Plugg munstycke
Pluggmunstycket är en typ av munstycke som inkluderar en mittkropp eller plugg runt vilken arbetsvätskan strömmar. Pluggmunstycken kan användas i flygplan, raketer och många andra vätskeflödesanordningar.
Slangar
Vanliga utlösningsmunstycken för trädgårdsslangar är ett enkelt exempel på pluggmunstycket och dess arbetssätt. I detta exempel består munstycket av en konisk eller klockformad öppning med en plugg på en rörlig stång placerad framför munstycket. Pluggen ser ut som en tallriksventil . Ventilens skaft löper tillbaka genom munstyckskroppens kropp till en "trigger", normalt en lång spak som löper nedför baksidan av munstycksaggregatet. En fjäder håller ventilen pressad mot öppningen vid normal användning, vilket ger en felsäker avstängning som stoppar vattenflödet när munstycket tappas.
När vatten tillförs slangen rinner det genom munstyckskroppen till öppningen, där det normalt skulle rinna rakt fram i en bäck. Strax efter att ha lämnat öppningen stöter den på pluggen, som avleder vattnet i sidled i en vinkel. Efter att ha färdats en kort sträcka möter vattnet utsidan av munstycksöppningen, vilket leder det framåt igen. Denna tvåstegsprocess gör att vattnet sprutas ut i ett ringformat mönster, vilket gör att mindre vatten träffar någon plats och därigenom minskar erosion samtidigt som det gör det lättare att vattna större områden.
Utformningen av pluggen och munstycksöppningen gör att ringens vinkel kan justeras. Normalt är denna formad så att när pluggen dras tillbaka mot öppningen både stänger den delvis av vattenflödet, samt gör att den sprids ut till största möjliga vinkel. Detta kan användas för att "dimma" växter. När avtryckaren trycks ned ytterligare, rör sig pluggen bort från öppningen, vilket orsakar mindre blockering och störning av flödet, vilket i slutändan tillåter vattnet att formas tillbaka till en bäck.
I raketer
Pluggmunstycken tillhör en klass av höjdkompenserande munstycken , ungefär som aerospike , som, till skillnad från traditionella konstruktioner, bibehåller sin effektivitet på ett brett spektrum av höjder.
I likhet med exemplet med trädgårdsslang använder pluggmunstycken ett format raketmunstycke med en tallriksformad plugg för att tillåta att mönstret på raketavgaserna ändras. Detta används för att justera för höjdförändringar; på lägre höjder dras pluggen tillbaka för att få avgaserna att spridas ut, medan på högre höjder kommer det lägre lufttrycket att göra att detta sker naturligt. En alternativ konstruktion för samma grundkoncept är att använda två munstycken, det ena inuti det andra, och justera avståndet mellan dem. Detta mönster har fördelen av bättre kontroll över avgaserna och enklare kylarrangemang.
Förvirrande nog kan termen "pluggmunstycke" också användas för att hänvisa till en helt annan klass av motormunstycken, aerospikarna. I teorin ska aerospetsen se ungefär ut som en lans , med en bred bas och lång avsmalnande framkropp. Däremot kan "spets"-delen skäras av med endast mindre effekter på prestanda, vilket bara lämnar basdelen. Detta liknar en vanlig dräneringsplugg eller propp och leder till en utbredd användning av termen "pluggmunstycke" även för denna design.
I flygplan och missiler
Jetmotorns pluggmunstycke har sitt ursprung i raketer men har också studerats genom åren, men inte använts, för överljudskryssningsflygplan som Boeing SST, den föreslagna General Electric Variable Cycle Engine, med dess akustiska pluggmunstycke, och Concorde . Den användes dock för AGM-28 Hound Dog- missilen och Tu-144-flygplanet. Pluggen / "externt expanderande" munstycket har en central plugg och en fritt expanderande överljudsstråle snarare än en divergerande konyta för att innehålla den interna överljudsexpansionen som i ett delaval con-di munstycke. Pratt & Whitney J52- flygplansmotorn som användes i den överljudsbaserade AGM-28 Hound Dog- missilen använde ett pluggmunstycke som presterade bättre över missilens flyghölje än antingen ett konvergent- eller ett con-di-munstycke. En översättningscentrumkropp användes på den icke-efterbrännande Kolesov RD-36-51 A-motorn som användes för överljudsflygplanet Tupolev Tu-144 D. Centrumkroppen perforerades och tryckluft tvingades in i avgasstrålen genom perforeringarna för att dämpa ljudet. Vikt och kylning är typiska problem med pluggmunstycken för flygplan. En pluggmunstycksdesign utvärderad vid National Gasturbine Establishment avvisades för Concorde-motorn på grund av viktstraffet från de erforderliga variabla funktionerna och oro för adekvat pluggkylning under återuppvärmningsdrift. Test av pluggmunstyckesmodeller har visat minskade ljudnivåer jämfört med traditionella konvergent-divergerande munstycken .
Framdrivningsmunstycken för subsoniska flygplan har använt en centrumkropp/kula/kon för att ge munstyckets utgångsområde som krävs för att ställa in en axialkompressors löplinje korrekt på kartan. De första operativa tyska turbojetmotorerna med axialkompressorer, Jumo 004 och BMW 003 , behövde olika avgasmunstyckesområden för att fungera korrekt vid vart och ett av driftregimerna: start/tomgång, stigning, hög hastighet, hög höjd. Ett munstycke med en för-/baköversättande "kula"-begränsningskropp i mitten valdes för varje design. Det gav områdeskontroll med relativt enkel manövrering och matchade den ringformade formen på turbinens avgaser.
Se även
Vidare läsning
- Aerospike Engine , Jeff Scott, hösten 1999. Detta dokument ger en omfattande genomgång av de olika höjdkompenserande munstycksdesignerna.