvis så kan Mark Chapman en smula mer om stabilitet än den person som försökte ta det svenska rekordet till havs. Fördelen med att sätta rekord för bilar är lägre friktion mot marken än mot vatten samt att ytan oftast är betydligt slätare, vilket underlättar för stabiliteten. Något som Donald Campbell fick erfara då han försökte ta världsrekordet med båt och omkom då hans båt träffade sina egna svallvågor på det andra försöket.
Campbells kropp blev inte bärgad förrän år 2001, d.v.s. 34 år efter kraschen. Ett restaureringsprojekt pågår för att återställa Campbells båt Bluebird i orginalskick och ställa ut den på museum i Ruskin där Campbell är begravd.
"Piloten" Andy Green som kommer att köra Bloodhound har erfarenhet av höga farter. Han är tidigare pilot i RAF och har dessutom det nuvarande världsrekordet som sattes 1997 med "bilen" Thrust SSC.
Den första utmaningen är att få bilen att stanna kvar på marken. Precis som för en F1 bil så måste man bygga upp tillräcklig kraft neråt att hålla den kvar utan att samtidigt skapa för mycket friktion som bromsar in farten.
Utmaning nummer två består i att bygga däck som håller för dessa farter. Moderna däck till jetflygplan är designade för att tåla upp till ca 400 km/h under start/landning. Vad ett skadat däck i dessa farter kan innebära fick världen ett tydligt bevis på den 25 juli år 2000 då en Air France Concorde punkterade ett däck under starten som slog hål i en vinge och det läckande bränslet antändes. En rymdskyttel håller ca 340 km/h vid landning. En X-15 höll ca 320 km/h vid landing, men använde skenor i stället för hjul på huvudställen.
Utmaning tre kommer när man väl fått upp farten, då det gäller att hålla riktningen. Minsta lilla avvikelse kan innebära att bilen viker sig och rullar runt. För hastigheter över ljudvallen så uppstår det ofta assymetriska tryckstötar på skrovet som ger upphov till vridmoment och motstånd. Ett kvalificerat styrsystem som reagerar på små störningar är nödvändigt på samma sätt som för raketer och instabila flygplan.
Fjärde utmaningen är att bromsa in bilen. I dessa farter håller inte en vanlig bromsfallskärm, så det gäller att först dra av gasen för att minska farten tillräckligt mycket innan en skärm kan användas.
Sista utmaningen är kanske den största och det är att få bilen att fungera två gånger i rad, då världsrekord måste sättas åt bägge hållen och därefter beräkna en medelfart. De oerhörda påfrestningarna från vibrationer sliter hårt på all mekanik och elektronik. teknikerna har mycket kort stund på sig mellan körningarna för att laga eventuella fel. Dessutom måste banan inspekteras innan den andra körningen för att säkerställa att det inte lossnat några delar, eller stenar sprutat upp då de kan resultera i samma typ av katastrof som för Campbell.
Man kan se på liknande projekt från två olika håll. För en ingenjör är detta projekt helt enkelt en våt dröm. Tänk att få sätta skruvmejseln i den motorn! För den som kör bilen så är det dock en bra bit på vägen att få sig ett Darwin Awards postumt.
Inlägg
Om jag minns rätt löste de bakom Thrust SSC utmaning 2 genom att inte använda däck utan solida aluminiumhjul. Utmaning 3 löstes inte genom något avancerat styrsystem utan ett vanligt mekaniskt som verkade på bakhjulen, istället för framhjulen som är normalt, vilket snarare gjorde det hela svårare och mer instabilt.
SvaraRaderaPåminner om Arnold Sundqvists äventyr med jetdrivna bilar, bl a Silver Streak, i slutet av 70-talet. Han överlevde. Min bedömning är att han hade en liten gnutta tur. På senare tid har han i stället roat sig med att flyga Huey och DeHavilland Heron.
SvaraRadera@Anonym 11.56: För att ett flygplan ska vara stabilt så måste lyftkraften verka bakom tyngdpunkten. D.v.s. en störning som ger upphov till ett nos-upp moment ger upphov till ökad lyftkraft som vrider nosen nedåt.
SvaraRaderaSamma sak gäller för en dartpil där fjädrarna som styr och ger lyftkraft sitter bakom tyngdcentrum.
För en raket eller en raketbil så uppstår det ett annat aerodynamiskt problem då all dragkraft verkar längst bak. En störning framför tyngdpunkten kommer att förstärkas då motståndet tillsammans med dragkraften kommer att ge upphov till en vridning åt samma håll som störningen. En vanlig nyårsraket stabiliserar man med raketpinnen som innebär att tyngdpunkten hamnar bakom dragkraften. Detta skulle man teoretiskt kunna åstakomma med en lång kropp och motorer en bit fram som på ThrustSSC. Det ger den bakre styrning en chans att verka stabilt.
På Bloodhound sitter motorn verkligen längst bak! Personligen skulle jag lösa Bloodhounds stabilitetsproblem med hjälp av Thrust Vectoring i form av en styrbar dysa på raketmotorn.
@MFI: http://www.ystadsallehanda.se/simrishamn/article747898/Haumlr-visas-vaumlrldens-snabbaste-bil.html
SvaraRaderaIntressant inlägg. Jag är bekant med en mycket kompetent utländsk mekanikprofessor som är inblandad i projektet, så jag tror att det finns förutsättningar för att lyckas.
SvaraRaderaBloodhound och Thrust SSC är f.ö mycket intressanta exempel på hur man övervinner de normala begränsningarna för att åka bil i hög fart: oavsett hur mycket effekt man har på drivhjulen, så krävs i en vanlig bil att friktionen mellan däcken och marken är tillräcklig. Om man använder en jet- eller raketmotor så har man tagit bort den begränsningen! Men dragkraften är förstås det "enkla", styrningen i lateral led är naturligtvis mycket mer komplex - och intressant!
Jag orkar inte plocka fram mina gamla böcker i flygmekanik, men det är neutralpunkten ska vara bakom tyngdpunkten/masscentrum. Om flygetyget saknar stjärt blir neutralpunkten och aerodynamiskt centrum samma.
SvaraRaderaJag hänger inte med på vilket sätt dragkraften från en jetmotor eller raketmotor skulle påverka stabiliteten beroende på var den sitter. Det blir ju bara en vektor som oftast verkar längs x-axeln och inte ger upphov till något extra moment.
Även om Thust SSC inte egentligen var instabil så är det mycket svårare att styra en bil med styrningen på bakhjulen och det går lättare överstyr. Bloodhound verkar ha styrningen på framhjulen och layouten är ju rätt lik Blue Flame och Budweiser rocket, fast med fyra hjul (för att kunna räknas som bil), så det borde fungera. Till skillnad från Budweiser rocket så går ju motorn på Bloodhound att dra av eller stänga av helt ifall det är på väg att gå åt skogen. Lite jobbigare när man har en sidewindermotor bakom nacken.
Att köra bil i 1000 blås "Survival of the fastest." Varför så bråttom det är vår tids besatthet av fart, all jäkt och stress som är problemet. Men det är klart ska man bli organdonator kan det va bråttom ibland.
SvaraRadera@Anonym 14.03: Jag menade givetvis den resulterande lyftkraften som helt riktigt angriper i neutralpunkten. Detta innebär att vid överljud så flyttas lyftkraftscentrum då lyftkraften angriper vid 50% av vingens yta ii stället för 25% av kordan. Flygplan blir alltså betydligt stabilare vid överljud och kräver större roderytor, vilket de första rekordförsöken dyrt fick erfara då piloterna inte kunde styra sina flygplan i överljud.
SvaraRaderaFör en raket i låg fart gör det ingen skillnad på motorna placering. I hög fart blir det annorlunda, då motståndet ökar kraftigt om en raket vrider sig i förhållande till fartvektorn. Motståndet ger upphov till ett tryck i sida som i praktiken kommer att rotera kring raketmotorns utblås (inte tyngdpunkten). Sitter motorn långt fram så innebär det att motståndet kommer att stabilisera raketen (jämför pinnen på en nyårssmällare). Sitter motorn långt bak så komer motståndet att förvärra och öka vridningen, d.v.s. instabilitet.
Instabilitet är dock bra för t.ex. jaktrobotar, då man vill ha bra svängprestanda.
Att man inte sätter motorn fram på t.ex. rymdraketer är av praktiska skäl. Det skulle bli en mycket klumpig konstruktion med högt motstånd.
Då hänger jag med på hur du menar. Men jag vet inte om vektoriserad dragkraft är den bästa lösningen. Det handlar ändå om ett markfordon och inte en raket. Markfordon får ju hjälp på vägen av att de har hjul och försöker man korrigera girstörningar enbart med vektoriserad dragkraft så måste man ju övervinna hjulens grepp i sidled. Att medvetet få bilen att tappa det grepp som hjälper till att stabilisera den låter som en dålig idé.
SvaraRaderaDå måste man på något sätt få dragkraftsvektoriseringen att samverka med vridningen av hjulen och det låter inte helt enkelt.
Litet off topic men antag att Chapmans bil kör av vägen och kolliderar med toppen av en skyskrapa vid sidan om, dvs gör ett stort hàl i den lätta toppen av skyskrapan, kommer skyskrapan starka underdel därefter att kollapsa uppifràn och ner? Kan ni visa det betalar jag Euro 1 million! Det finns massor av foton att skyskrapor kollapsar uppifràn ... om det nu är nàgon hjälp? Klicka pà mig för info!
SvaraRadera@Anders B: Din kommentar var så oerhört roande att jag låter den vara kvar! :-)
SvaraRadera@CI 09:22 Bugar och tackar. Brukar ju annars oftast bli censurerad för mina inlägg. CI:s läsare verkar inte vara sà smarta! Ingen har lyckats vinna Euro 1 000 000:- i min utmaning! Men det är ju enkelt - bara kopiera vad US National Institute of Support of Terrorism, NIST, anger hände 911 och ni är vinnare. Förlorare kan àka till Afg och jaga och bli ... förlorare.
SvaraRadera@Anders B
SvaraRaderaVi, dvs CI:s läsare, är smarta nog för att se dig för vad du är. Nämligen en mytoman utan sjukdomsinsikt...
@Anonym 07.09: Varför inte göra som på ett flygplan och montera endast ett hjul fram? Thrust Vectoring ger trots allt inte raka sidokrafter, utan ger upphov till vridning som ett enskilt hjul lätt klarar av om det är vridbart med en kraftig jazzdämpning.
SvaraRadera@Anders B: Tror du själv på de där fantasifulla konspirationsteorierna, eller skriver du här bara för att irritera forumets läsare?
SvaraRaderaOT: Jag såg en gång på teve en intervju med en raketbilist som råkade ut för en incident med sin raketbil. De gjorde något hastighetsrekordförsök i öknen i USA. Vilken hastighet det handlade om minns jag inte, men när han löste ut bromsskärmen lossnade den. Den uttorkade sjön blev plötsligt mycket liten. Han hade dock extrem tur och överlevde inbromsningen bland buskage, träd och ojämn terräng. Det visar att att trots goda intentioner i fråga om hållfasthetslära, så havererar konstruktioner, oavsett om det handlar om bromsskärmar eller skyskrapor.
@MFI
SvaraRaderaKonspirationsteorier? Jag är ju erkänd hàllfasthetstekniker (civilingenjör som CI) och vet att en bit C av en struktur A aldrg kan krossa A mha tyngdkraften. Det är elementärt. C studsar alltid pà A eller det är C som gàr sönder. Visa motsatsen och Euro 1 000 000:- är dina.
@Anders B: Ja, konspirationsteorier. Har du stöd i frågan av din gamla Hållf-professor också?
SvaraRaderaJag skulle vilja se en skyskrapa studsa...
@CI: Ursäkta att jag slösar bort bloggutrymme på det här.
@MFI 23:11
SvaraRaderaKlart att jag har rätt! Ingen struktur/byggnad A kan gà sönder/kollapsa (?) uppifràn och ner. Topp C är alltid för lätt/svag att krascha tunga/starka botten A. Elementärt. Alla hàllf-experter pà KTH, CTH och LTH hàller med! Sà ingen vinner mina Euro 1 000 000:- . Sà WTC1+2 förstördes pà annat sätt 911. FBI undersöker!
@CI
SvaraRaderaFyra hjul är ett krav för att räknas som bil. Ingenting säger hur de måste vara monterade vilket gjorde att Thrust SSC hade de två bakre hjulen (som styrde) i tandem.
Visst blir det en vridning, men hur du än gör kan du ju dela upp resulterande kraft i komposanter. Om dragkraften ger upphov till en vridning kring en annan punkt än styrningens vridningspunkt så kommer det innebära att dragkraften kommer försöka förskjuta hjulen i sidled.
Det är nog enklare att betrakta det som just ett markfordon än en flygfarkost som råkar befinna sig någon decimeter ovanför marken.
@Anonym 06.13: Jag tänkte mig hjul upphängd som på noshjulet på ett flygplan eller varför inte en vanlig kundvagn. De skall inte ha någon styrande förmåga. Bara en dämpande förmåga i vridled.
SvaraRadera@CI: Ursäkta mig än en gång för inlägg "Off-Topic".
SvaraRadera@Anders B: Du har egentligen inte svarat på min ursprungliga fråga: Tror du på konspirationsteorierna själv, eller skriver du det här för att provocera och få uppmärksamhet? Vilken vetenskaplig auktoritet på något av Sveriges universitet hävdar att WTC kollapsade på något annat sätt än genom de skador som åsamkades som ett resultat av att flygplanen flög in i dem? Att du säger dig vara civilingenjör imponerar inte på mig.