Ποιες είναι οι μεταφορές ενέργειας όταν λειτουργεί ένα αεροπλάνο;
1. Χημική ενέργεια στη μηχανική ενέργεια:
* Καύση καυσίμου: Η κύρια πηγή ενέργειας είναι η καύση καυσίμου (συνήθως κηροζίνης) στο θάλαμο καύσης του κινητήρα. Αυτή η χημική αντίδραση απελευθερώνει μεγάλη ποσότητα θερμικής ενέργειας.
* Μηχανική ενέργεια: Στη συνέχεια, η θερμική ενέργεια χρησιμοποιείται για την επέκταση των καυτών αερίων, τα οποία ωθούν από τις λεπίδες του στροβίλου σε έναν κινητήρα αεριωθουμένων ή το έμβολο σε κινητήρα έλικας. Αυτό μετατρέπει τη χημική ενέργεια σε μηχανική ενέργεια.
2. Μηχανική ενέργεια για κινητική ενέργεια:
* γενιά ώθησης: Οι περιστρεφόμενες λεπίδες στροβίλου ή οι λεπίδες έλικας δημιουργούν ώθηση, η οποία είναι η δύναμη που ωθεί το αεροπλάνο προς τα εμπρός. Αυτό μετατρέπει τη μηχανική ενέργεια σε κινητική ενέργεια (ενέργεια κίνησης).
3. Κινητική ενέργεια σε δυνητική ενέργεια:
* ανύψωση και αναρρίχηση: Καθώς το αεροπλάνο κερδίζει ταχύτητα, η ροή αέρα πάνω από τα φτερά δημιουργεί ανύψωση, η οποία εξουδετερώνει τη βαρύτητα. Αυτό επιτρέπει στο αεροπλάνο να ανεβαίνει και να κερδίζει υψόμετρο, μετατρέποντας την κινητική ενέργεια σε δυνητική ενέργεια (ενέργεια αποθηκευμένη λόγω θέσης).
4. Κινητική ενέργεια στη θερμική ενέργεια:
* Αντίσταση αέρα: Η κίνηση του αεροπλάνου μέσω του αέρα προκαλεί τριβή, δημιουργώντας θερμότητα. Αυτό μετατρέπει κάποια κινητική ενέργεια σε θερμική ενέργεια.
* Αποδοτικότητα του κινητήρα: Όχι όλη η ενέργεια από την καύση καυσίμων μετατρέπεται σε χρήσιμη ώθηση. Κάποια ενέργεια χάνεται ως θερμότητα μέσω του κινητήρα και της εξάτμισης.
5. Ηλεκτρική ενέργεια:
* Βοηθητικά συστήματα: Το ηλεκτρικό σύστημα του αεροσκάφους, που τροφοδοτείται από μια γεννήτρια που οδηγείται από τον κινητήρα, παρέχει ηλεκτρική ενέργεια για διάφορες λειτουργίες όπως φώτα, όργανα και συστήματα πλοήγησης. Αυτή η ενέργεια προέρχεται συνήθως από την αρχική χημική ενέργεια του καυσίμου.
6. Άλλες μεταφορές ενέργειας:
* τριβή στα κινούμενα μέρη: Η τριβή στον κινητήρα, τα εργαλεία προσγείωσης και άλλα κινούμενα μέρη δημιουργούν θερμότητα.
* Ηχητική ενέργεια: Ο κινητήρας και η ροή αέρα δημιουργούν ενέργεια ήχου.
Συνολικά:
Η λειτουργία ενός αεροπλάνου περιλαμβάνει μια πολύπλοκη αλληλεπίδραση μεταφορών ενέργειας. Ο πρωταρχικός στόχος είναι να μετατραπεί η χημική ενέργεια του καυσίμου στην κινητική ενέργεια της κίνησης και η πιθανή ενέργεια που απαιτείται για την πτήση. Ωστόσο, κάποια ενέργεια είναι αναπόφευκτα χαμένη ως θερμότητα και υγιής λόγω αναποτελεσματικότητας στη διαδικασία.
